Порівняльний аналіз переднапруженого і непереднапруженого варіанта балок прольотом 16 м
Загальна схема:
Багатопролітна нерозрізна балка збірно-монолітного перекриття із заповненням простору між балками пустотними плитами. Балку приймаємо шарнірно-опертою на круглі колони діаметром 0,6 м. У розрахунку приймаємо 5 прольотів балки. Навантаження приймаємо рівномірно-розподіленим.
Навантаження, що діють (не включаючи власну вагу балки):
- від ваги плит перекриття – 4,4 тс/м
- від ваги конструкцій підлоги – 2,4 тс/м
- тимчасове навантаження – 7,2 тс/м
Поздовжню та поперечну арматуру приймаємо класу АIII, бетон В30.
Розрахунок зусиль у балці та підбір арматури проводився для обох варіантів за допомогою МКЕ SCAD.
Варіант балки без попередньої напруги.
Попередньо приймаємо переріз балки 1200х1500 мм, з вирізами для укладання пустотних плит глибиною 90 мм.
Принципова схема перерізу балки
Власна вага балки становитиме: 4.45 тс/м. Разом повне постійне навантаження на ригель становитиме: 11.3 тс/м. За допомогою МКЕ SCAD отримаємо необхідне армування. Необхідне розрахункове армування становитиме – верхнє 148мм2, нижнє 106 кв. мм. Відповідно, маємо: верхнє армування 12О40, нижнє армування – 9 О40. Поперечне армування встановлюється як хомутів О10 кроком 200 мм. Разом армування на один погонний метр балки становитиме: 224 кг/м.
Варіант балки із використанням попередньої напруги.
Попередньо приймаємо переріз балки 1000х1000 мм, з вирізами для укладання пустотних плит глибиною 90 мм.
Власна вага балки становитиме: 2.4 тс/м. Разом повне постійне навантаження на ригель становитиме: 9.2 тс/м. За допомогою МКЕ ЛІРАотримаємо необхідне армування. Відповідно маємо: верхнє армування 836, нижнє армування - 7 О36. Поперечне армування встановлюється як хомутів О12 кроком 200 мм. Разом армування на один погонний метр балки становитиме: 137 кг/м. Система переднапруги являє собою армування 16 канатами без зчеплення діаметром 15,7 мм, марка сталі 1570/1770 Н/кв. мм.
Відмінність технології постнапруги від широко відомої переднапруги, що здійснюється в умовах заводу ЗБВ, полягає в тому, що арматура, що напружується, натягується після бетонування і набору бетоном достатньої передавальної міцності (порядку 70-80% марочної міцності).. При цьому завдяки застосуванню сучасної технології, обладнання та обладнання матеріалів компанії «DSI» значно скорочуються терміни та трудовитрати на будівництво в цілому.
Європейська та американська практика протягом 40 років показує, що у плитах перекриттів застосування переднапруги дозволяє скоротити товщину плити з 1/30 прольоту до 1/40 – 1/45 прольоту. Скорочення армування при цьому досягається на кубічний метр до 35-45 кг ненапружуваної арматури і 10-15 кг канатів, що напружуються. Серед найбільш поширених областей застосування подібних систем у західній практиці є конструкції фундаментних плит та конструкції промислових бетонних підлог одноповерхових виробничих будівель та торгових центрів.
Зведена таблиця витрат матеріалів та їх вартості
Матеріал Од. змін. Вартість одиниці, євро Витрата на 1 м балки Вартість на 1 м балки, євро без переднапруги з переднапругою без переднапруги з переднапругою Бетонм3102,941,780.96183,3298,8Арматуракг0,74224137165,700 349,08 ЄВРО270,18 ЄВРО