CC BY
0
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ РАЗМЕЩЕНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ В СОВРЕМЕННЫХ МОНОЛИТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ
И.В. Колеватов, магистрант
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (Россия, г. Екатеринбург)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-11-2-201-204
Аннотация. В данной статье рассматривается влияние шага вертикальных несущих конструкций на толщину перекрытий и их армирование. В проведенных исследованиях рассматривались три варианта монолитных перекрытий толщиной 160 мм, 180 мм и 200 мм. При этом варьировались шаги вертикальных конструкций: 3,2 м, 5,2 м, 6,65 м, а также были рассмотрены различные компоновочные схемы, такие как: квадратная, прямоугольные разных типов, угловая. В статье были подобраны оптимальные шаги вертикальных конструкций и найдена рациональная толщина плиты перекрытия с учетом экономической выгоды.
Ключевые слова: монолитные железобетонные конструкции, шаги несущих вертикальных конструкций, толщина плиты перекрытия, конструктивная система, размещение вертикальных несущих конструкций, оптимальное проектирование железобетонных конструкций.
С конца ХХ века в России ежегодно увеличивается объем монолитного строительства. Данную технологию применяют для возведения зданий различных назначений: жилые, общественные и производственные [6].
Сооружения из монолитного железобетона обладает такими преимуществами как: высокая прочность здания и его сейсмоустойчи-вость, большой срок эксплуатации и большая скорость возведения, экономичность и возможность создания индивидуального дизайна [4, 5].
По сей день остается ряд вопросов, касающиеся возведения таких зданий.
Строительные компании постоянно находятся в поиске новых экономически выгодных и вариативных компоновочных решений, стараясь удовлетворить запросы покупателей. Для этого проектировщики решают одну из актуальных задач - размещение вертикальных несущих конструкций без вреда прочности здания и гибкости планировок.
В качестве объекта исследования, были рассмотрены четыре компоновочные схемы: квадратная, угловая, прямоугольные (рис. 1). В каждом из вариантов рассматривались три случая шага вертикальных несущих конструкций: 3,2 м, 5,2 м и 6,65 м.
Рис. 1. а - угловая, б - квадратная, в - прямоугольная 1, г - прямоугольная 2.
Были произведены расчеты данных безбалочных перекрытий как плоских одноэтажных конструкций с различной толщиной плиты (рис. 2) [3]. Расчеты производились в про-
грамме ЛИРА САПР. Ко всем расчетным схемам были приложены одинаковые нагрузки для обеспечения объективности исследования.
Рис. 2. Расчетные модели квадратной компоновочной схемы с различной толщиной плиты
(верхняя - 160 мм, нижняя - 180 мм)
В процессе исследования были получены результаты, сформированные в таблицах 1 и 2.
Таблица 1.
Плита 1бсм Плита 18см Соотношение, °/о
Максимальный момент на опоре по X, — м -1,59 -1,59 0
Максимальный момент ,, тм на опоре по У, — м -2,4 -2,04 17,6
Максимальный момент в пролете по X, — м 0,759 0,766 -0,91
Максимальный момент _ -г тм в пролете по У, — м 1,49 1,25 19,2
Прогиб, мм -11,9 -8,53 39,5
Армпро ванне - - 2-5
Таблица 2.
Плита 16см Плита 18см Соотношение, %
Максимальный момент на опоре по X, — м -2,62 -2,62 0
Максимальный момент на опоре по V. — м -4,81 -4,42 8,82
Максимальный момент в пролете по X, — м 1 -24 1,25 -0,81
Максимальный момент в пролете по V, — м 2,12 1,91 10,9
Прогиб, мм -16,7 -12 39,2
Армирование - - 10-12
Нагрузка на квадратный метр перекрытия за счет увеличения толщины возросла на 12%.
Также можно наблюдать уменьшение моментов. При малом шаге вертикальных конструкций соотношение моментов по оси Y на опоре составило 17,6%, а в пролете 19,2%. При увеличении шага в 1,5 раза, соотношение моментов уменьшилось вдвое и приняло значение максимального момента по оси Y на опоре - 8,2%, а в пролете 10,9%.
В соответствии с эпюрами моментов были подобраны арматурные сетки в верхних и нижних зонах плит. С увеличением толщины плиты плечо внутренней пары также увеличивается, поэтому требуемая площадь стержней должна уменьшаться.
При шаге 3,2 м, разница в армировании между плитами в 160 и 180 мм, незначительная и находится в пределах 5%. При шаге 5,2 м, разница в армировании между плитами в 160 и 180 мм увеличивается значительно и составляет порядка 15%.
Значения прогибов для всех перекрытий не превышали предельно допустимых величин. Так при шаге 3,2 м для плиты толщиной 160 мм прогиб составил 11,9 мм, а для плиты
180 мм - 8,53 мм. В случае с шагом в 5,2 м для плиты толщиной 160 мм прогиб составил 16,7 мм, а для плиты 180 мм - 12 мм [1, 2].
В результате анализа угловой и прямоугольной 2 компоновочных схем, соотношения моментов, прогибов и армирования были близки к результатам, полученным выше.
Также в исследовании, была испытана еще одна вариация прямоугольной компоновочной схемы. Отличительной особенностью которой являлось увеличение шага в двух направлениях. Квадратная сетка осей с шагом в 5,2 м, привели к иным показателям. Расчет показал, что плита толщиной 160 мм, нарушает нормативные требования.
Заключение
Таким образом, решая задачу, поставленную перед проектировщиками, на основе результатов исследования, можно сделать следующий вывод.
Компромиссом между наибольшей прочностью здания и гибкостью планировочных решений является использование шага 5,2 м. В сочетании с плитой перекрытия толщиной 180 мм можно достичь наиболее экономически выгодного варианта.
Библиографический список
1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.
- М.: Стандартинформ, 2018. - 80 с.
2. СП 430.1325800.2018 Монолитные конструктивные системы. Правила проектирования. -М.: Минстрой России, 2018. - 39 с.
3. Беркунов П.А., Дзюба В.А. Эффективная толщина монолитных безбалочных перекрытий // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. - Екатеринбург: УрГАУ, 2023. - №7.
4. Дмитриева Т.Л., Нгуен В.Т. К вопросу оптимального проектирования железобетонных колонн многоэтажных зданий с оптимальными Параметрами // Вестник ИрГТУ. - 2015. - № 3 (98).
- С. 134-142.
5. Кравчук Е. В., Экономичность проектного решения при проектировании здания и сооружения // Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного комплекса. - 2019. -Т. 1, № 3. - С. 359-362.
6. Родина А.Ю. Проектирование монолитных железобетонных перекрытий многоэтажного здания / А.Ю. Родина, Н.П. Барбашев, Е.В. Домарова. - М.: МГСУ, 2014. - 76 с.
CURRENT ISSUES OF PLACEMENT OF LOAD-BEARING STRUCTURES IN MODERN MONOLITHIC RESIDENTIAL BUILDINGS
I.V. Kolevatov, Graduate Student
Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin (Russia, Yekaterinburg)
Abstract. This article examines the effect of the pitch of vertical load-bearing structures on the thickness of the floors and their reinforcement. In the conducted studies, three variants of monolithic ceilings with a thickness of 160 mm, 180 mm and 200 mm were considered. At the same time, the steps of vertical structures varied: 3.2 m, 5.2 m, 6.65 m, and various layout schemes were considered, such as: square, rectangular of different types, angular. In the article, the optimal steps of vertical structures were selected and the rational thickness of the floor slab was found, taking into account the economic benefits.
Keywords: monolithic reinforced concrete structures, steps of load-bearing vertical structures, thickness of the floor slab, structural system, placement of vertical load-bearing structures, optimal design of reinforced concrete structures.
