Татарский монолит потяжелеет

В Казани посчитали экономическую эффективность прочных бетонов для строительства высотных домов

По предложению Госжилфонда Татарстана ученые кафедры Технологии стройматериалов, изделий и конструкций КГАСУ и спецы ОАО «ГипроНИИавиапром» перепроектировали цельный железобетонный каркас 18-этажного дома, заменив бетон В25 на прочный бетон В80.

Экспериментальная работа отвечает мировым трендам производства и внедрения бетонов последнего поколения с прочностью 150-200 МПа (марка 1500-2000) и выше. В Татарстане также заинтересованы в понижении материало- и энергоемкости при сооружении объектов штатского строительства.

Прочные и высокопрочные бетоны позволяют в 2-3 раза уменьшить геометрические размеры сечений сжатых несущих конструкций, на 20-30% - для изгибаемых, на 10-ки процентов понизить их объем и массу. Финансовая эффективность перехода строительства на бетоны больших марок явна, хотя в Рф, в том числе и в Татарстане, практики их использования пока нет.

Подавляющее число конструкторов и проектировщиков, по инерции и по неведению, закладывают в проекты типовые конструкции из бетонов обычных марок, потом технологи-бетонщики оптимизирую их состав для понижения расхода цемента. Но сберегать следует не цемент в бетоне, а бетон в конструкциях, ведь прочный бетон даже при его бóльшей цены позволяет понизить цена конструкций.

Для перехода строительства на прочные бетоны будет нужно обновление всей проектно-конструкторской и нормативной документации.

Строительный комплекс Татарстана потребляет в год 2 - 2,3 млн м3 цементного бетона. Для производства прочного бетона требуется и прочный щебень из изверженных пород с Урала по 1500-1600 руб/т.

На кафедре ТСМИК разработаны составы тонкодисперсных бетонов больших марок (М1000 и поболее) на базе фракционированных песков месторождений рек Камы, Волги, Вятки. Их себестоимость ниже, чем у бетонов на уральском щебне. Потому строительство из прочных песочных бетонов имеет большой экономический потенциал. Строительный комплекс Татарстана имеет возможность его воплотить.

Базисный рабочий проект был выполнен ГУП «Татинвестгражданпроект» (ТИГП), в каком в качестве основного строительного материала использован бетон класса В25 и арматура класса А500С.

Жилой трехсекционный дом (рис. 1а), любая секция разделена деформационными швами. Общая высота строения – 57,6 м. Здание имеет: подвал высотой 3,0 м; нижний этаж – 3,6 м; типовые жилые этажи – 2,8 м; технический чердачный этаж – 2,5 м.

Главные этапы: шаг за шагом

Рассмотрев и проанализировав несколько вариантов устройства несущей системы - оболочечной, стеновой и каркасной - спецы тормознули на последней. Анализ подсчетов показал, что каркасная система для построек высотой до 75 м более экономна по расходу материалов. При перепроектировании она осталась без конфигурации относительно базисного проекта (рис. 1б).

Расчет по прочности и по эксплуатационной пригодности выполнен с помощью моделирования большой расчетной системы "каркас – фундаменты – грунто-свайное основание" (рис.1в) с применением сертифицированного программного комплекса Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2017, в каком реализован способ конечных частей. Программный комплекс автоматом учитывал свой вес каркаса, вес межквартирных стенок и перегородок, также пульсационную составляющую ветровой нагрузки, зависящей от форм и частот собственных колебаний. Анализ расчета дозволил найти фактическое напряженно-деформированное состояние несущей системы строения и создать советы (малый размер и число частей при их наивысшем шаге либо просвете) для проектирования ее конструктивных частей.

На основании советов расчета была разработана информационная 3D-модель и рабочие чертежи каркаса с внедрением программного комплекса Autodesk Revit Structure 2017 (рис. 1б). Разработаны рабочие чертежи раздела КЖ по аналогии с чертежами базисного проекта (ТИГП) для более приятного сопоставления и оценки внесенных усовершенствований при изменении класса бетона с В25 на В80. Класс рабочей арматуры при всем этом не изменялся.

Так как прочный бетон более отлично работает на сжатие, сначала было принято решение уменьшить количество колонн, также величину их поперечного сечения (рис.2). Были удалены колонны на четных цифровых осях, при всем этом шаг оставшихся колонн возрос ровно в два раза (7,2 м) по сопоставлению с проектным (3.6 м). Поперечное сечение принято 250×1000 для средних и 250×500 мм для последних колонн взамен проектного – 250×1300 мм. Колонны последнего ряда по осям А и Б оставлены прежними, чтоб выполнить требования эксплуатационной пригодности, связанные с деформацией каркаса. Толщина стенок ядра жесткости уменьшена с 250 до 200 мм. Обозначенные мероприятия дозволили понизить расход бетона и арматуры для колонн и стенок (табл.1).

Но повышение шага колонн потребовало введения дополнительных обвязочных балок по периметру перекрытия, но это вкупе с повышением класса бетона позволило понизить толщину перекрытия со 180 до 160 мм. Основное армирование перекрытия осталось прежним из арматуры Ø12 А500С с шагом 200 мм. В дополнительной арматуре в просвете не было необходимости. Повышение грузовой площади и уменьшение сечения опор потребовало установки дополнительной арматуры в зоне продавливания над средними колоннами. В конечном итоге: для плит перекрытий повышение массы арматуры на обвязочные балки и усиление зоны продавливания возмещено уменьшением дополнительной арматуры в просвете и на опорах, при всем этом расход бетона уменьшился на 5%.

Уменьшение числа колонн привело к сокращению числа ростверков, а облегчение общего веса конструкций сразу с увеличением жесткости перекрытий позволило более умеренно распределить нагрузку по периметру и уменьшить число свай (рис.3). Толщина стенок подвала уменьшена с 250 до 200 мм.

После разработки рабочих чертежей по имеющимся в их ведомостям расхода материалов было выполнено технико-экономическое сопоставление варианта каркаса из бетона класса В80 с каркасом из бетона класса В25.

Таблица 1

Итоговая таблица эффективности экономии материалов в итоге перепроектирования 18-этажного дома

Подмена проектного класса бетона В25 на В80 дозволила:

– для свайного основания: уменьшить количество свай на 21%;

– для ростверков: уменьшить их количество при понижении расхода бетона на 23%, стали – на 22%;

– для колонн: уменьшить их количество и размеры поперечного сечения при понижении расхода бетона на 60%, стали – на 70%;

– для несущих стенок: уменьшить их толщину с 250 до 200 мм при понижении расхода бетона на 20%;

– для перекрытий: уменьшить их толщину с 180 до 160 мм при устройстве обвязочных балок по наружному периметру и понижении расхода бетона на 5%.

Сопоставление общего расхода бетона и металлической арматуры по двум проектам представлено в табл.2.

Таблица 2

Общий сравнительный расход материалов на несущий железобетонный каркас 18-этажного дома

Материал

По проекту ТИГП

Новый проект

Экономия объема

Экономия, %

Бетон, м3

8 990

7 225

1765

20%

Сталь, т

1 424

1 008

416

29%

Сваи, м3

983

774

209

21%

Уменьшение поперечного сечения колонн и стенок дозволили мало прирастить полезную площадь помещений, а увеличенный шаг колон добавил возможность для более свободной планировки квартир и размещения подземной автомобильные стоянки.

Результаты перепроектирования были одобрены ГЖФ Татарстана, планируется разработка мероприятий по реализации нового проекта.

Трафарет самоклеящийся «Яхта» 25х35 см

Трафарет «Яхта» мы бы расположили в детской либо ванной комнате. Стилизованный набросок содержит изображения яхты, руля и якоря. Самоклеящаяся база обеспечит аккуратную и надежную фиксацию трафарета в всех помещениях, в том числе с высочайшей влажностью. После утраты симпатичного внешнего облика набросок просто снимается, не оставляя следов, после этого можно приклеить новый трафарет либо бросить прежний интерьер в постоянном виде. Приобрести его можно у нас. Стоимость трафарета замечательно низкая.

Достоинства: