Анализ рекомендуемой методики расчета для монолитных плит перекрытия с различными типами пустотообразователей по системе Cobiax | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 ноября, печатный экземпляр отправим 4 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №20 (415) май 2022 г.

Дата публикации: 23.05.2022

Статья просмотрена: 341 раз

Библиографическое описание:

Филимонова, Е. С. Анализ рекомендуемой методики расчета для монолитных плит перекрытия с различными типами пустотообразователей по системе Cobiax / Е. С. Филимонова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 20 (415). — С. 109-113. — URL: https://moluch.ru/archive/415/91763/ (дата обращения: 18.11.2024).



В статье представлена методика расчета монолитных плит перекрытия с пустотообразователями по системе Cobiax. Произведено сравнение результатов расчета плит перекрытия с различными типами пустотообразователей по рекомендуемой методике.

Ключевые слова: монолитная плита перекрытия, неизвлекаемые вкладыши-пустотообразователи, система Cobiax, пространственная расчетная модель, метод конечных элементов.

В последние годы за рубежом активно развивалась технология Cobiax [4], которая позволяет облегчить плиту перекрытия с помощью внедрения в железобетонный массив арматурных модулей с пустотообразователями эллипсоидной или шаровидной формы из переработанного пластика. Но в нашей стране такая технология только начинает применяться — проводятся исследования по практическому применению изделий в железобетонных плитах, разрабатывается нормативная документация.

Проектирование плит перекрытия с пустотообразователями Cobiax осуществляется аналогично проектированию массивных железобетонных элементов в соответствии с действующими строительными нормами.

Моделирование таких плит перекрытия производит как правило оболочечными конечными элементами с приведенными жесткостными характеристиками, при этом для автоматизированного расчета продольного армирования высота сечения назначается равной фактической высоте сечения плиты.

Рассмотрим следующие варианты плит перекрытия:

  1. Плита перекрытия с геометрическими размерами в плане 9,1х9,1 м с высотой 200 мм, тип модуля пустотообразователей S-100 (рис. 1.а);
  2. Плита перекрытия с геометрическими размерами в плане 9,1х9,1 м с высотой 400 мм, тип модуля пустотообразователей S-260 (рис. 1.б);
  3. Плита перекрытия с геометрическими размерами в плане 9,0х9,0 м с высотой 600 мм, тип модуля пустотообразователей Е-450 (рис. 1.в).

При помощи программного комплекса SCAD смоделированы и рассчитаны три различных типа схем для рассматриваемых плит перекрытия для сравнения результатов расчета:

  1. Плита перекрытия с наличием пустот, образованная объемными конечными элементами (рис. 1);
  2. Плита перекрытия без пустот, образованная пластинчатыми конечными элементами с приведенной высотой сечения (объем пустот «размазан» в объеме тела железобетонной плиты) (для плиты с пустотообразователями типа S-100 назначаем высоту плиты h=176 мм, для S-260 — h=343 мм и для Е-450 — h=512 мм);
  3. Плита перекрытия без пустот, образованная пластинчатыми конечными элементами с фактической высотой сечения. Данную модель рекомендует использовать методика расчета пустотных плит перекрытия с неизвлекаемыми вкладышами-пустотообразователями.

В соответствии с пунктом № 6.2.6 СП 52–103–2007 [6] для более точной оценки распределения усилий в элементах конструктивной системы на первой стадии расчета принимаем приближенные значения нелинейных жесткостей с учетом условных понижающих коэффициентов. Для горизонтальных несущих элементов принимается понижающий коэффициент равный 0,3.

а)

б)

в)

Рис. 1. Плиты перекрытия, образованные объемными конечными элементами. Слева — участок с пустотообразователем, справа — фрагмент расчетной модели. а — тип S-100; б — тип S-260, в- тип Е-450

При анализе напряженно-деформированного состояния выяснилось, что каждая смоделированная схема плит перекрытия дают одинаковый характер результатов: верхние приопорные зоны испытывают растяжение, нижние — сжатие; в середине пролета верхние зоны плит испытывают сжатие, нижние — растяжение; максимальные прогибы образуются в серединной части пролета.

Сравнение напряженного состояния в схемах производилось в нескольких локациях, а именно: места крепления плиты перекрытия к стене и к колонне, места фактического или предполагаемого изменения сечения со стороны опирания на стену и колонну, серединная часть пролета.

За эталонную схему для сравнения напряжений принималась схема плиты, образованная объемными элементами. Получившиеся отклонения в напряжениях сведены в диаграммы, представленные на рис. 2–4.

Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Рис. 2. Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Тип пустотообразователя S-100.

Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Рис. 3. Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Тип пустотообразователя S-260.

По результатам расчета плиты перекрытия выстой 200 мм и 400 мм с пустотообразователем типа S-100 и S-260 соответственно, видно, что к напряженному состоянию схем плиты с пустотами, образованными объемными элементами, наиболее из всех приближены схемы, по которым рекомендуется рассчитывать такие плиты — схемы, образованные пластинчатыми элементами с фактической высотой сечения плиты.

Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Рис. 4. Диаграмма. Отклонения в расчетных схемах плиты

Тип пустотообразователя Е-450.

По результатам расчета плиты перекрытия выстой 600 мм с пустотообразователем типа E-450 видно, что к напряженному состоянию плиты, образованной объемными элементами, наиболее приближенной оказывается схема, образованная пластинчатыми элементами с приведенной толщиной сечения, а не фактической, по которой рекомендуется рассчитывать плиты перекрытия с пустотообразователями.

Производители и литература по данной технологии гласят, что благодаря пустотообразователям можно сократить расходуемый объем бетона до 35 %. В наших случаях пустотообразователь типа S-100 позволил сократить объем бетона плиты перекрытия на 11,8 %, типа S-260 — на 14,3 % и типа E-450 — на 16,1 %.

Из вышесказанного можно увидеть взаимосвязь и сделать вывод о том, что чем больше облегчена плита, чем больше из нее извлечено бетона с помощью пустотообразователей, тем ниже будут «опускаться» фиолетовые и зеленые линии графиков, а значит рекомендуемая схема для расчета плит перекрытия с пустотообразователями не во всех случаях может давать наиболее правдоподобный результат.

Литература:

1. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1991. — 767 с.

2. СП 430.1325800.2018 Монолитные конструктивные системы. Правила проектирования — Введ. 2019–06–26. — ОАО «НИЦ «Строительство», 2019. — 44 с.

3. Климов С. В., Проектирование и расчет железобетонных многопустотных плит перекрытий: учеб.-метод. пособие / С. В. Климов, Т. В. Юрина, С. Л. Бугаев. — Пермь: изд-во Пермс. гос. техн. ун-та, 2008. — 79 с.

4. Cobiax Technologies AG. Электронный ресурс. — Режим доступа: https://www.cobiax.com/.

5. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52–01–2003. — Введ. 2019–06–20. — М.: ОАО «НИЦ «Строительство», 2019. — 152 с.

6. СП 52–103–2007. Свод Правил по проектированию и строительству. Железобетонные и монолитные конструкции зданий. — Введ. 2007.07.15. — М.: ОАО «НИЦ «Строительство», 2007 г. — 23 с.

Основные термины (генерируются автоматически): плита перекрытия, элемент, тип, расчетная схема плиты, тип модуля, SCAD, методика расчета, монолитная плита перекрытия, результат расчета плиты перекрытия, серединная часть пролета.


Похожие статьи

Сравнение современных методов расчета монолитных безбалочных железобетонных перекрытий

В статье рассмотрены различные способы расчета монолитных безбалочных железобетонных перекрытий. Также проведено сравнение результатов расчета по современным отечественным и зарубежным методам расчета.

Исследование численной модели монолитного перекрытия по металлическим балкам в ПК Ansys

Для анализа пространственной работы монолитных перекрытий по металлическим балкам с частично или полностью нарушенным сцеплением анкеров проведен численный эксперимент с помощью ПК Ansys. Проанализированы две расчетные модели с учетом и без учета нел...

Анализ методов статического расчета безбалочных бескапительных железобетонных перекрытий связевых каркасов

На примере трехпролетной схемы связевого каркаса выполнен статический расчет безбалочной бескапительной плиты перекрытия различными методами: упругой сетки, заменяющих рам, конечных элементов. Произведен анализ результатов расчета.

Обоснование эффективности применения игольчатого оребрения в системах термостабилизации грунтов

В статье рассмотрены особенности применения существующих систем термостабилизации грунтов основания при строительстве и эксплуатации объектов магистральных трубопроводов. Проведен сравнительный анализ разных способов оребрения теплообменных труб. Вып...

Численное определение поведения арки из вальцованного U-образного профиля несимметричного сечения при различных видах нагрузок

В данной статье показано поведение деформированного состояния тонкостенных вальцованных профилей системы MIC-120 при загружении различными видами нагрузок.

Технологии формообразования купольных конструкций

Приведены преимущества купольных конструкций, относительно прямоугольных решений. Обобщены технологии формообразования купольных конструкций: геодезический купол, стратодезическая сфера, пневмокаркасные технологии, блочно-заводские конструкции. Выявл...

Эффективность охлаждения газов в пенном слое на провальных тарелках

Рассмотрен подход определения температурных профилей и эффективности охлаждения газов в развитом турбулентном барботажном слое на провальных тарелках в колонных аппаратах. Подход базируется на моделях структуры потока для двухфазных сред. Используютс...

Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит

В статье рассмотрены кессонные перекрытия, технология их возведения и принцип работы. Проведен анализ монолитного и сборно-монолитного способов устройства кессонного перекрытия. Сделано сравнение кессонных перекрытий, сооруженных этими способами со с...

Анализ расчета кирпичной кладки, усиленной железобетонной обоймой, при местном сжатии под опорами балок

В данной статье рассматривается расчет несущей способности неармированной кирпичной кладки, усиленной железобетонной обоймой, при приложении местной сжимающей нагрузки под опорами балок. Анализируется напряженное состояние кладки и бетона обоймы с по...

Учет физической нелинейности при расчете зданий и сооружений на устойчивость к прогрессирующему обрушению

В статье рассмотрены основные проблемы методик расчета зданий и сооружений на устойчивость к прогрессирующему обрушению. Сделаны выводы о корректности применения того или иного метода расчета. Разработана инженерная методика расчета в динамической по...

Похожие статьи

Сравнение современных методов расчета монолитных безбалочных железобетонных перекрытий

В статье рассмотрены различные способы расчета монолитных безбалочных железобетонных перекрытий. Также проведено сравнение результатов расчета по современным отечественным и зарубежным методам расчета.

Исследование численной модели монолитного перекрытия по металлическим балкам в ПК Ansys

Для анализа пространственной работы монолитных перекрытий по металлическим балкам с частично или полностью нарушенным сцеплением анкеров проведен численный эксперимент с помощью ПК Ansys. Проанализированы две расчетные модели с учетом и без учета нел...

Анализ методов статического расчета безбалочных бескапительных железобетонных перекрытий связевых каркасов

На примере трехпролетной схемы связевого каркаса выполнен статический расчет безбалочной бескапительной плиты перекрытия различными методами: упругой сетки, заменяющих рам, конечных элементов. Произведен анализ результатов расчета.

Обоснование эффективности применения игольчатого оребрения в системах термостабилизации грунтов

В статье рассмотрены особенности применения существующих систем термостабилизации грунтов основания при строительстве и эксплуатации объектов магистральных трубопроводов. Проведен сравнительный анализ разных способов оребрения теплообменных труб. Вып...

Численное определение поведения арки из вальцованного U-образного профиля несимметричного сечения при различных видах нагрузок

В данной статье показано поведение деформированного состояния тонкостенных вальцованных профилей системы MIC-120 при загружении различными видами нагрузок.

Технологии формообразования купольных конструкций

Приведены преимущества купольных конструкций, относительно прямоугольных решений. Обобщены технологии формообразования купольных конструкций: геодезический купол, стратодезическая сфера, пневмокаркасные технологии, блочно-заводские конструкции. Выявл...

Эффективность охлаждения газов в пенном слое на провальных тарелках

Рассмотрен подход определения температурных профилей и эффективности охлаждения газов в развитом турбулентном барботажном слое на провальных тарелках в колонных аппаратах. Подход базируется на моделях структуры потока для двухфазных сред. Используютс...

Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит

В статье рассмотрены кессонные перекрытия, технология их возведения и принцип работы. Проведен анализ монолитного и сборно-монолитного способов устройства кессонного перекрытия. Сделано сравнение кессонных перекрытий, сооруженных этими способами со с...

Анализ расчета кирпичной кладки, усиленной железобетонной обоймой, при местном сжатии под опорами балок

В данной статье рассматривается расчет несущей способности неармированной кирпичной кладки, усиленной железобетонной обоймой, при приложении местной сжимающей нагрузки под опорами балок. Анализируется напряженное состояние кладки и бетона обоймы с по...

Учет физической нелинейности при расчете зданий и сооружений на устойчивость к прогрессирующему обрушению

В статье рассмотрены основные проблемы методик расчета зданий и сооружений на устойчивость к прогрессирующему обрушению. Сделаны выводы о корректности применения того или иного метода расчета. Разработана инженерная методика расчета в динамической по...

Задать вопрос