Критерии выбора и преимущества железобетонных оболочек

Размещено на http://www.allbest.ru/

Критерии выбора и преимущества железобетонных оболочек

Скоркина К.К.

Аннотация

В тексте данной статьи рассматриваются этапы выбора оболочек и основные критерии, на основании которых выявляется преимущество того или иного решения. А также приводятся примеры проведенных сравнительных анализов оболочек из разных материалов и типов, представленных в публикациях научных журналов.

Ключевые слова: железобетон, оболочка, пролет, конструктивные элементы, технико-экономические показатели.

Annotation

The text of this article discusses the stages of shell selection and the main criteria, based on which the advantage of one or another solution is identified. It also provides examples of comparative analyses of shells of different materials and types presented in scientific journal publications.

Key words: reinforced concrete, shell, span, structural elements, technical and economic indicators.

Строительство зданий с применением средств архитектурной выразительности находит все большее применение во всем мире, но в то же время требует особых решений, в том числе при проектировании покрытий. Одним из способов создания уникального здания может быть покрытие, выполненное в видео оболочки.

Применение оболочек возможно в зданиях прямоугольной, овальной, круглой и т.п. формы в плане, а в качестве материала может использоваться железобетон, металл, дерево или пластмасса.

Широкое распространение получили железобетонные оболочки. В настоящее время по одной из классификаций их подразделяют на две основные группы: одинарной или двоякой кривизны, которые в свою очередь также имеют подвиды (рис. 1) [1]:

Рисунок 1. Классификация железобетонных оболочек

Яркими примерами зданий с покрытиями в виде железобетонных оболочек является Даниловский рынок в г. Москве (рис. 2) или Стадион Первого мая в г. Пхеньян (КНДР) (рис. 3).

Рисунок 2. Даниловский рынок в г. Москве

Рисунок 3. Стадион Первого мая в г.

Пхеньян

Здание рынка представляет собой только покрытие, напоминающее цветок с лепестками, которое опирается на фундамент и исполняет роль всех ограждающих конструкций одновременно. В центре организовано отверстие с зенитным фонарем. Прототипом для создания данного строения послужили рынок в Руайане и Малый дворец спорта в Риме. Однако московское здание имеет значительное отличие - оно построено из сборных железобетонных элементов, цель применения которых была унификация и строительство аналогичных типовых рынков в нашей стране. Здания прототипы же возведены с применением монолитной железобетонной конструкции.

Процесс выбора покрытия для здания можно разделить на три основных этапа. В рамках первого этапа сравниваются возможные виды покрытий проектируемой конструкции на основе технико-экономических показателей.

На втором этапе рассматриваются и сравниваются материалы и их стоимость, требующиеся для изготовления покрытия.

Третий этап заключается в учёте требований по оптимизации расхода материалов, трудозатрат, условий строительства.

Большое значение имеет назначение будущего здания, от которого зависят последующие этапы выбора. Так для промышленных и общественных зданий чаще всего используют железобетонные оболочки сборного типа, обеспечивающие необходимую прочность и долговечность. Для жилых зданий прибегают к использованию монолитных железобетонных оболочек, позволяющих создавать индивидуальные архитектурные решения.

Среди преимуществ железобетонных оболочек выделяют:

Прочность и долговечность. Железобетонные оболочки обладают высокой прочностью и устойчивостью к различным воздействиям, что обеспечивает долгий срок службы здания;

Пожарная безопасность. Железобетон является негорючим материалом, поэтому железобетонные оболочки обеспечивают высокий уровень пожарной безопасности;

Экологичность. Производство железобетонных оболочек не наносит существенного вреда окружающей среде, а их эксплуатация не требует использования токсичных материалов;

Экономичность. Железобетонные оболочки являются относительно недорогим материалом, что делает их доступными для широкого круга потребителей.

В качестве примера сравнения и выбора железобетонных оболочек покрытия здания можно рассмотреть две статьи, опубликованные в научных журналах: «Расчет технико-экономических показателей пологих оболочек» О.Р. Нуманова [2] и «Экономический эффект при применении составных железобетонных оболочек из унифицированных элементов» [3].

В обеих статьях сравнение производится на основании инструкции по определению экономической эффективности в строительстве (СН 423 -71 [4]).

О.Р. Нуманов проводит сравнение трех типов покрытия, что является характерными чертами первого этапа подбора конструкций покрытия:

Пологая оболочка;

Сборное покрытие, выполненное из железобетонных плит по металлическим фермам;

Покрытие, выполненное из профнастила по металлическим фермам.

В качестве критериев для сравнения выбраны стоимость строительного решения в деле, приведенные затраты, расход стали, суммарные трудозатраты. здание архитектурный железобетонный оболочка

По результатам выполненных расчетов автор статьи выявил преимущество применения железобетонных оболочек по каждому из перечисленных критериев. Преимущество I варианта над II достигает по некоторым из позиций от 17,76% до 43,54%, а I над III - от 21,10% до 56,49%.

В статье «Экономический эффект при применении составных железобетонных оболочек из унифицированных элементов» [3] производится сравнение, свойственное для первого и второго этапа выбора покрытия. Авторами выбрана составная оболочка, складчатый стальной купол, сборно - монолитная предварительно напряженная оболочка положительной гауссовой кривизны.

На основании учета значений расхода бетона, стали, трудоемкости монтажа и произведенных расчетов автора приходит к выводу о преимуществе составной оболочки над оболочкой с единой поверхностью, что достигается главным образом за счет значительной экономии расхода монолитного бетона.

Таким образом, можно сделать вывод, о необходимости проведения этапов сравнительного анализа при подборе конструктивных решений, в том числе покрытий. Примеры опубликованных статей с расчетами, произведенными авторами доказывают преимущество железобетонных оболочек над другими типами покрытия и наглядно показывают их целесообразность.

Использованные источники

1. Классификация железобетонных оболочек // StudFiles О.Р. Нуманов Расчет технико-экономических показателей пологих оболочек // Политехнический вестник. Серия: инженерные исследования. - Душанбе: 2018. - С. 244-254.

2. Михайличенко А.С., Кашина И.В., Нестерова А.Н. Экономический эффект при применении составных железобетонных оболочек из унифицированных элементов // Строительство и техногенная безопасность. 2020. №18 (70).

3. СН 423-71 Строительные нормы инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве" от 31 мая 1971 г. // Официальный интернет-портал правовой информации.

Размещено на Allbest.ru