Предварительное напряжение монолитного железобетона

 Напрягающие  цементы могут с большим эффектом  использоваться вместо равнопрочных  портландцементов практически в  любых сборных конструкциях и монолитных сооружениях притом, что расход НЦ на единицу прочности бетона в среднем на 10% меньше, чем портландцемента той же активности.

 Предварительное  напряжение бетона в конструкции  демонстрирует новые возможности  и определяет перспективу развития железобетона в качестве материала для возведения современных зданий и сооружений.

Основные  преимущества технологий преднапряжения монолитного железобетона:

1. Самой большой  эффективностью преднапряжения  монолита является снятие ограничений  по максимально возможному шагу колон. Все архитекторы принципиально меняют концепцию зданий и сооружений, как только применяют преднапряженный монолитный железобетон с шагом расположения колон до 20-24 метров и консолей до 10 метров.

2. Другой главной  эффективностью преднапряженного монолита является высокое качество преднапряженных железобетонных конструкций. Для преднапряжения применяется бетон марки не менее В30-В35, в противном случае во время натяжения высокопрочных канатов некачественный бетон разрушится. Кроме требования обязательного применения качественного бетона преднапряженные конструкции имеют, как общеизвестно, высокие эксплуатационные свойства такие как, трещиностойкость, сейсмостойкость, исключение растягивающих напряжений в бетоне, стойкость к разрушению от взрывов и т.д..

3. Уменьшение  толщины плит перекрытий и  фундаментов, в зависимости от  нагрузок и шага колон, до 50 % по сравнению с не преднапряженными  конструкциями. Нагрузки от веса  перекрытий в конечном итоге  уменьшают нагрузки на колоны  и фундаменты, что существенно уменьшает общий расход бетона на перекрытия, колоны и фундамент.

4. Выполнение  всех технологических операций  с преднапряженным монолитом  исключает необходимость применения  заводов ЖБИ и соответственно  транспортировку изделий ЖБИ  на строительную площадку. Однако ряд типовых конструкций ЖБИ целесообразно изготавливать на заводе по стендовой технологии (например - фермы перекрытии)

5. Уменьшение  расхода периодической арматуры  в конструкциях с преднапряженными  высокопрочными канатами до 40%. Например, в плитах перекрытия основное количество арматуры идет вокруг колон для компенсации напряжений от продавливания, а по всей плите, из опыта американских строителей, по нижнему поясу арматурная сетка. Расход высокопрочных канатов на квадратный метр для перекрытий составляет около 4-6 метров. Но для каждого проекта необходимо проводить тщательный расчет, где определятся фактические расходы материалов. Иностранные компании, по материалам «PTI» («Post tensioning institute» США), накопили большой опыт проектирования преднапряженных конструкций и составили наиболее эффективные, по экономии материалов, соотношения размеров плит перекрытия: толщина/шаг колон и весов: полезная нагрузка/собственный вес. Эти графики, таблицы и расчеты выходят за рамки данной статьи и поэтому здесь не приводятся.

 Современные  технологии преднапряжения построены  на минимальном времени работы  на строительной площадке, так  как оплата труда рабочего  на стройплощадке (в США) в  3-4 выше, чем рабочего завода ЖБИ.  Поэтому в настоящее время полный цикл преднапряженного монолитного железобетона, от монтажа подмостей, до преднапряжения канатов составляет сутки. Этот цикл обеспечивается за счет заранее заготовленных и собранных элементов для преднапряжения, химических добавок в бетон, автоматезированого оборудования и строгой технологической дисциплины.

Экономический анализ и оценка эффективности инновационного проекта строительства зданий на базе конструктивно-технологической схемы «монолитный безригельный преднапряжённый каркас»

 Экономический анализ и оценка эффективности внедрения инновационного проекта строительства на базе конструктивно-технологической схемы «монолитный безригельный преднапряжённый каркас» позволяют сформулировать основные положения, определяющие экономические преимущества рассматриваемого проекта по отношению к традиционным технологическим методам и конструктивным схемам возведения зданий и сооружений.

1. Материалоёмкость  возведения железобетонного каркаса  здания сокращается на 365 рублей  с м2 общей площади, что составляет 35% от материалоёмкости традиционной схемы железобетонного каркаса

2. В связи  с этим, несмотря на увеличение  затрат на заработную плату  и эксплуатацию машин и оборудования, в целом прямые затраты сокращаются  на 305 рублей с м2 общей площади, что составляет 29% от прямых затрат строительства с применением традиционной схемы железобетонного каркаса.

3. Совокупный  экономический эффект (включая все  нормативные начисления на себестоимость  строительства) от возведения  каркаса составляет 240 рублей с м2 общей площади, что на 22% ниже уровня общей себестоимости строительства с применением традиционной конструктивно-технологической схемы.

4. Внедрение  инновационного проекта «монолитный безригельный преднапряжённый каркас» позволяет значительно сократить материалоёмкость перекрытий здания, вследствие чего на порядок снижается удельный вес конструкций здания в целом. В расчётах не учтён экономический эффект от возведения фундаментов, получаемый как следствие снижения общей массы каркаса здания на 17–20% относительно традиционной схемы железобетонного каркаса. Таким образом, наряду с вышеперечисленными пунктами, существенно сокращаются расходы, связанные с устройством фундаментов здания.

5. Наряду с высоким  уровнем экономической эффективности  строительства, применение конструктивно-технологической схемы, заключающейся в инновационном проекте «монолитный безригельный преднапряжённый каркас» предоставляет возможность возводить здания с пролётами до 10 м, что позволяет широко варьировать архитектурно планировочными решениями с целью повышения уровня комфортабельности и удобства эксплуатации.