ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Проектирование и конструирование строительных систем. Строительная механика. Основания и фундаменты, подземные сооружения

Проектирование железобетонных перекрытий с учетом рабочих швов бетонирования

  • Дейнеко Андрей Викторович - Группа компаний «Спектрум»
  • Курочкина Валентина Александровна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Яковлева Ирина Юрьевна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Старостин Александр Николаевич - Группа компаний «Спектрум»
DOI: 10.22227/1997-0935.2019.9.1106-1120
Страницы: 1106-1120
Введение. При возведении монолитных железобетонных перекрытий возникает необходимость в устройстве рабочих швов. Рабочие швы — место ослабления конструкции. Строительная практика показывает, что соблюдение технологии устройства рабочего шва не является достаточным условием для обеспечения равнопрочности железобетонных перекрытий. Как следствие, напряженно-деформированное состояние (НДС), рассчитанное в предположении монолитности плиты перекрытия, отклоняется от фактического. Актуальность задачи определяется тем, что от правильного учета рабочих швов зависит соответствие проектных и фактических характеристик монолитных железобетонных конструкций в целом. Материалы и методы. Проблема выполнения рабочих швов в монолитных плитах перекрытий рассмотрена на одном из строящихся жилых зданий. В процессе строительства осуществлены исполнительные геодезические съемки в местах устройства рабочих швов и расчеты железобетонных конструкций методом конечных элементов (МКЭ). Результаты. Измерены фактические прогибы плит перекрытий в местах прохождения рабочих швов, сделаны расчеты МКЭ тех же перекрытий как мгновенно возведенных, так и поэтапно возведенных с учетом рабочих швов. Получены отличия расчетных и фактических прогибов, обусловленные неточным соответствием расчетной схемы реальной железобетонной конструкции условиям ее возведения и эксплуатации. Отмечено, что прогиб горизонтальных железобетонных конструкций является только одним из параметров НДС, который наилучшим образом поддается измерению. Показано, что если прогиб реальной железобетонной конструкции не соответствует расчетному прогнозу, то и остальные параметры НДС также будут отличаться от расчетного прогноза. Выводы. Влияние швов поддается учету в рамках компьютерных расчетов МКЭ при явном воспроизведении поэтапности возведения конструкции по захваткам, с применением инженерных подходов к учету нелинейности на основе введения понижающих коэффициентов к эффективному модулю упругости железобетона. Наибольшие возможности по учету всевозможных проявлений нелинейности предоставляет объемное композиционное моделирование железобетона.
  • рабочие швы бетонирования;
  • железобетонные конструкции;
  • каркасные здания;
  • прогибы плит перекрытий;
  • деформации;
  • метод конечных элементов;
  • объемное композиционное моделирование железобетона;
Литература
  1. Roy B., Laskar A.I. Cyclic performance of beam-column subassemblies with construction joint in column retrofitted with GFRP // Structures. 2018. Vol. 14. Pp. 290–300. DOI: 10.1016/j.istruc.2018.04.002
  2. Коянкин А.А., Белецкая В.И., Гужевская А.И. Влияние шва бетонирования на работу конструкции // Вестник МГСУ. 2014. № 3. С. 76–81. DOI: 10.22227/1997-0935.2014.3.76-81
  3. Gerges N.N., Issa C.A., Fawaz S. The effect of construction joints on the flexural bending capacity of singly reinforced beams // Case Studies in Construction Materials. 2016. Vol. 5. Pp. 112–123. DOI: 10.1016/j.cscm.2016.09.004
  4. Gergesa N.N., Issab C.A., Fawaz S. Effect of construction joints on the splitting tensile strength of concrete // Case Studies in Construction Materials. 2015. Vol. 3. Pp. 83–91. DOI: 10.1016/j.cscm.2015.07.001
  5. Issa C.A., Gergesb N.N., Fawaz S. The effect of concrete vertical construction joints on the modulus of rupture // Case Studies in Construction Materials. 2014. Vol. 1. Pp. 25–32. DOI: 10.1016/j.cscm.2013.12.001
  6. Jang H.-O., Lee H.-S., Cho K., Kim J. Experimental study on shear performance of plain construction joints integrated with ultra-high performance concrete (UHPC) // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 152. Pp. 16–23. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.156
  7. Смоляго Г.А., Крючков А.А., Дронова А.В., Дрокин С.В. Результаты экспериментальных исследований несущей способности, трещиностойкости и деформативности сборно-монолитных и монолитных перекрытий // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5–2 (38). С. 105а–109.
  8. Шпилевская Н.Л., Шведов А.П. Особенности нормативного обеспечения для проектирования организации и производства работ по устройству рабочих швов бетонирования // Архитектурно-строительный комплекс: проблемы, перспективы, инновации : сб. ст. междунар. науч. конф., посвящ. 50-летию Полоцкого государственного университета, Новополоцк, 05–06 апреля 2018 г. Новополоцк, 2018. С. 311–315.
  9. Шведов А.П., Шпилевская Н.Л. Разработка организационно-технологической документации на бетонирование массивных фундаментных плит // Вестник Полоцкого государственного университета. 2018. № 8. С. 49–55.
  10. Zhou W., Choi P., Saraf S., Ryu S.W., Won M.C. Premature distresses at transverse construction joints (TCJs) in continuously reinforced concrete pavements // Construction and Building Materials. 2014. Vol. 55. Pp. 212–219. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.01.042
  11. Yang K.-H., Mun J.-H., Hwang Y.-H., Song J.-K. Cyclic tests on slip resistance of squat heavyweight concrete shear walls with construction joints // Engineering Structures. 2017. Vol. 141. Pp. 596–606. DOI: 10.1016/j.engstruct.2017.03.054
  12. Пикин Д.Ю., Кондрашкова В.А. Исследование различных подходов к определению относительных деформаций железобетонных конструкций // Молодежь и XXI век : мат. VI Междунар. мол. науч. конф., Курск, 25–26 февраля 2016. В 4-х т. / отв. ред. А.А. Горохов. Курск : Университетская книга, 2016. Т. 3. С. 289–293.
  13. Манахов П.В., Федосеев О.Б. Об альтернативном методе вычисления накопленной пластической деформации в пластических задачах с использованием метода конечных элементов // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2008. № 3 (62). С. 262–271.
  14. Pradhan K.K., Chakraverty S. Finite element method. Computational structural mechanics. Academic Press, 2019. Pp. 25–28. DOI: 10.1016/B978-0-12-815492-2.00010-1
  15. Антипов И.В., Балагуров А.В. Аналитическое решение задачи формирования матрицы жесткости элемента в методе конечных элементов // Труды РАНИМИ. 2016. № 1 (16). С. 146–156.
  16. Raveendra Babua R., Gurmail S. Benipala, Arbind K. Singhb. Constitutive modelling of concrete: an overview // Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing). 2005. Vol. 6. No. 4. Pp. 211–246.
  17. Willam K.J., Warnke E.D. Constitutive model for the triaxial behavior of concrete // Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. 1975. Vol. 19. Pp. 1–30.
  18. Залесов А.С., Пащанин А.А. Расчет прочности железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов в развитие норм по проектированию железобетонных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2011. № 4. С. 66–71.
  19. Пискунов А.А., Зиннуров Т.А., Бережной Д.В., Умаров Б.Ш., Вольтер А.Р. О результатах экспериментального и численного исследований напряженно-деформированного состояния бетонных конструкций, армированных предварительно напряженными полимеркомпозитными стержнями // Транспортные сооружения. 2018. № 2 (5). С. 1–18. DOI: 10.15862/02SATS218
  20. Ширко А.В., Камлюк А.Н., Полевода И.И., Зайнудинова Н.В. Прочностной расчет железобетонных плит при пожаре с использованием программной среды ANSYS // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2014. № 1 (19). С. 48–58.
  21. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. К оценке прочности, жесткости и трещиностойкости изгибаемых железобетонных элементов, усиленных сталефибробетонной «рубашкой», на основе компьютерного моделирования в ПК «ANSYS» // Известия КГАСУ. 2017. № 1 (39). С. 111–120.
  22. Михуб А., Польской П.П., Маилян Д.Р., Блягоз А.М. Сопоставление опытной и теоретической прочности железобетонных балок, усиленных композитными материалами, с использованием разных методов расчета // Новые технологии. 2012. Вып. 4. С. 101–110.
  23. Городецкий А.С., Барабаш М.С. Учет нелинейной работы железобетона в ПК Лира-САПР. Метод «инженерная нелинейность» // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016. Т. 12. № 2. С. 92–98.
  24. Иванова Е.И., Котов А.А. Жесткость железобетонных балок в конечно-элементных расчетных моделях каркасных сооружений // Современное строительство и архитектура. 2019. № 1 (13). С. 19–25. DOI: 10.18454/mca.2019.13.4
СКАЧАТЬ (RUS)