Х.З.БАШИРОВ, канд. техн. наук, ген. директор ОАО “СМП- 321 Трансстрой", Тонкостенные арочно-сводчатые конструкции для покрытий и перекрытий зданий
По предварительным прогнозам, объем производства сборного железобетона в России к 2005 г. возрастет, по сравнению с объемами 2000 г. более чем в 1,5 раза [1].
Постоянно увеличиваются объемы и сокращаются сроки возведения жилых, гражданских, производственных и общественных зданий, в том числе и уникальных, в которых все более широко применяют различные пространственные и другие эффективные тонкостенные конструкции из железобетона [2]. При этом подчеркивается, что отличительная особенность отечественного строительства и строительной науки заключается в разработке сборных конструкций и сооружений из элементов заводского изготовления. В основу этих конструктивных разработок положено производство унифицированных криволинейных и линейных плитных и стержневых элементов, в том числе и преднапряженных.
Многолетние исследования автора данной статьи проводились и в этом перспективном направлении, но с определенным акцентом на конструкции повышенной долговечности с использованием легких бетонов [3]. Одной из наиболее удачных разработок последних лет является арочная двухконсольная плита-оболочка (рис.1,а), которая может успешно конкурировать с такой общеизвестной и широко применяемой в покрытиях общественных и производственных зданий конструкцией, как панель-оболочка КЖС. Последняя оценивается специалистами как выдающееся конструктивное решение XX века [2].
Отечественный приоритет в арочных двухконсольных плитах- оболочках закреплен патентом [4]. Конструктивно и технологически они достаточно глубоко и всесторонне проработаны на основе результатов предварительных экспериментальных исследований. Одной из основных их особенностей является прямолинейное расположение высокопрочной напрягаемой арматуры в пролетных и консольных ребрах. Этим обусловливается сравнительно небольшая стрела подъема арочной части ребер в пролете плиты. Максимальная величина стрелы подъема нижней грани продольных ребер в пролете не превышает рабочей высоты сечения ребер на консолях плиты (см. рис.1,а). Строгая взаимосвязь высоты сечения продольного ребра на консоли и в пролете плиты позволяет в целях дальнейшего снижения массы консолей использовать легкие конструкционные бетоны в их полках и в 2/3 высоты ребер. Остальная часть консольных и опорных ребер, а также вся пролетная часть арочной плиты-оболочки бетонируется высокопрочным бетоном классов В40-В50. При двухслойном исполнении плиты минимальная толщина горизонтальных полок консолей может быть принята в пределах 40-45мм, а криволинейная полка в пролете, т.е.
Как свидетельствуют результаты ранее выполненных эксперименприменяемые до настоящего времени многопустотные плиты перекрытий (табл. 2). Показатели известных конструкций плит и панелей-оболочек КЖС, использованные в табл.1 и 2, опубликованы в третьем издании фундаментального учебника [6].
Для более объективной оценки перспективности арочно-сводчатых конструкций представляется важным более детально показать реальные возможности их применения в зданиях и сооружениях различного назначения. В частности, арочные двухконсольные плиты-оболочки могут эффективно применяться в покрытиях зданий широкого диапазона функционального назначения.и многоцелевого использования (рис.2). В средней отапливаемой части одноэтажного здания находятся такие помещения, как функционирующие круглый год спортзалы, легкоатлетические манежи, выставочные залы и т.п. Здесь же могут также располагаться различные производственные предприятия промышленности и транспорта. Неотапливаемые части могут использоваться и для торговых рядов, и для летних легкоатлетических дорожек, и для тренажерных залов, и, наконец, для складов производства, складов торговых баз и т.д.
Это многоцелевое назначение боковых помещений вполне обеспечивается величиной вылета консолей плит-оболочек Т2К (см. рис.2,а). В покрытиях многоэтажных общественных зданий и офисов помещения 4 (см. рис. 2, б) могут использоваться для конференц-залов, ресторанов и т.п. Боковые закрытые и отапливаемые помещения 5 - для постоянно действующих выставочных галерей, магазинов и т.п. Плиты-оболочки Т2К можно широко применять в неотапливаемых зданиях и открытых сооружениях гражданского назначения и на транспорте. Помещения 6 пролетной части (см. рис. 2, б) могут использоваться как залы ожиданий, товарные и прирельсовые склады, кассовые залы и т.п. Помещения 7 и 8 могут служить как навесы для парковки автомашин или погрузочно-разгрузочные платформы, высокие пассажирские платформы и т.д.
Слоистые плиты низких сводов наиболее эффективно могут применяться в перекрытиях многоэтажных жилых, общественных и гражданских зданий с ячейкой колонн 6-9 м (рис.З,а).В многопролетном своде взаимно погашаются распорные усилия, что позволяет максимально снизить общую строительную высоту всего перекрытия. При применении слоистых плит низких сводов в покрытиях зданий (рис. 3, б) появляется необходимость использования более жестких и высоких продольных ригелей, а плиты выполнять с начальным строительным подъемом и со смешанным армированием. Исследования по этому направлению применения низких сводов еще продолжаются.
Выводы
Разработаны, экспериментально апробированы и рекомендуются к применению в покрытиях зданий и сооружений многоцелевого назначения тонкостенные арочные плиты- оболочки Т2К. Их эффективность обеспечивается уменьшением общей строительной высоты покрытия, существенным снижением расхода материалов и массы по сравнению с известными конструкциями.
Для широкого применения в перекрытиях многоэтажных жилых, общественных и производственных зданий разработаны слоистые плиты низких сводов. Эффективность их применения в многопролетных перекрытиях обеспечивается взаимным погашением распора, уменьшением высоты и расхода арматуры. При этом экономятся материальноэнергетические ресурсы, связанные с исключением необходимости применения высокопрочной напрягаемой арматуры.
Бетон и железобетон, 2003 №6