Сравнительный анализ преднапряженного и не преднапряженного варианта балок пролетом 16 м. — Как сделать самому?
Общая схема:
Многопролетная неразрезная балка сборно-монолитного перекрытия с заполнением пространства между балками пустотными плитами. Балку принимаем шарнирно-опертой на круглые колоны диаметром 0,6 м. В расчете принимаем 5 пролетов балки. Нагрузку принимаем равномерно-распределенной.
Действующие нагрузки (не включая собственный вес балки):
Постоянные нагрузки
- от веса плит перекрытия – 4,4 тс/м
- от веса конструкций пола – 2,4 тс/м
- временная нагрузка – 7,2 тс/м
Продольную и поперечную арматуру принимаем класса АIII, бетон В30.
Расчет усилий в балке и подбор арматуры производился для обеих вариантов при помощи МКЭ SCAD.
Вариант балки без предварительного напряжения.
Предварительно принимаем сечение балки 1200х1500 мм, с вырезами для укладки пустотных плит глубиной 90 мм.
Принципиальная схема сечения балки
Собственный вес балки составит: 4.45 тс/м.Итого полная постоянная нагрузка на ригель составит: 11.3 тс/м.При помощи МКЭ SCAD получим необходимое армирование.Необходимое расчетное армирование составит – верхнее 148мм2, нижнее 106 кв. мм.Соответственно имеем: верхнее армирование 12О40, нижнее армирование – 9 О40.Поперечное армирование устанавливается в виде хомутов О10 шагом 200 мм.Итого армирование на один погонный метр балки составит: 224 кг/м.
Вариант балки с использованием предварительного напряжения.
Предварительно принимаем сечение балки 1000х1000 мм, с вырезами для укладки пустотных плит глубиной 90 мм.
Собственный вес балки составит: 2.4 тс/м.Итого полная постоянная нагрузка на ригель составит: 9.2 тс/м.При помощи МКЭ ЛИРА получим необходимое армирование.Соответственно имеем: верхнее армирование 8?36, нижнее армирование – 7 О36.Поперечное армирование устанавливается в виде хомутов О12 шагом 200 мм.Итого армирование на один погонный метр балки составит: 137 кг/м.Система преднапряжения представляет собой армирование 16-ю канатами без сцепления диаметром 15,7 мм, марка стали 1570/1770 Н/кв. мм.
Отличие технологии постнапряжения от широко известного преднапряжения, осуществляемого в условиях завода ЖБИ, заключается в том, что напрягаемая арматура натягивается после бетонирования и набора бетоном достаточной передаточной прочности (порядка 70-80% марочной прочности).. При этом благодаря применению современной технологии, оборудования и материалов компании «DSI» значительно сокращаются сроки и трудозатраты на строительство в целом.
Европейская и американская практика на протяжении 40 лет показывает, что в плитах перекрытий применение преднапряжения позволяет сократить толщину плиты с 1/30 пролета до 1/40 — 1/45 пролета. Сокращение армирования при этом достигается на кубический метр до 35-45 кг ненапрягаемой арматуры и 10-15 кг напрягаемых канатов. Среди наиболее распространенных областей применения подобных систем в западной практике являются конструкции фундаментных плит и конструкции промышленных бетонных полов одноэтажных производственных зданий и торговых центров.
Сводная таблица расходов материалов и их стоимостей
МатериалЕд. изм. Стоимость единицы, евроРасход на 1 м балкиСтоимость на 1 м балки, евробез преднапряженияс преднапряжениембез преднапряженияс преднапряжениемБетонм3102,941,780.96183,3298,8Арматуракг0,74224137165,76101,38Система преднапряженияп/м6101070Итого:349,08 ЕВРО270,18 ЕВРО