Научная статья на тему 'Технико-экономическая оценка влияния конструктивного решения монолитных перекрытий при возведении многоэтажного здания с использованием кессонных плит'

Технико-экономическая оценка влияния конструктивного решения монолитных перекрытий при возведении многоэтажного здания с использованием кессонных плит Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
145
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЕССОННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ / ПЛИТА / БАЛКА / АРМАТУРА / БЕТОН / АНАЛИЗ / РАСХОД / АРМИРОВАНИЕ / ШАГ КОЛОНН / СТОИМОСТЬ ВОЗВЕДЕНИЯ / КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА / CAISSON CEILING / SLAB / BEAM / REINFORCEMENT / CONCRETE / ANALYSIS / CONSUMPTION / STEP COLUMNS / COST OF CONSTRUCTION / STRUCTURAL SCHEME

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сухарева А.В., Аксенов В.Н.

На сегодняшний день в строительстве применяются новые методы возведения зданий и сооружений, а также самые передовые прочные и легкие материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Все это позволяет строить экономичные, качественные и эстетически привлекательные дома. В зависимости от применяемых материалов при строительстве многоэтажных зданий была рассмотрена эффективность применения ребристых кессонных перекрытий. Расчет 18-этажного монолитного здания был произведен в программном комплексе «Лира-САПР-2013». Плита перекрытия типового этажа рассматривается в следующих вариантах схем: здания с шагом колонн 6м и 12м, перекрытие плоское 200мм и кессонное с плитой 50мм, отличающееся сечением балок (200х400мм и 200х450мм), шагом 900х900 мм. Анализ результатов показал, что наиболее выгодное применение кессонных перекрытий в здании с шагом колонн 12 м, с применением высокопрочного бетона и арматуры класса А500.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сухарева А.В., Аксенов В.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technical and economic assessment of the impact of the structural solution of monolithic floors in the construction of a multi-storey building using caisson slabs

To date, the construction of the new techniques of construction of buildings and structures, as well as the most advanced durable and lightweight materials with high performance characteristics. All this allows you to build cost-effective, high-quality and aesthetically attractive houses. Depending on the materials used in the construction of multi-storey buildings was considered the effectiveness of ribbed coffered floors. Calculation of the 18-storey monolithic building was made in the program complex "Lira-CAD-2013". Floor slab typical floor is considered in the following schemes: buildings with a step of columns 6m and 12 m, the ceiling is flat and coffered with a 200mm plate 50mm, different beam cross-sections (200х400мм and 200х450мм), step 900х900 mm. analysis of the results showed that the most advantageous use of coffered ceilings in the building with a column grid of 12 m, with the use of high-strength concrete and reinforcement steel class A500.

Текст научной работы на тему «Технико-экономическая оценка влияния конструктивного решения монолитных перекрытий при возведении многоэтажного здания с использованием кессонных плит»

Технико-экономическая оценка влияния конструктивного решения монолитных перекрытий при возведении многоэтажного здания с использованием кессонных плит

А.В. Сухарева, В.Н. Аксенов Донской государственный технический университет

Аннотация: На сегодняшний день в строительстве применяются новые методы возведения зданий и сооружений, а также самые передовые прочные и легкие материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Все это позволяет строить экономичные, качественные и эстетически привлекательные дома. В зависимости от применяемых материалов при строительстве многоэтажных зданий была рассмотрена эффективность применения ребристых кессонных перекрытий. Расчет 18-этажного монолитного здания был произведен в программном комплексе «Лира-САПР-2013». Плита перекрытия типового этажа рассматривается в следующих вариантах схем: здания с шагом колонн 6м и 12м, перекрытие плоское 200мм и кессонное с плитой 50мм, отличающееся сечением балок (200х400мм и 200х450мм), шагом 900х900 мм. Анализ результатов показал, что наиболее выгодное применение кессонных перекрытий в здании с шагом колонн 12 м, с применением высокопрочного бетона и арматуры класса А500.

Ключевые слова: кессонное перекрытие, плита, балка, арматура, бетон, анализ, расход, армирование, шаг колонн, стоимость возведения, конструктивная схема.

Технико-экономическая оценка здания является одним из важных вопросов при проектировании и выборе конструктивных решений здания [1].

Целью технико-экономической оценки конструктивной части проекта является анализ расхода материалов - арматуры и бетона, при соблюдении сопоставимости конструктивных схем [2].

В качестве объекта исследования было выбрано 18-этажное жилое здание, расположенное в г. Ростове-на-Дону, размерами в осях 55,8х19,8м (рис.1).

Расчет конструктивных схем был произведен программным комплексом «Лира-САПР».

Для оценки технико-экономической эффективности возведения многоэтажного здания [3] были рассмотрены следующие конструктивные решения:

- конструкция перекрытия в виде кессонного - плита 50 мм и балки сечением 200х400(И) мм, шаг балок в осях 900х900 мм. Шаг колонн - 6м;

- конструкция перекрытия в виде кессонного - плита 50 мм и балки сечением 200х450(И) мм, шаг балок в осях 900х900 мм. Шаг колонн - 12м [4].

Было рассмотрено несколько вариантов каждой конструктивной схемы в зависимости от применяемых материалов:

1.1. КП-6 А400 В25.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х400(И) мм

Шаг колонн - 6м.

Сечение колонн 500х500мм на отметке -3,500 до +10,500, 400х400мм на отметке +10,500 до 59,500.

Бетон перекрытия и колонн класса В25, арматура перекрытия и колонн класса А400.

1.2. КП-6 А400 В выс.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х400(И) мм

Шаг колонн - 6м.

Сечение колонн 400х400мм.

Бетон перекрытия класса В25, бетон колонн В25 и В35, арматура перекрытия и колонн класса А400.

1.3. КП-6 А500 В25.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х400(И) мм

Шаг колонн - 6м.

Сечение колонн 400х400мм.

Бетон перекрытия и колонн класса В25, арматура перекрытия и колонн класса А500.

2.1. КП-12 А400 В25.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х450(И) мм

Шаг колонн - 12м.

Сечение колонн 600х600мм на отметке -3,500 до +21,000, 400х400мм на отметке +21,000 до 59,500.

Бетон перекрытия и колонн класса В25, арматура перекрытия и колонн класса А400.

2.2. КП-12 А400 В выс.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х450(И) мм

Шаг колонн - 12м.

Сечение колонн 500х500мм на отметке -3,500 до +3,500, 400х400мм на отметке +3,500 до 59,500.

Бетон перекрытия класса В25, бетон колонн В25, В50 и В90, арматура перекрытия и колонн класса А400.

2.3. КП-12 А500 В выс.

Кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х450(И) мм

Шаг колонн - 12м.

Сечение колонн 500х500мм на отметке -3,500 до +3,500, 400х400мм на отметке +3,500 до 59,500.

Бетон перекрытия класса В25, бетон колонн В25, В50 и В90, арматура перекрытия и колонн класса А500.

Сравнительный анализ расчетных схем производится на основании одной объемно-планировочной и конструктивной модели здания. [5,6].

Рис. 1. - Расчетная схема 18-этажного дома. Общий вид

В таблицах 1 и 2 представлены виды перекрытий и материалов, используемые при расчете [7]. Среднерыночная стоимость бетона и арматуры взята согласно прайс-листа производителя.

Таблица №1

Расход арматуры и стоимость материала на возведение здания

Расход материала на возведение 13-этажного здания

Вид перекрытие

Класс ар ры

Арматура, т

Перекрытие

Итого расход

Стоимость ед., руб.т

Итого

стоимость, тыс

руб_

1 Кессоное перекрытие с шагом колонн 6 м

1.1. КП-6А400В25 А4СЮ 25 385 411 40000 16 427

Вр500 41 41 40000 1657

1.2. КП-6А400В вы с. А400 34 300 334 40000 13 343

Вр500 41 41 40000 1657

1.3. КП-6А500 В25 А500 31 225 256 40000 10 247

Вр500 41 41 40000 1657

г Кессоное перекрытие с шагом колонн 12 м

2.1. КП-12А400В25 А4СЮ 26 341 367 40000 14 669

Вр500 41 41 40000 1657

2.2. КП-12А400В выс. А400 22 279 300 40000 12 016

Вр500 41 41 40000 1657

2.3. КП-12А500В выс. А500 19 203 227 40000 9 099

Вр500 41 41 40000 1657

Таблица №2

Расход бетона и стоимость материала на возведение здания

Расход материала на возведение 18-этажного здания

Вид перекрытие

Бетон, мЗ

Класс бетона

Колонны

Перекрытие

Итого

Стоимость ед., руб.мЗ

Итого стоимость, тыс руб

1 Кессоное перекрытие с шагом колонн 6 м

1.1. КП-6А400В25 В25 636 4 014 4 650 3700 17 205

1.2. КГ-6А400В выс. В25 447 4 014 4 461 3700 16 505

В 35 123 123 4150 530

1.3. КП-6А5МВ25 В25 575 4 014 4 589 3700 16 978

2 Кессоное перекрытие с шагом колонн 12 м

2.1. КП-12А400 В25 В25 430 4446 4 926 3700 18 226

2.2. КП-12А400В ныс. В25 121 4446 4 567 3 700 16 898

В50 47 47 5800 274

В90 121 121 7800 943

2.3. КП-12А500В ныс. В25 121 4446 4 567 3 700 16 898

В50 47 47 5 800 274

В90 121 121 7800 943

и

Общая стоимость затрат на материалы для возведения 18-этажного здания в зависимости от вида перекрытия и применяемых материалов, представлена в таблице 3.

Таблица №3

Общая стоимость возведения здания

1.1. КП-б А400В25 18 084 17 205 35 289

1.2. КП-б А400 Ввыс 15 000 17 035 32 035

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1.3. КП-б А500В25 11 904 16 978 28 882

2.1. КП-12 А400 В25 16 327 18 226 34 553

2.2. КП-12 А400 Ввыс 13 673 18 115 31 788

2.3. КП-12 А500 Ввыс 10 756 18 115 28 871

На рисунке 2 представлена диаграмма, отражающая общие затраты на материалы - бетон и арматуру для возведения 18-этажного здания при различных конструктивных решениях и применяемых материалах [8].

и

Рис. 2. - Диаграмма стоимости материалов

Заключение

На основе анализа результатов расчёта, выявлено, что: наиболее выгодное с точки зрения материалоёмкости и стоимости материалов решение №2.3 (КП-12 А500 В выс.), со следующими характеристиками:

- кессонное перекрытие. Плита 50 мм и балки сечением 200х450(^ мм;

- шаг колонн - 12м;

- сечение колонн 500х500мм на отметке -3,500 до +3,500, 400х400мм на отметке +3,500 до 59,500;

- бетон перекрытия класса В25, бетон колонн В25, В50 и В90, арматура перекрытия и колонн класса А500 [9,10].

В заключении отметим, что большой интерес представляет дальнейший расчет конструкций с современным типом перекрытий и анализ технико-экономических показателей.

Литература

1. Р.Залигер Железобетон, его расчет и проектирование, 2008. - 216с.

2. Н.Б. Аксенов, М.В. Аушев. Исследование влияния соотношения жесткостей конструктивной системы на динамические параметры многоэтажного здания в зависимости от сейсмичности площадки // Инженерный вестник Дона, 2017, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4416.

3. Д.Р. Маилян, П.П. Польской, С.В. Георгиев. Свойства материалов, используемых при исследовании работы усиленных железобетонных конструкций // Инженерный вестник Дона, 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1673

4. А.В.Сухарева, В.Н.Аксенов Сравнительный анализ эффективности использования кессонных перекрытий Skydome в современных многоэтажных зданиях при стандартном шаге колонн // Инженерный вестник Дона, 2016, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3885.

5. Robert Benaim The Design of Prestressed Concrete Bridges Concepts and principles 2008-581p.

6. James K Wight Reinforced Concrete Mechanics and Design 2009 p.1130

7. ПК ЛИРА-САПР 2016 Проектирование и расчет строительных конструкций. URL: liraland.ru/lira/

8. Мкртчян А.М., Аксенов В.Н. Аналитическое описание диаграммы деформирования высокопрочных бетонов // Инженерный вестник Дона, 2013, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1818/.

9. Сагадеев Р. А. Современные методы возведения монолитных и сборно-монолитных перекрытий. 2008-136с.

10. Н.Б. Аксенов, А.В. Задорожная. Исследование влияния параметров триангуляции в среде ПК САПФИР на результаты расчёта // Инженерный вестник Дона, 2017, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4077.

References

1. R.Zaliger ZHelezobeton, ego raschet i proektirovanie [Reinforced concrete, its calculation and design], 2008. 216 p.

2. N.B. Aksenov, M.V. Aushev Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2017, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4416.

3. D.R. Mailyan, P.P. Pol'skoj, S.V. Georgiev Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1673.

4. A.V.Sukhareva, V.N.Aksenov Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2016, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3885.

5. Robert Benaim The Design of Prestressed Concrete Bridges Concepts and principles pp.2008-581

6. James K Wight Reinforced Concrete Mechanics and Design. 2009. p.1130

7. PK LIRA-S APR 2016 Proektirovanie i raschet stroitel'nykh konstruktsiy [Design and calculation of building structures]. URL: liraland.ru/lira/.

8. Mkrtchyan A.M., Aksenov V.N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1818/

9. Sagadeev R.A. Sovremennye metody vozvedeniya monolitnyh i sborno-monolitnyh perekrytij [Modern methods of construction of monolithic and precast-monolithic slabs]. pp.2008-136.

10. N.B. Aksenov, A.V. Zadorozhnaya Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2017, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4077.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.