Структурная плита перекрытия

Технологии монтажа структурных плит покрытия зрелищных сооружений

Технологии монтажа структурных плит покрытия зрелищных сооружений

Структурная плита — это плоская конструкция, состоящая из металлических ферм, перекрещивающихся друг с другом. Фермы могут быть установлены строго вертикально или под наклоном.

Строительство с применением структурных плит покрытия целесообразно в зданиях, имеющих большие пролеты (более 18 м), без перепадов высот, в промышленных бескрановых зданиях или с мостовыми кранами малой грузоподъемности. Также важным условием является выполнение внутреннего типа водоотвода, использование рулонной кровли, шарнирное сопряжение покрытия и колонн.

Здания, имеющие структурное покрытие возможно возводить в I и IV климатических районах при значении самой низкой температуры наружного воздуха более -40 С.

Структурную плиту укрупняют блоками. Каждый блок укрупняют (собирают) от центра структурной плиты на ячейку здания. Жесткость структурного блока должна быть обеспечена за счет работы поясов конструкции, расположенных в верхней и нижней частях структуры. Также жесткость обеспечивает профилированный лист.

Последовательность сборки (в пределах блока) следующая:

Производят сборку элементов нижнего пояса.

Устанавливают наклонные элементы (с узловыми деталями верхнего пояса).

Собирают элементы верхнего пояса.

При строительстве с применением структурной плиты покрытие состоит из отдельных стержней, собираемых в пространственные блоки, структурные решетчатые системы покрытий соответствуют размерам ячейки (сетки колонн). Кровля изготавливается укладкой по структурному покрытию прогонов и установке сплошного покрытия (профнастил, монопанели и т.д.), при необходимости крепление балки путей подвесного крана Блоки покрытия укрупняют на стендах, в зоне действия крана, на конвейерной линии с последующей доставкой блока в зону монтажа.

Технологии монтажа структурной плиты

Структурная плита может быть установлена в проектное положение следующими методами:

Системой кранов. Монтаж структурной плиты может осуществляться при помощи одновременной работы двух кранов с одинаковыми техническими характеристиками монтажными опорами. Плита может устанавливаться в проектное положение с применением монтажных опор. Сначала кран монтирует структурное покрытие отдельными блоками, затем устанавливаются временные опоры (вышки), которые используются в качестве технологической оснастки. На проектной высоте рабочими производится монтаж подмостей, доставляются отдельно стержневые и узловые элементы конструкции. Сборка конструкции осуществляется по захваткам с последовательным перемещением фронта работ кондуктором (системой домкратов). В данном случае ячейки структурнойплиты укрупняют по конвейерной линии и подаются к месту установки конструкции временными опорами. Особенностью данного метода является то, что подъем колонн ячейки здания осуществляется одновременно с подъемом структурной плиты.

Гидроподъемниками. На отметке земли рабочими производится укрупнительная сборка конструкции структурной плиты. Затем при помощи гидроподъемников собранные конструктивные элементы поднимают на проектную высоту шеврами. Устанавливают торцевые фермы в проектное положение, производят сборку нижнего пояса конструкции. Далее по технологической схеме необходимо закрепить наклонные элементы на высоте нижнего и верхнего пояса конструкции, закрепив их болтовыми соединениями. Затем при помощи системы полиспастов конструкция устанавливается в проектное положение

К достоинствам структурных конструкций можно отнести небольшой объем самих элементов, малую массу конструкции, возможность применения укрупненной сборки на производстве, легкость в процессе монтажа, эстетическую привлекательность.

Плиты перекрытия от производителя в Москве

Использование железобетонных плит – самый распространённый способ возведения перекрытий в современном строительстве благодаря ряду преимуществ:

  • Массовое производство типовых изделий позволяет снизить затраты и обеспечить низкие цены плит;
  • Промышленный способ изготовления плит гарантирует высокую точность геометрических размеров;
  • Удобство и высокая скорость монтажа, сокращение подготовительных работ, минимальные зазоры на стыках плит – повышенная звуко- и теплоизоляция помещений;
  • Промышленные изделия проходят контроль качества, гарантирующий прочностные показатели плит и несущую способность здания.

Железобетонные плиты применяются в перекрытиях малоэтажных и крупнопанельных жилых, общественных и производственных зданий с различной конструкцией полов, в том числе с повышенными требованиями к звукоизоляции.

Специальные предложения для постоянных и новых клиентов.
Оставьте заявку на сайте и получите индивидуальную скидку!

Доставка плит перекрытий осуществляется в Москву и в Московскую область, в том числе в районы: Волоколамский район, Воскресенский район, Дмитровский район, Егорьевский район, Зарайский район, Истринский район, Каширский район, Клинский район, Коломенский район, Красногорский район, Ленинский район, Лотошинский район, Луховицкий район, Люберецкий район, Можайский район, Мытищинский район, Наро-Фоминский район, Ногинский район, Одинцовский район, Озерский район, Орехово-Зуевский район, Павлово-Посадский район, Подольский район, Пушкинский район, Раменский район, Рузский район, Сергиево-Посадский район, Серебряно-Прудский район, Серпуховский район, Солнечногорский район, Ступинский район, Талдомский район, Чеховский район, Шатурский район, Шаховской район, Щелковский район.

Цены на ЖБИ плиты перекрытия в Москве:

Наименование изделий Размеры (мм) Объем (м³) Вес (т) Цена/шт. с НДС (20%) руб.
8 10 12
ПБ 72-12 7180х1197х220 1,890 2,550 15 138 руб. 16 602 руб. 17 764 руб.
ПБ 70-12 6980х1197х220 1,840 2,490 14 728 руб. 16 153 руб. 17 283 руб.
ПБ 69-12 6880х1197х220 1,810 2,450 14 523 руб. 15 928 руб. 17 043 руб.
ПБ 66-12 6580х1197х220 1,730 2,340 14 214 руб. 15 447 руб. 16 528 руб.
ПБ 65-12 6480х1197х220 1,710 2,320 14 005 руб. 15 220 руб. 16 285 руб.
ПБ 60-12 5980х1197х220 1,570 2,130 12 386 руб. 13 253 руб. 14 181 руб.
ПБ 59-12 5880х1197х220 1,550 2,110 12 109 руб. 12 957 руб. 13 864 руб.
ПБ 55-12 5480х1197х220 1,440 1,960 11 315руб. 12 107 руб. 12 955 руб.
ПБ 72-10 7180х997х220 1,57 2,35 13 063 руб. 13 977 руб. 14 956 руб.
ПБ 71-10 7080х997х220 1,55 2,305 12 886 руб. 13 788 руб. 14 754 руб.
ПБ 62-10 6180х997х220 1,36 2,03 10 845 руб. 11 604 руб. 12 417 руб.
ПБ 61-10 6080х997х220 1,33 2 10 676 руб. 11 423 руб. 12 223 руб.
ПБ 57-10 5680х997х220 1,25 1,86 9 805 руб. 10 491 руб. 11 226 руб.
ПБ 38-10 3780х997х220 0,83 1,24 6 395 руб. 6 843 руб. 7 322 руб.
ПБ 37-10 3680х997х220 0,81 1,21 6 237 руб. 6 673 руб. 7 140 руб.
1.6ПБ 60-12 5980х1195х160 1,150 1,820 12 331 руб. 13 194 руб. 14 117 руб.
1.6ПБ 59-12 5880х1195х160 1,130 1,790 12 131 руб. 12 981 руб. 13 889 руб.
1.6ПБ 54-12 5380х1195х160 1,030 1,640 10 628 руб. 11 372 руб. 12 168 руб.
1.6ПБ 53-12 5280х1195х160 1,020 1,610 10 573 руб. 11 313 руб. 12 105 руб.
1.6ПБ 39-12 3880х1195х160 0,750 1,180 7 894 руб. 8 447 руб. 9 038 руб.
1.6ПБ 38-12 3780х1195х160 0,730 1,150 7 703 руб. 8 242 руб. 8 819 руб.
3ПБ 109-12 10880х1195х300 3,900 4,860 36 716 руб. 38 919 руб.
3ПБ 102-12 10180х1195х300 3,650 4,530 32 139 руб. 34 067 руб.
3ПБ 96-12 9580х1195х300 3,430 4,280 29 203 руб. 30 955 руб. 32 708 руб.
3ПБ 90-12 8980х1195х300 3,083 3,830 26 604 руб. 28 200 руб. 29 797 руб.
3ПБ 72-12 7180х1195х312 2,047 2,542 21 425 руб. 22 710 руб. 23 996 руб.

Обращаем ваше внимание, что мы можем предложить не только стандартные плиты толщиной 220 мм, но и плиты перекрытия до 12 метров длиной и облегченную модель толщиной 160 мм. Благодаря индивидуальному подбору размера каждый клиент может совершить максимально выгодную покупку.

Номенклатура плит перекрытия

Плиты перекрытия преднапряженные многопустотные изготавливаются по ГОСТ 9561-91 и рабочим чертежам соответствующих серий из бетона марки М-400, М-500, М-600 армированного преднапряженной высокопрочной проволокой класса Вр 1400 (Вр-II) диаметром 5 мм ГОСТ 7348-81. Плиты оборудованы монтажными петлями.

Наименование изделий Ширина, м Высота, м Длина, м Серия
Плиты перекрытий 3ПБ 1,200 0,300 от 1,500 до 12,000* ИЖ 745-01
Плиты перекрытий ПБ 1,200 0,220 от 1,500 до 10,200* ИЖ 568-03
Плиты перекрытий ПБ 1,000 0,220 от 1,500 до 9,000* ИЖ 568-02
Плиты перекрытий ПБ 0,925 0,220 от 1,500 до 9,000* ИЖ 568-02
Плиты перекрытий 1.6ПБ 1,200 0,160 от 1,500 до 7,200* ИЖ 950

* — максимальная длина плит с нагрузкой 800 кг/м 2

Номенклатура изделий, точные размеры, цена, вес и объем плит указаны в прайс-листе.

Если Вы хотите узнать цены на другие железобетонные плиты перекрытия, скачайте наш прайс-лист.

Доставка плит перекрытия от производителя

ООО «ЖБК Техномонолит» предлагает купить железобетонные изделия собственного производства с доставкой в Москву и Московскую область. Компания изготавливает армированные бетонные плиты без использования опалубки, что позволяет выпускать изделия практически любых геометрических размеров. Доступна продукция с нестандартными параметрами и различной формой торцевой поверхности. Номенклатура, размеры и цена на плиты доступны на сайте. Предварительно напряженные железобетонные конструкции изготавливаются по ГОСТ 9561-91 из высокопрочных марок бетона М-400, М-500 и М-600, плиты армированы стальной проволокой диаметром 5 мм, соответствующей ГОСТ 7348-81.

Доставка товара производится автобетоносмесителями и длинномерами с объемом от 6 до 9 м 3 и грузоподъемностью 20 тонн. Узнать стоимость и можно уточнить по телефонам, указанным в соответствующем разделе. Доставка производится до необходимого клиенту места.

Преимущества сотрудничества с ООО «ЖБК Техномонолит»

Компания Техномонолит успешно зарекомендовала себя на российском рынке как производитель и поставщик железобетонных изделий. На предприятии установлено высококачественное оборудование из Испании. Вся продукция сертифицирована и соответствует стандартам ГОСТ. Компания успешно сотрудничает со многими застройщиками и другими фирмами-поставщиками в Центральном федеральном округе. Строительные материалы нашего производства применяются на строительных площадках многих областей России. Заказать изделия можно по телефону или оставив заявку на сайте. Квалифицированные сотрудники компании помогут подобрать наиболее подходящие плиты для Ваших задач и произведут приблизительный расчёт стоимости.

На предприятии есть строительная лаборатория, где проводят испытания бетонных изделий на прочность, морозостойкость, определяют их пористость, подвижность и другие параметры. Продукция компании проходит испытание на статические и динамические нагрузки, что гарантирует её надёжность и долговечность.

МЕТАЛЛОЕМКОСТЬ СТРУКТУРНОЙ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОПИРАНИЯ Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Василькин А.А., Зубков Г.В.

Структурные плиты широко применяются в виде покрытия большепролетных общественных и промышленных зданий и позволяют добиться широкого разнообразия конструктивных и архитектурных форм. В статье поставлена и решена задача поиска конструктивного решения структурной плиты покрытия минимальной массы при заданных классе стали, типе сечения элемента, условиях нагружения. В качестве варьируемого параметра рассмотрено изменение расположения опор, что приводит к различному напряженно-деформированному состоянию конструкции, и соответственно различным сечениям несущих элементов. Исследовалось изменение НДС конструкции покрытия при изменении расположения опор. Всего было рассмотрено 10 вариантов расположения опор для структурной плиты размером 24х24 м и 7 вариантов для структурной плиты размером 30х30 м. После приложения нагрузки, определялось НДС конструкции численным методом, подбиралось сечение элементов и подсчитывалась их масса. Затем проводилось сравнение различных вариантов опирания по массе конструкции. Фактически в статье решалась оптимизационная задача по критерию оптимальности металлоемкость , c ограничениями в виде габаритных размеров, топологии и прочностных условий.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Василькин А.А., Зубков Г.В.

METAL CONSUMPTION OF ROOFING SPACE GRID STRUCTURES UNDER VARIOUS SUPPORT CONDITIONS

Space grid structures are widely used for covering large-span public and industrial buildings and allow for a wide variety of structural and architectural forms. The article presents and solves the problem of finding a design solution for a space grid coating structure of minimum mass for a given steel class, element cross-section type, and loading conditions. The location of the supports is considered as a variable parameter, which leads to a different stress-strain state of the structure, and, accordingly, different cross-sections of the supporting elements.The change in the stress-strain state of the roof space structure when changing the location of the supports was studied. In total, 10 options for the arrangement of supports of a space structure with a size of 24×24 m and 7 options for a space structure with a size of 30×30 m were considered. After the load was applied, the VAT of the structure was determined numerically, the cross-section of the elements was selected and their mass was calculated. Then a comparison of the various options for supporting by the weight of the structure was made. In the article, the optimization problem was solved according to the optimality criterion of metal consumption, restrictions in the form of overall dimensions, topology and strength conditions.

Текст научной работы на тему «МЕТАЛЛОЕМКОСТЬ СТРУКТУРНОЙ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОПИРАНИЯ»

Металлоемкость структурной плиты покрытия при различных условиях

А.А. Василькин, Г.В. Зубков

Национальный исследовательский Московский государственный строительный

Аннотация: Структурные плиты широко применяются в виде покрытия большепролетных общественных и промышленных зданий и позволяют добиться широкого разнообразия конструктивных и архитектурных форм. В статье поставлена и решена задача поиска конструкции структурной плиты покрытия минимальной массы при заданных классе стали, типе сечения элемента, условиях нагружения. В качестве изменяемого параметра рассмотрено расположение опор. Всего было исследовано 10 вариантов расположения опор для структурной плиты размером 24*24 м и 7 вариантов для структурной плиты размером 30*30 м. После приложения нагрузки, определялось НДС конструкции численным методом, подбиралось сечение и подсчитывалась масса. Затем проводилось сравнение различных вариантов опирания по массе конструкции. Фактически в статье решалась оптимизационная задача по критерию оптимальности металлоемкость, ограничениями в виде габаритных размеров, топологии и прочностных условий.

Ключевые слова: структурная плита, оптимизация, металлоемкость, параметр регулирования.

Структурными плитами называют пространственные стержневые конструкции, с мультиплицированием фигуры определенной формы, так называемого кристалла. Плиты применяют для перекрытия пролетов в общественных и промышленных зданиях: выставочных павильонах, аэропортах, музеях, рынках, гаражах, складах и т.д. [1,2] и они характеризуются такими достоинствами, как высокая архитектурная выразительность и визуальная пластичность [3].

По сравнению с плоскими конструкциями, пространственные структурные плиты обладают следующими преимуществами [4-6].

— более равномерное, по сравнению с традиционными конструкциями, распределение напряжений от сосредоточенных нагрузок, приводящее к более полному использованию несущей способности элементов конструкции и к более эффективному использованию материала;

— высокая надежность, вследствие которой отказ одного или даже нескольких элементов структурной плиты не приводит к разрушению конструкции;

— удобство устройства инженерных сетей и возможность установки производственного оборудования внутри структурных плит;

— простота транспортировки элементов конструкции, особенно в случае необходимости перекрытия больших пролетов;

— большая степень свободы в выборе местонахождения опор.

На первых этапах проектирования перед инженером встает важная задача выбора объемно-планировочного и конструктивного решения структурной плиты. Проектные варианты конструктивного решения могут значительно отличаться друг от друга топологией и различным значением ряда параметров. Окончательный вариант сооружения является, как правило, наиболее эффективным или оптимальным по принятому критерию оптимальности. Применительно к структурным плитам в качестве переменных параметров могут рассматриваться изменение условий опирания, высоты плиты и размера ячейки. Влияние на НДС конструкции высоты плиты и размера ячейки, а также вертикального перекоса опорных узлов рассмотрены в работах [7,8]. Влияние расположения опор по периметру здания изучено рассмотрено в статье [9].

В настоящем исследовании определяется металлоемкость пространственной стержневой конструкции, что позволит принять оптимальный вариант проектного решения. Минимальная масса как критерий оптимальности является для строительных конструкций наиболее распространенным, поскольку легко формализуется [10].

Данная задача решается путем определения сечений несущих элементов от действующих нагрузок, в зависимости от расположения колонн внутри периметра структурной плиты.

Для исследования были приняты структурные плиты с размерами в плане 24^24 м и 30*30 м (рис.1), имеющие ортогональную сетку поясов с ячейкой 3,0*3,0 м и высоту по осям поясов 2,12 м. Кристаллы структурной плиты имеют форму пирамиды с квадратным основанием. Влияние веса колонн на металлоемкость не учитывалось, поскольку их масса, в зависимости от высоты, составляет от 2 до 5% массы всей конструкции, и зависит от назначения объекта проектирования (по данным Серии 1.466-2 Пространственные решетчатые конструкции из труб типа «Кисловодск»). Работа колонн моделировалась в виде отпора, то есть накладывался запрет перемещений вдоль оси Ъ.

Рис. 1 — Геометрическая схема структурной плиты 24*24 м

Сопряжение элементов в узлах принято шарнирное, сечения элементов из трубы стальной бесшовной горячекатаной по ГОСТ 8732-78. Действующая нагрузка, тип кристалла, высота плиты приняты в качестве неизменяемых параметров. При проведении исследования было принято решение ограничить количество опор, приняв его равным четырем, и в дальнейшем изменять только их расположение. Для расчета конструкции

использовался расчетный комплекс ЛИРА САПР 2016, основанный на методе конечных элементов.

В качестве действующих нагрузок принимались следующие:

1. Постоянная нагрузка — собственный вес структуры, который задавался автоматически ПК ЛИРА САПР 2016 и изменялся на каждой итерации подбора сечений элементов.

2. Снеговая нагрузка — 2,8 кН/м2. Поскольку уклон верхнего пояса структуры а Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Деформированная схема модели для одного из вариантов расположения колонн представлена на рисунке 2.

Рис. 2 — Деформированная схема структурной плиты

В таблице 1 приведена масса структурной плиты размером в плане 24×24 м при рассматриваемых вариантах расположения опор, где 1Х —

расстояние между опорами по оси X, 1у — расстояние между опорами по оси

Y, и L — размер нижнего пояса плиты в плане (рис.3).

На схеме расположения опор представлен только нижний пояс структуры, на котором точками отмечены узлы, в которых осуществляется

М Инженерный вестник Дона, №1 (2021) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/nly2021/6813

опирание. В таблице 2 приведены аналогичные данные для плиты 30х30 м, однако было решено не производить расчет всех вариантов расположения опор, а ограничиться расчетом наиболее оптимальных вариантов, опираясь на опыт расчета плиты 24х24 м.

Рис. 3 — План структурной плиты с условными обозначениями

Изменение массы плиты 24х24 м от расположения опор

Виды плит перекрытия

Виды плит перекрытия

© ООО «СтройПартнер» 2009-2018

Адрес: 119071 , г. Москва , 2-й Донской проезд, д. 4 стр. 1

Сегодня большинство застройщиков перекрывают здания готовыми железобетонными изделиями. Их популярность обусловлена более легким весом и минимальной трудоемкостью монтажных работ по сравнению с монолитом. Заводы выпускают разные виды плит перекрытия по конструкции, назначению, размерам и другим характеристикам, поэтому подобрать подходящие изделия не составит труда. В этой статье мы с вами подробно рассмотрим классификацию, особенности и габариты ЖБИ.

Что представляют собой плиты перекрытия?

Плита перекрытия – железобетонное изделие заводского производства, предназначенное для сооружения горизонтальных несущих конструкций в зданиях разного назначения. Они предназначены для разделения между собой разных этажей, а также восприятия вертикальных нагрузок, их распределения и передачи на другие несущие элементы (стены, фундамент).

Перекрытие не только воспринимает и передает нагрузки, но и служит элементом жесткости в конструкции дома. По назначению оно может быть цокольным междуэтажным и чердачным.

Рисунок 1. Примеры применения плит для сооружения разных видов перекрытий

Плиты производятся стандартных размеров, которые регламентированы государственными стандартами. Конструктивно представляют собой прямоугольное изделие, состоящее из армирующего каркаса, который заключен в бетонную основу.

Классификация плит

Вопрос о том, какие бывают плиты перекрытия, чаще возникает у домашних мастеров, которые решили самостоятельно заниматься строительством дома. Но при этом важно учитывать, что выбор конкретных железобетонных изделий основывается на предварительных расчетах, выполняющихся при разработке проектно-технической документации. Из этого следует вывод – строить дом нужно в строгом соответствии с разработанным профессионалами проектом.

Основные разновидности ЖБ плит перекрытия:

  • Пустотные – с продольными технологическими отверстиями, проходящими по всей длине изделия.

Рисунок 2. Разные типы многопустотных железобетонных изделий

Ребристые – с продольными ребрами, обеспечивающими высокую жесткость ЖБИ.

Фото 3. Ребристые плиты

Сплошные или полнотелые – железобетонные изделия сплошного сечения.

Фото 4. Полнотелые ЖБИ

Также различные типы плит перекрытия имеют разные размеры – ширина и высота обычно стандартная, а максимальная длина отличается. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в соответствующем пункте этой статьи.

Многопустотные плиты

В частном домостроении наибольшим спросом пользуются пустотные железобетонные плиты. Продольные технологические пустоты обеспечивают относительно небольшой вес ЖБИ, способствуют увеличению тепло- и звукоизоляционных характеристик за счет содержащегося в них воздуха.

В зависимости от толщины различают такие вид плит:

  • Стандартные – ПК и ПБ толщиной 220 мм.
  • Облегченные – ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ толщиной 160 мм.

Фото 5. Плиты серии ПК с круглыми пустотами

Разновидности железобетонных изделий по технологии изготовления:

  • ПК и ПНО – производятся по старой опалубочной технологии. Бетон заливается в специальные металлические опалубки. Характеризуются круглыми пустотами и наличием монтажных петель.
  • ПБ, 3,1ПБ и 1,6ПБ – изготовляются методом непрерывного безопалубочного формования. Плита-полуфабрикат большой длины формуется на стендах с применением специализированного оборудования. После набора бетоном прочности производится резка на изделия необходимых размеров.

Фото 6. Внешний вид ЖБИ серии ПБ

Облегченные плиты серий ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ предназначены в основном для малоэтажного строительства. Однако благодаря особому методу армирования они обладают аналогичной стандартным изделиям несущей способностью. При этом за счет сниженного веса эти ЖБИ передают меньшие нагрузки на несущие конструкции. Также они характеризуются более низкими расходами на транспортировку.

Другие разновидности плит

Гораздо меньшим спросом в частном домостроении пользуются следующие типы железобетонных изделий:

  • Ребристые – повышенные прочностные характеристики и несущая способность достигаются благодаря оптимальному распределению в конструкции ребер жесткости и более тонкой основы согласно нагрузкам на растяжение и сжатие. Основная область применения – перекрытие производственных объектов и высотных зданий. При строительстве частных домов используются крайне редко в основном из-за ребристой нижней плоскости, усложняющей отделку.

Рисунок 7. Внешний вид ребристых изделий

Полнотелые – представляют собой железобетонное изделие сплошного сечения (без пустот), за счет чего обладают большим весом при практически равной несущей способности по сравнению с пустотными плитами. В частном домостроении спросом практически не пользуются.

Рисунок 8. Внешний вид сплошных плит

Отличительные особенности плит ПК и ПБ

Таблица 1. Сравнительный обзор отличий железобетонных плит перекрытия серий ПБ и ПК

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ СТРУКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СОВРЕМЕННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

В мировой строительной практике создано множество уникальных и необычных сооружений общественного и промышленного назначения. Для каждого из сооружений в отдельности рассматриваются несущие конструкции. Широкое распространение получили металлические структурные решетчатые системы покрытия, отличающиеся не только оригинальными архитектурными формами, но и прогрессивными конструкторскими решениями. При проектировании большепролетных покрытий особое место занимают трубные профиля, обладающие оптимальным сечением стержня, работающим на восприятие осевых нагрузок.

Структурные плиты — это пространственные стержневые конструкции, сходные по своему строению с кристаллическими решетками металла. Структура состоит из многократно повторяющихся пространственных элементов в форме пирамиды.

Пространственные системы регулярной структуры основаны на принципе многосвязности. Это определяет целый ряд их преимуществ по сравнению с традиционными конструкциями, скомпонованными из стропильных и подстропильных ферм, прогонов.

Структурные конструкции позволяют перекрывать большие пролеты, отличаются новизной конструктивных и архитектурных форм. Благодаря использованию новых конструктивных материалов (алюминия, высокопрочных сталей), а также в связи с большими возможностями расчета таких систем на ЭВМ, они получили широкое распространение.

Структурные конструкции по своему строению похожи на стержневые плиты. Сначала они применялись в строительстве в виде плит из параллельно расположенных перекрестных ферм двух направлений. В своем дальнейшем развитии перекрестные системы перешли в структурные конструкции за счет сведения конструктивного решения до минимального числа типовых элементов (узла и стержня).

В ряде случаев прототипом структурных конструкций можно считать перекрестные фермы, так как системы из них и структурные конструкции в своем геометрическом строении имеют два общих основных признака — наличие поясных стержневых сеток с квадратными или треугольными ячейками и раскосов, соединяющих узлы поясных сеток.

В отношении прочих конструкций покрытия, структурное покрытие является относительно новым, но благодаря своим основными качествам, оно не уступает своим предшественникам, а даже наоборот, набирает большую актуальность и широкое применение в проектировании общественных зданий.

Основными достоинствами данного покрытия являются:

возможность создания покрытия любой криволинейной формы;

сочетание данного вида покрытия с любыми несущими конструкциями;

архитектурная выразительность, благодаря своему строению;

разборности конструкции на простейшие элементы;

простота в сборке готовых элементов на строительной площадке;

возможность перекрытия различных пролетов, вплоть до 100м и более;

возможность размещения инженерных коммуникаций в толще покрытия;

конструкция использует свою несущую способность практически на максимум, что позволяет говорить об экономичности металла в таком покрытии и т.д.

Стержневые плиты, применяемые в структурных конструкциях, можно разделить на следующие группы:

— стержневые плиты типа перекрестных ферм двух направлений с поясными сетками из квадратных ячеек;

— стержневые плиты типа перекрестных ферм трех направлений;

— стержневые плиты, поясные сетки которых образованы сочетанием треугольных и шестиугольных ячеек.

Для покрытий зданий и сооружений наибольший интерес представляют стержневые плиты I и II групп, имеющие более высокую изгибную жесткость, чем стержневые плиты III группы с поясными сетками сложной конфигурации.

Рис.1. Стрежневая плита с поясными сетками из квадратных ячеек с наклонными перекрестными фермами двух направлений.

Выбор группы плит будет зависеть от того, какое очертание имеет общественное или промышленное сооружение в плане. Если же здание имеет прямоугольное очертание в плане, то используется I группа, опираемая на прямоугольную сетку колонн или же по периметру. Для сооружений с криволинейными очертаниями в плане подходят II и III типы, имеющие большую возможность создания криволинейных поверхностей и опираемые по периметру.

В практике строительства структурное покрытие получило следующие возможные варианты доставки конструкции на строительную площадку:

полная разборка конструкции на основные элементы: стрежни и узлы;

сборка конструкции на отдельные фермы, допустимой для транспортировки длины;

длинноразмерных пространственных ферм V-образного, треугольного или трапециевидного поперечного сечения, объединяемых доборными элементами;

из стержневых или листовых пирамид, вкладываемых при транспортировке друг в друга и объединяемых на монтаже доборными элементами (отдельными стержнями, стержневыми треугольниками, квадратами и т. д.).

Проектирование эффективных большепролетных структурных покрытия, как правило, сдерживается рядом причин, недостатков:

малая изученность работы данных конструкций;

несовершенство конструктивных решений узлов;

отсутствие проверенных и эффективных методик расчета.

Существующие узловые решения структурных конструкций по видам применяемых в них соединений можно подразделить на три группы.

I группа — сварочные узловые соединения, изготовляемые на строительной площадке;

II группа — болтовые узловые соединения. К ним относятся узловые соединения структурных конструкций, исключающие сварку как в заводских, так и монтажных условиях и позволяющие собирать структуры из стержней на болтах или других сборных приспособлениях;

III группа — комбинированные узловые соединения. К ним относятся соединения, в которых сварка выполняется в заводских условиях, а сборка узла — в построечных условиях на болтах. Характерным для этой группы является расчленение узлового соединения на две группы деталей. Первая приваривается в заводских условиях к концам соединяемых стержней (болтовые наконечники, клинья, листовые косынки и т. д.), а вторая — в виде шайб, болтов и коннекторов объединяет концы стержней в узел.

На момент создания данной классификации узлов, 1980-е годы, это были доступные всем узлы. С течением времени были добавленные еще варианты узлов структурного покрытия. Одним из таких узлов является разработанный в Бретском государственном техническом университете узел из полых шаров.

Рис.2. Узел из полого шара, сконструированный «БрГТУ».

Помимо разработки нового типа узлов, также «БрГТУ» была предложена методика испытания узлов структур, позволяющая исследовать напряженно-деформированное состояние и распределение напряжений на внутренней и наружной поверхностях полого шара, определение уровня концентрации напряжений при многоосном нагружении узла усилиями стержней структурной конструкции.

Несмотря на свой небольшой возраст разработанная структурная плита системы «БрГТУ» с узлами из полых шаров использована при проектировании и строительстве структурных покрытий 26 объектов.

Рис.3. — Покрытие летнего амфитеатра «Славянский базар» в

А.В. Никитюк, А.А. Московкина, И.И. Зуева «Достоинства и недостатки структурных конструкций»

Металлические конструкции: учебник для вузов / под ред. Ю.И. Кудишина. — М.: Академия, 2007. — 688 с.

Хисамов Р.И. «Расчет и конструирование структурных покрытий», Киев, 1981г.

Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции: учеб. пособие для вузов. — М.: Стройиздат, 1983. — 215 с.

Файбишенко В.К. Металлические конструкции: учеб. пособие для вузов. — М.: Стройиздат, 1984. — 336 с.

Пространственные системы большепролётных зданий. Структурные плиты, складки, оболочки, купола

В пространственных системах связи усиливают и привлекают к распределению нагрузок и передаче их на опоры. Приложенная к пространственной конструкции нагрузка передаётся в двух направлениях. Такая конструкция получается обычно легче плоской.
Пространственные конструкции могут быть плоскими (плиты) и криволинейными (оболочки).
Плоские пространственные системы (исключая висячие) для обеспечения необходимой жёсткости должны быть двухпоясными — по поверхности образующие сетчатую систему.Двухпоясные конструкции имеют две параллельные сетчатые поверхности, соединённые между собой жёсткими связями.
Однослойные конструкции, имеющие криволинейную систему поверхности, называются односетчатыми.
В таких конструкциях принцип концентрации материала заменён принципом многосвязности системы. Изготовление и монтаж таких конструкций очень трудоёмок, требует специальных приёмов изготовления и монтажа, что является одной из причин их ограниченного применения.
Пространственные сетчатые системы плоских покрытий
В строительстве получили распространение сетчатые системы регулярного строения, так называемые структурные конструкции или просто структуры, которые применяются в виде плоских покрытий большепролётных общественных и производственных зданий.
Плоские структуры представляют собой конструкции, образованные из различных систем перекрёстных ферм:
-Структуры, образованные из перекрёстных ферм, идущих в трёх направлениях. Поэтому они являются наиболее жёсткими, однако более сложными в изготовлении. Это структуры с поясными сетками из разносторонних треугольников.

-Структуры, образованные из ферм, идущих в двух направлениях. Это структуры с поясными сетками из квадратных ячеек.

-Структуры, образованные из ферм, также идущих в двух направлениях, но усиленных диагоналями в угловых зонах. Поэтому они более жёсткие.

  • Большая пространственная жёсткость: можно перекрывать большие пролёты при различных опорных контурах или сетках колонн; получать выразительные архитектурные решения при высоте структуры.
  • Повторяемость стержней — из стандартных и однотипных стержней можно монтировать покрытия разных пролётов и конфигураций в плане (прямоугольные, квадратные, треугольные и криволинейные).
  • Позволяет крепить подвесной транспорт и изменять при необходимости направление его движения.
  • Системы покрытий из структур могут быть как одно-, так и многопролётными с опиранием как на стены, так и на колонны.
  • Устройством консольных свесов за линией опор уменьшают расчётный пролётный изгибающий момент и существенно облегчают конструкцию покрытия.

Рис. 6 — Схемы решёток структурных покрытий (а — с поясными сетками из равносторонних треугольных ячеек; б — с поясными сетками из квадратных ячеек; в — то же, усиленных диагоналями в условных зонах: 1 — верхние пояса,
2 — нижние пояса, 3 — наклонные раскосы, 4 — верхние диагонали, 5 —нижние диагонали, 6 — опорный контур).

Недостатки структур — повышенная трудоёмкость изготовления и монтажа. Пространственные узлы сопряжений стержней —самые сложные элементы в структурах:

  • шаровая вставка (а);
  • на винтах (б);
  • цилиндрический сердечник с прорезями, стянутый одним болтом с шайбами (в, г);
  • сварной узел сплюснутых концов стержней (д).

При упрощённом подходе структуры рассчитывают способами строительной механики — как изотропные плиты или как системы перекрёстных ферм без учёта крутящих моментов.
Величины моментов и поперечных сил определяют по таблицам для расчёта плит: Mплиты; Qплиты — далее переходят к расчёту стержней.

    Оболочные покрытия
    Для покрытий зданий применяют односетчатые, двухсетчатые цилиндрические оболочки и оболочки двоякой кривизны.
    Цилиндрические оболочки выполняют в виде сводов с опиранием:
    а) прямолинейным образующим контура
    б) на торцовые диафрагмы
    в) на торцовые диафрагмы с промежуточными опорами

Рис.8 — Схемы опирания цилиндрических оболочек (1 — оболочка; 2 — торцовая диафрагма; 3 — связи; 4 — колонны).
Односетчатые оболочки применяют при пролётах В не более 30м.
Двухсетчатые — при больших пролётах В>30м.
По цилиндрической поверхности расположены стержни, образующие сетки различной системы (см. рис. 9):

  • ромбическая сетка (а);
  • ромбическая сетка с продольными рёбрами (б);
  • ромбическая сетка с поперечными рёбрами (в);
  • ромбическая сетка с поперечными и продольными рёбрами (г).
  • Наиболее простая сетка ромбического рисунка, которую получают из лёгких стандартных стержней (∟, ○, □) прокатных профилей. Однако такая схема не обеспечивает необходимой жёсткости в продольном направлении при передаче нагрузки на продольные стены.

    Рис. 9 — Система сеток односетчатых оболочек
    Жёсткость конструкции значительно увеличивается при наличии продольных стержней (схема «б») — конструкция может работать как оболочка пролётом L. В этом случае опорой могут служить торцовые стены или четыре колонны с торцовыми диафрагмами.
    Наиболее жёсткими и выгодными являются сетки (схема «в»), у которых есть и продольные и поперечные рёбра (стержни), а решётка сетки направлена под углом 45 .

    Для увеличения жёсткости цилиндрических оболочек их крайние свободные грани усиливаются вертикальными и горизонтальными бортовыми элементами

    Расчёт оболочек выполняют методами теории упругости и методами теории оболочек. Оболочки без поперечных рёбер рассчитывают как безмоментные складки (способ Эллерса).При наличии поперечных рёбер, обеспечивающих жёсткость контура, — по моментной теории Власова (она сводится к решению восьмичленных уравнений).
    При расчёте сквозных сетчатых оболочек, сквозные грани конструкций заменяются сплошными пластинами эквивалентной толщины при работе на сдвиг, осевое растяжение и сжатие.
    Более точный расчёт сетчатых оболочек выполняют на ЭВМ по специально разработанным программам.
    Двухсетчатые оболочки применяют при перекрытии пролётов шириной более B>30м.
    Конструктивные схемы их аналогичны схемам двухсетчатых плоских плит — структур. Как и в структурах, они образуются системами перекрёстных ферм, связанных по верхним и нижним поясам специальными связями — решёткой. Но при этом в оболочках основная роль в восприятии усилий принадлежит криволинейным сетчатым плоскостям, соединяющая их решётка меньше участвует в передаче усилий, но придаёт конструкции большую жёсткость.
    По сравнению с односетчатыми двухсетчатые оболочки обладают большей жёсткостью и несущей способностью. Ими можно перекрывать пролёты зданий от 30 до 700м

    Проектируют их в виде цилиндрической поверхности, опирающиеся на продольные стены или на металлические колонны. По торцам оболочки опираются на жёсткие диафрагмы (стены, фермы, арки с затяжкой и т.д.).
    Наилучшее распределение усилий в оболочке при B=L.
    Расстояние между сетчатыми поверхностями h=1/20ч1/100R при f/B=1/6ч1/10.
    Как и в структурах, наиболее сложным является узел сопряжения стержней.
    Для приближённого расчёта оболочки необходимо стержневую систему привести к эквивалентной сплошной оболочке и установить модуль сдвига среднего слоя, эквивалентного по жёсткости соединительной решётке.

    Конструкции куполов бывают четырёх видов : ребристые (а), ребристо-кольцевые (б), сетчатые (в), радиально-балочные (г).