Преднапряженные монолитные перекрытия с натяжением на бетон в построечных условиях

Студент 3 курса  группы Э-22 ИСА

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	Рис.6. Москва, ул. Шарикоподшипниковая
- ТРЦ “Авиапарк” в г. Москва. Преднапряженные перекрытия с пролетом 16,8х8,4 м;	- 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 пластиковой оболочке-моностренды)	- со сцеплением с бетоном (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 ЛИРА-САПР. 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 Всего на 1м2 Площадь этажа, м2 2513 - Бетон, м3 614 0.24 Арматура ненапрягаемая, кг 55840 22.20 Тяжные анкера FА6805, шт. 68 0.027 Глухие анкера ZR6805, шт. 68 0.027 Напрягаемые арм. канаты, кг 6385 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/ммІ»

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*