Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

РЕФЕРАТ

Магистерская диссертация по теме: «Трубобетонные конструкции в условиях монолитного домостроения» состоит из введения, четырех разделов, основных выводов по главам и заключения, списка использованных источников, включающих 51 наименование. Работа изложена на 99 страницах машинописного текста, включающего 29 рисунков и 19 таблиц. В магистерской диссертации решена комплексная задача по разработке проектно – технологического решения, обеспечивающего внедрения в строительную практику трубобетонных конструкций. Данная работа имеет комплексное решение и охватывает решения конструктивных, технологических и экспериментальных задач.

Ключевые слова: трубобетонные конструкции, монолитное домостроение, бетон, добавки.

Объектом исследования являются лабораторные образцы цементных самоуплотняющихся бетонов в ПВХ оболочке и без ПВХ оболочки.

Цель работы – разработать проектно – технологическое решение по производству трубобетонных конструкций.

В процессе работы проводились экспериментальные исследования физико-механическими методами.

Проведено исследование возможности использования бетона в трубобетонных конструкциях, выявлены показатели прочности трубобетонных элементов.

В результате выполнения исследования был произведен анализ состояния и предложены методы решения вопросов по бетонированию монолитных конструкций, отвечающих потребностям современного строительств.

Определены основные методы защиты от коррозии и повышения огнестойкости трубобетонных элементов конструкции.

Результаты работы рекомендуется использовать в практических целях при строительстве несущих железобетонных конструкций.

SUMMARY

Master’s dissertation on the topic: «Reinforced concrete structures in the conditions of monolithic construction» consists of introductions, four sections, the main conclusions on the chapters and conclusions, a list of used sources, including 51. The work is presented on 96 pages of typewritten text, including 29 drawings and 19 tables. In the master’s dissertation the solution of the complex task on development of the project-technological solution providing the introduction in the practice of construction of reinforced concrete structures. This work has a complex solution and covers the solution of constructive, technological and experimental tasks.

Keywords: reinforced concrete structures, monolithic construction, concrete, additions.

The object of research are laboratory samples of cement self-sealing concrete in PVC shell and without PVC shell.

The purpose of the work — to develop a design — technological solution for the production of reinforced concrete structures.

In the process of work were conducted experimental studies by physico-mechanical methods.

The study of the possibility of using concrete in reinforced concrete structures, revealed indicators of the strength of reinforced concrete elements.

The results of the study were the analysis of the situation and proposed methods for solving problems of concreting monolithic structures that meet the needs of modern construction.

The main methods of protection against corrosion and increase the fire resistance of reinforced concrete elements of the structure are defined.

The results of the work are recommended for practical use in the construction of load-bearing reinforced concrete structures

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..7

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ……………………………………….12

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ВОПРОСОВ ПО БЕТОНИРОВАНИЮ МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ОТВЕЧАЮЩИХ ПОТРЕБНОСТЯМ СОВРЕМЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА………………….14

1.1 Технические решения каркаса здания………………………………………16

1.2 Эксплуатационная надежность бетонных конструкций………………….17

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1…………………………………………………………19

2   ТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ…………………………………………20

2.1 Констуктивные особенности трубобетонных элементов…………………23

2.2 Анализ решения теоретических и практических вопросов при возведении зданий из трубобетонных конструкций………………………………………..24

2.3 Мировой и отчечественный опыт применения трубобетонных конструкций ……. 24

2.4 Преимущества и проблемы строительства с применением трубобетонных конструкций……. 38

2.5 Перспективы развития строительсва с применением  трубобетонных конструкций………………………………………………………………………42

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2…………………………………………………………44

3 ПРЕКТНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ………………………………………..45

3.1 Технические характеристики бетонного ядра……………………………..45

3.2 Характеристика применяемых материалов ……………………………….48

3.3 Методы испытания самоуплотняющегося бетона…………………………56

3.4 Проектирование состава бетонного ядра и изготовление образцов……..57

3.5 Результаты эксперементальных исследований……………………………62

3.6 Исследование влияния суперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилатов на свойства разрабатываемого состава бетона…………68

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3…………………………………………………………75

4 ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ……………………76

4.1 Организация работ на строительной площадке……………………………79

4.2 Материалы и системы защиты от коррозии трубобетонных конструкций………………………………………………………………………83

4.3 Методы повышения огнестойкости трубобетонных конструкций………………………………………………………………………85

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4…………………………………………………………89

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ…………………………………………………………89

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….92

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………93

ВВЕДЕНИЕ

С перераспределением тенденции строительства от объектов 9-10 этажного исполнения к объектам 25-40 этажей особо важным и актуальным становится вопрос использования эффективных конструктивных элементов. Вопрос о конструктивных элементах ускоряющих темпы производства работ является актуальным, так как определяются темпы, экономичность и унификация строительства. Применение унифицированных конструкций без опалубки, решает реализацию ряда вопросов высотного строительства. Для строительства высотных объектов в мировой практике применяется ряд технических и технологических решений – это может быть вариант съёмной опалубки, которая идет блок секциями; вариант скользящей опалубки; применение трубобетонных конструкций. Трубобетон — это тип железобетонной конструкции, в которой совместно работают металлическая жесткая оболочка и бетонное ядро. При условии, что идет компенсация боковых деформаций за счет эффекта обоймы можно повысить несущую способность конструктивного элемента при тех же геометрических параметрах или уменьшить сечение сохранив несущую способность. Трубобетонные элементы применяются в большинстве случаях в конструкциях, которые работают на сжатие. Передача сжимающей силы может выполняться как на бетон и на трубу.

Если оценить объем внедрения в мировой строительной практике трубобетонных конструкций, то можно сделать вывод – эффективное строительство в Китае на 20-30% процентов используют трубобетонные конструкции; все уникальные транспортные сооружения изготовлены с применением трубобетонных конструкций; уникальные здания особой планировки и конструктивными решениями по фасадам тоже реализуются за счет трубобетонных элементов.

Эффективность трубобетонных конструкций с применением в роли колонн многоэтажных каркасных зданий определена ​​следующими причинами: сокращения расхода бетона в 1,5-2 раза; нет армирования как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, следовательно в 1,8 — 3 раза уменьшения веса конструкции и сокращение трудозатрат из-за отсутствия арматуры, сварки и установки опалубки; высокая прочность бетона в трубе; скорость возведения элементов каркаса здания из трубобетона в 3-4 раза выше аналогичного с использованием классической щитовой опалубки (в результате сроки возведения объекта сокращаются в 1,5-2 раза, стоимость на 25-30%); стальные трубы дают возможность устанавливать опалубку сразу после укладки бетонной смеси, не достигая нужной для распалубки прочности бетона; трубобетонные колонны по сравнению со стальными конструкциями позволяют снизить металлоемкость в 1,5-2 раза при той же массе конструкции; трубобетонные конструкции имеют все преимущества металлических конструкций в плане монтажа, за исключением того, что они более огнестойкие. Благодаря структурным свойствам трубобетона его можно использовать в различных областях строительства. В открытой опалубке бетон всегда дает усадку. И наоборот, жесткая оболочка может не иметь кристаллизационного расширения и опасной усадки от влаги. Металлы работают в сочетании с бетоном в закрытых конструкциях, создавая более высокий коэффициент устойчивости, чем конструкции с использованием армированного открытого бетона.

Строительство зданий с применением трубобетонных конструкций называется экспресс-технологией строительства [28]. Широкому распространению трубобетонных конструкций в России препятствует ряд причин: отсутствует опыт конструирования высотных зданий с применением трубобетонных конструкций; отсутствует база обучения проектирования трубобетонных конструкций; отсутствие национальных стандартов на проектирование трубобетонных конструкций, связанное с «пограничным» положением трубобетона между железобетонными и металлическими конструкциями, а также некоторые конструктивные недостатками. Основной из них является возникновение растягивающих напряжений на поверхности контакта стальной трубы с бетонным сердечником на упругой стадии работы трубобетонного элемента из-за разницы коэффициентов Пуассона между сталью и бетоном. Это явление происходит при усадке бетона. Возможно отделение ядра от трубы под эксплуатационной нагрузкой, как в случае с трубобетонным сводом железобетонного моста через реку Исеть по проекту В.А. Росновского [32]. Отделение стальной трубы от бетонного ядра уменьшает ее долговечность и в некоторой степени несущую способность конструкции. В США распространены способы, обеспечивающие совместную работу бетонного сердечника и оболочки трубы, при которых к внутренней поверхности трубы с постоянным по величине шагом привариваются горизонтальные стержни. Поскольку в нем используется высокоэффективный реагент для уменьшения содержания воды, пытаются свести к минимуму водоцементное отношение, чтобы подавить усадку (В/Ц = 0,28 или меньше). В Японии внутреннюю поверхность трубы обрабатывают специальной смазкой для предотвращения прилипания бетона к трубе, а нагрузку прикладывают только к бетону, так что труба выполняет только функцию держателя [7].

Предварительное обжатие бетонного ядра, которое передается на стальную оболочку в течение срока службы конструкции, может быть достигнуто за счет использования самоуплотняющегося бетона. В такой конструкции в зоне передачи поперечной силы возникают силы трения. Это значительно улучшает контактную прочность между стальной оболочкой и бетонным ядром при достаточном сжатии [8].

В данной работе предложено разработать проектно – технологическое решение по производству трубобетонных конструкций путем использования самоуплотняющегося бетона.

Предмет исследования – технические характеристики сталебетонных элементов.

Цель работы – разработать проектно – технологическое решение по производству трубобетонных конструкций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• на основе комплексного аналитического и экспериментального исследования разработать состав бетона для трубобетонных конструкций в условиях монолитного строительства.
• установить определяющее влияние фактора водоцементного отношения на интенсивность набора прочности бетонным ядром, позволяющее оптимизировать составы бетонных смесей
• исследовать совместную работу бетонного ядра и стальной оболочки.

Научно – практическая значимость работы – теоретически обосновано и экспериментально подтверждена эффективность совместной работы бетонного ядра из самоуплотняющегося бетона и стальной оболочки.

1) Выявлено оптимальное соотношение компонентов для получения самоуплотняющегося бетона.

2) Определено оптимальное количество заполнителей в составе самоуплотняющегося бетона.

3) Выявлена эффективность совместной работы бетонного ядра и стальной оболочки.

Достоверность результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием современных средств измерений.

Магистрант защищает: результаты исследования физико-механических свойств цементных бетонов; влияние стальной оболочки на прочность бетона.

Апробация работы.

Основные положения магистерской работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии – нефтегазовому региону» 02.06.2021; Международная научно — практическая конференция имени Д. И. Менделеева, посвящённой 90-летию со дня рождения профессора Р.З. Магарила.  26.11.2021 г., Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии — нефтегазовому региону» 19.05.2022 г.

Кроме того, результаты работы апробировались в ходе проведения лабораторных работ при изучении дисциплин: «Защита от коррозии строительных изделий и конструкций» для магистрантов 2 курса обучающихся по магистерской программе «Технология производства строительных материалов и конструкций».