И.Г.Степкин C.В.Горбатов ПРЕДНАПРЯЖЕННЫЕ МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ

Студент 3 курса группы Э-22 ИСА И.Г.Степкин
Научный руководитель – проф., канд. техн. наук C.В.Горбатов
ПРЕДНАПРЯЖЕННЫЕ МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
С НАТЯЖЕНИЕМ НА БЕТОН В ПОСТРОЕЧНЫХ УСЛОВИЯХ
В настоящее время строительство многоэтажных жилых, общественных и
административных зданий ведется исходя из сложных объемно-планировочных
решений. Такие здания имеют различную в плане конфигурацию c
выступающими частями, консольными свесами, увеличенной сеткой колонн.
Применение в подобных зданиях обычной ненапрягаемой стержневой арматуры
ведет к ее значительному перерасходу, увеличению толщины перекрытий и, тем
самым, расхода бетона, что естественным образом сказывается на собственном
весе конструкций и технико-экономических показателях.
В этой связи, в последнее время все чаще становится необходимым
применять преднапряженную высокопрочную канатную арматуру с натяжением
в построечных условиях как в монолитных, так и сборно-монолитных
конструкциях.
Одной из компаний, имеющих большой опыт применения указанной выше
технологии является ООО “ПСК-Строитель”. Среди объектов, возведенных
этой компанией в гражданском строительстве, можно отметить следующие:
- ТРК “РИО”, г. Москва.
Перекрытия преднапряженные
пролетом 12х12м;
- Административное здание в г. Москва
на ул. Шарикоподшипниковая.
Перекрытия с консольными вылетами (в
направлении балок) до 9 м;
Рис. 5. ТРК “РИО”, г. Москва
- ТРЦ “Авиапарк” в г. Москва.
Преднапряженные перекрытия с
пролетом 16,8х8,4 м;
Рис.6. Москва, ул.Шарикоподшипниковая
- ЖК “Велтон Парк”, г. Москва, ул.
Маршала Жукова. Преднапряженная
балка-стенка пролетом 24м с надстройкой
9-ти этажей;
Рис.7. ТРЦ “Авиапарк”, г.Москва
Рис. 8. ЖК “Велтон Парк”, г. Москва
Существуют две принципиальные схемы систем преднапряжения на бетон:
- без сцепления с бетоном (канаты в
- со сцеплением с бетоном
пластиковой оболочке-моностренды)
(с восстановленным сцеплением)
Рис.1.Канат в оболочке (без сцепления)
Рис. 2. Канаты со сцеплением
Различают также типы напрягаемой арматуры:
- канатная высокопрочная арматура; - стержневая высокопрочная арматура;
Фиксацию арматуры в анкерных устройствах обеспечивают при помощи
цанговых захватов при натяжении посредством гидродомкратов.
Раскладка канатной арматуры,
как правило, повторяет эпюру
изгибающих моментов от
равномерно распределенной
нагрузки (рис.3).
Рис. 3. Раскладка канатов
Моделируется преднапряжение
как внешняя нагрузка. Векторная
сумма усилий равна нулю (рис.4).
(или как температурная нагрузка на
стержневые элементы).
Рис. 4. Внешняя нагрузка.
Рассмотрим применение описанной выше технологии примере плиты
перекрытия типового этажа одной из башен ММДЦ «Москва-Сити»:
Конструктивная модель
перекрытия включает в себя контур
бетонного перекрытия с проемами,
балками, а также рядом колонн и стен
над и под перекрытием.
Параметры ребристого перекрытия:
-толщина перекрытия 150мм;
-высота ребер 250мм, 450мм;
-пролет в опорных гранях 10,1м;
-вылет консольных участков 6м;
Рис. 9. Раскладка канатов
Рис.10.Фрагмент раскладки канатов
Рис. 11. Профиль каната в пролете
Рис. 12. Профиль каната на консоли
Расчет
преднапряженного
перекрытия производился в ПК ЛИРАСАПР. Подбор канатной арматуры в ПК
ADAPT-Floor Pro. Конструирование
перекрытия произведено в соответствии
с СП 63.13330.2012 “Бетонные и
железобетонные конструкции”. Расчет
потерь «вручную» с учетом также
СП 35.13330.2011 “Мосты и трубы”.
Технико-экономические показатели ПН-варианта
Показатель
Площадь этажа, м2
Бетон, м3
Арматура ненапрягаемая, кг
Тяжные анкера FА6805, шт.
Глухие анкера ZR6805, шт.
Напрягаемые арм. канаты, кг
Всего
2513
614
55840
68
68
6385
на 1м2
0.24
22.20
0.027
0.027
2.54
Как показывает практика, преднапряженные в построечных условиях на бетон
конструкции перекрытий экономически целесообразно применять при пролетах более
8м. Кроме того, системы предварительного напряжения (без сцепления с бетоном)
могут использоваться для защиты зданий от прогрессирующего обрушения. В этом
случае канаты работают по вантовой схеме, а местные деформации в канатной
арматуре отсутствуют даже при образовании с сечениях пластических шарниров.
Также, повышается огнестойкость сечений, трещиностойкость, несущая способность
при расчете на действие поперечных сил и расчете на продавливание за счет
разгружающего эффекта от вертикальной составляющей преднапряжения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Расчет и конструирование монолитных преднапряженных конструкций гражданских
зданий. Д. Портаев. М.,2011г.
2. ТУ 1243-286-36554501-09 «Арматурные канаты диаметром 15,7мм класса 1860 H/мм²»
3. CП 52-102-2004 "Предварительно напряженные железобетонные конструкции"
4. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Акт. ред. СНиП 52-01-2003
5. СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*