Расчетно-теоретические исследования узловых соединений в монолитных зданиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Сектор гражданского строительства в крупных регионах России в основном представлен монолитным домостроением. Приведена типология конструктивных решений узлов сопряжения дисков перекрытий со стеной. Выполнен анализ таких конструктивных решений в процессе эксплуатации.Материалы и методы. Рассмотрен участок диска перекрытия с перфорацией под термовкладыши. Численный эксперимент в программном комплексе ANSYS включал построение трехмерной модели фрагмента плиты с перфорацией в модуле Design Modeler. Посредством модуля Mesh генерировалась сетка конечных элементов типа Solid 45, представленная в виде трехмерных 8-узловых объемных элементов. Применялся решатель Elemental Difference, позволяющий повысить точность расчетов. В качестве граничных условий учитывались температурные воздействия, силовые воздействия от веса ограждающих стеновых конструкций на консольную часть плиты не учитывались.Результаты. В холодный период года в отапливаемых зданиях разрушение защитного слоя бетона возникает в зоне знакопеременных температурных воздействий, что приводит к тому, что в диске перекрытия с перфорацией характер многоциклового температурного влияния формирует появление трещин и деструкции бетона на боковых поверхностях шпонок. При действии отрицательных температур наружного воздуха наибольшие напряжения возникают в местах соединения перфорации шпонками и превосходят нормативные значения расчетного напряжения в 1,4 раза.Выводы. Наиболее уязвимым местом дисков перекрытий с перфорацией являются шпоночные соединения, которые находятся под влиянием циклических температур. По результатам многофакторного анализа напряженно-деформированного состояния диска перекрытия, снабженного перфорацией под термовкладыши, с учетом геометрических параметров перфорации и температурно-климатических воздействий, установлены причины уязвимостей, появление которых связано с высокими значениями нормальных и касательных напряжений, превышающими предельно допустимые при отрицательных значениях температуры наружного воздуха, приводящие к начальной локализации разрушения. Повышение эксплуатационных качеств зданий монолитной конструкции обеспечивается путем применения усовершенствованных конструкций. Предлагаемые конструктивные решения позволяют решить вопросы, связанные с долговечностью и безопасностью при эксплуатации объектов гражданского назначения.

Об авторах

Т. А. Белаш

Научно-исследовательский центр «Строительство» (НИЦ «Строительство»)

Email: belashta@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4577-8794

А. В. Кузнецов

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)

Email: anatolijs@vk.com
ORCID iD: 0000-0002-3809-399X

Список литературы

  1. Шембаков В.А. Технология сборно-монолитного домостроения СМК в массовом строительстве России и стран СНГ // Жилищное строительство. 2013. № 3. С. 26–29. EDN PXACBN.
  2. Волкова О.Е., Сидоренко К.А. Монолитное домостроение в современном строительстве // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2021. Т. 1. С. 146–149. EDN FTZGJH.
  3. Камчыбеков М.П., Мураталиев Н.М., Орозалиев К.Ж., Сагынбеков У.С., Мелисов К.М. К вопросу о монолитном домостроении // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. 2019. Т. 19. № 4. С. 66–70. EDN BEUJYL.
  4. Зенин С.А., Шарипов Р.Ш., Чистяков Е.А., Кудинов О.В. Разработка Свода правил «Монолитные конструктивные системы. Правила проектирования» // Вестник НИЦ Строительство. 2020. № 4 (27). С. 18–27. doi: 10.37538/2224-9494-2020-4(27)-18-27. EDN FALHNM.
  5. Пешков В.В., Белобородов К.М. Разработка энергосберегающих мероприятий на этапе строительства монолитных многоэтажных зданий // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2022. № 11 (767). С. 106–114. doi: 10.32683/0536-1052-2022-767-11-106-114. EDN EFORBP.
  6. Кузнецов А.В. Узлы сопряжения диска перекрытия с ограждающими стеновыми конструкциями в монолитном домостроении : автореф. дис. … канд. тех. наук. СПб., 2023. 23 с. EDN GFCFWD.
  7. Kuznetsov A.V., Demin A.M. Energy efficient design solution for the interface node between the floor slab and the wall // International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia – 2021. 2022. Pp. 799–807. doi: 10.1007/978-3-030-96380-4_87. EDN ERFOMA.
  8. Kuznetsov A.V., Zimin S.S. Temperature stresses in the perforated overlap disc // Construction of Unique Buildings and Structures. 2022. Nо. 3 (101). P. 10103. doi: 10.4123/CUBS.101.3. EDN MPKTHT.
  9. Сидоров В.Н., Примкулов А.М. Численно-аналитическое решение нестационарной задачи теплопроводности с переменными теплофизическими параметрами среды // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. № 5. С. 685–696. doi: 10.22227/1997-0935.2023.5.685-696. EDN JWFKVJ.
  10. Лебедева А.В., Тумаков С.А. Влияние температурно-климатических воздействий на напряженно-деформированное состояние монолитного железобетонного каркаса здания // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. 2019. № 4 (11). С. 9–14. EDN HQCCED.
  11. Сотникова О.А., Целярицкая М.И., Пащенко Ю.О. Анализ «мостиков холода» с целью выявления недостатков монолитного домостроения в г. Воронеже // Известия Юго-Западного государственного университета. 2022. Т. 26. № 3. С. 21–34. doi: 10.21869/2223-1560-2022-26-3-21-35. EDN HLPDRO.
  12. Guri M., Krosi F., Xhexhi K. Study of thermal performance of prefabricated large panel buildings // 2nd Croatian Conference on Earthquake Engineering ‒ 2CroCEE. 2023. doi: 10.5592/CO/2CroCEE.2023.63
  13. Ищук М.К., Ищук Е.М., Айзятуллин Х.А., Черемных В.А. Дефекты наружных стен с лицевым слоем из пустотелого кирпича // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 4. С. 29–35. doi: 10.33622/0869-7019.2022.04.29-35. EDN YRWQXO.
  14. Орлович Р.Б., Деркач В.Н., Зимин С.С. Повреждение каменного лицевого слоя в зоне сопряжения с железобетонными перекрытиями // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 8 (60). С. 30–37. doi: 10.5862/MCE.60.4. EDN VBPVXD.
  15. Coppola L., Beretta S., Bignozzi M.C., Bolzoni F., Brenna A., Cabrini M. The improvement of durability of reinforced concretes for sustainable structures: A review on different approaches // Materials. 2022. Vol. 15. Issue 8. P. 2728. doi: 10.3390/ma15082728
  16. Tamrazyan A.G., Minasyan A.A. The influence of depth of tensile concrete deterioration on the load bearing strength and deflections of corrosion-damaged floor slabs // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 251. P. 02012. doi: 10.1051/matecconf/201825102012
  17. Желдаков Д.Ю., Пономарев О.И., Минасян А.А., Турсуков С.А. Оценка долговечности кирпичных и каменных конструкций при проведении инженерных изысканий // Вестник НИЦ Строительство. 2023. № 1 (36). С. 27–40. doi: 10.37538/2224-9494-2023-1(36)-27-40. EDN ZFIKOG.
  18. Tamrazyan A.G., Koroteev D. Assessment of the durability of corrosion-damaged prefabricated reinforced concrete structures // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1687. Issue 1. P. 012009. doi: 10.1088/1742-6596/1687/1/012009
  19. Kramarchuk A., Ilnytskyy B., Kopiika N. Ensuring the load-bearing capacity of monolithic reinforced concrete slab damaged by cracks in the compressed zone // Lecture Notes in Civil Engineering. 2023. Pp. 217–229. doi: 10.1007/978-3-031-14141-6_21
  20. Umnyakova N.P. Convective and radiant heat transfer on internal surfaces of the outer corner // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2022. № 3 (55). Pp. 55–65. doi: 10.36622/VSTU.2022.55.3.005. EDN OPNNDX.
  21. Сотникова О.А., Целярицкая М.И., Пащенко Ю.О. Анализ «мостиков холода» с целью выявления недостатков монолитного домостроения в г. Воронеже // Известия Юго-Западного государственного университета. 2022. Т. 26. № 3. С. 21–34. doi: 10.21869/2223-1560-2022-26-3-21-35. EDN HLPDRO.
  22. Томаков В.И., Томаков М.В., Пахомова Е.Г., Андриенко В.В. Анализ причин обрушения опалубочных систем в строящихся зданиях при устройстве монолитных перекрытий // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2018. Т. 8. № 4 (29). С. 79–92. EDN PNTULV.
  23. Тихонов И.Н., Козелков М.М. Расчет и конструирование железобетонных монолитных перекрытий зданий с учетом защиты от прогрессирующего обрушения // Бетон и железобетон. 2009. № 3. С. 2–8. EDN XWGNEV.
  24. Умнякова Н.П., Егорова Т.С., Андрейцева К.С., Смирнов В.А., Лобанов В.А. Новое конструктивное решение сопряжения наружных стен с монолитными междуэтажными перекрытиями и балконными плитами // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 28–31. EDN QIOMMR.
  25. Яров В.А., Коянкин А.А., Скрипальщиков К.В. Экспериментальные исследования участка монолитного перекрытия многоэтажного здания // Вестник МГСУ. 2009. № 3. С. 150–153. EDN KZFKIL.
  26. Довженко О.А., Погребной В.В., Карабаш Л.В. Эффективные шпоночные соединения многопустотных плит перекрытий со стенами в современном крупнопанельном домостроении // Наука и техника. 2018. Т. 17. № 2. С. 146–156. doi: 10.21122/2227-1031-2018-17-2-146-156. EDN YNQSHZ.
  27. Белаш Т.А., Кузнецов А.В. Теплотехнические качества монолитных жилых зданий // Жилищное строительство. 2009. № 9. С. 22–24. EDN KYLLUN.
  28. Альхименко А.И., Снегирев А.И. Влияние температуры замыкания при возведении на напряжения в несущих конструкциях // Инженерно-строительный журнал. 2008. № 2 (2). С. 8–16. EDN NBMYGX.
  29. Ерофеев В.Т., Ельчищева Т.Ф., Левцев А.П., Митина Е.А., Лапин Е.С. Термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций при переменном тепловом потоке // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 10. С. 4–13. doi: 10.33622/0869-7019.2022.10.04-13. EDN ELAHVF.
  30. Корнилов Т.А., Васильева А.Т. Тепловые потери через сопряжения трехслойных стен с железобетонными перекрытиями // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 8. С. 25–31. doi: 10.33622/0869-7019.2022.08.25-31. EDN GLQNGV.
  31. Варламов А.А., Шишлонов Е.А., Ткач Е.Н., Шумилин М.С., Гончаров Д.В. Закономерности связи напряжений и деформаций в бетоне // Academy. 2016. № 2 (5). С. 7–16. EDN VLHZPZ.
  32. Барабанщиков Ю.Г., Семенов К.В., Зимин С.С., Ватин Н.И., Борщева К.Д., Белкина Т.В. Трещиностойкость железобетонной стенки в условиях стесненной основанием температурной деформации // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 8 (71). С. 51–62. doi: 10.18720/CUBS.71.5. EDN UUXZXT.
  33. Barabanshchikov Iu.G., Pham T.H. The influence of concrete composition on the ratio of strength to elastic modulus as a criterion of crack resistance // Construction of Unique Buildings and Structures. 2021. № 4 (97). P. 9704. doi: 10.4123/CUBS.97.4. EDN EQZTMP.
  34. Кузнецов А.В. Узлы сопряжения диска перекрытия с ограждающими стеновыми конструкциями в монолитном домостроении : дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2023. 206 с. EDN VFPDIC.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».