Помощь студентам в учебе
Технология интенсификации твердения бетона монолитных конструкций
|
АННОТАЦИЯ 2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Актуальность скоростного монолитного строительства 8
1.2 Опыт скоростного строительства в зимнее время 16
1.3 Сроки сокращения строительства в летний период 33
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ 36
2 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 37
2.1 Отечественный опыт развития монолитного строительства 37
2.2 Зарубежный опыт развития монолитного строительства 39
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 41
3.1 Анализ методики расчета параметров температурного воздействия
при интенсификации твердения бетона монолитных конструкций 41
3.1.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере колонны монолитного здания 41
3.1.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания 46
3.1.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в зимнее время на примере колонны монолитного здания 50
3.1.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания 56
3.2 Анализ методики расчета параметров температурного воздействия для летнего времени 62
3.2.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере колонны монолитного здания 62
3.2.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания 65
3.2.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в летнее время на примере колонны монолитного здания 67
3.2.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания 70
3.3 Компьютерное моделирование процесса интенсификации твердения бетона в конструкциях перекрытия и колонны монолитного каркаса многоэтажного здания 73
3.3.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 76
3.3.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 95
3.3.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 108
3.3.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 115
3.3.5 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в зимнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 119
3.3.6 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 130
3.3.7 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в летнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 139
3.3.8 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 141
ВЫВОДЫ ПО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЧАСТИ 143
АС-393-08.04.01-2020-218-ПЗ 4
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ПО
ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА В РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ 147
4.1 Подготовительные работы перед началом обогрева бетона 147
4.2 Укладка греющего провода 148
4.3 Технологический регламент по интенсификации твердения бетона в
зимнее время на примере монолитной колонны 149
4.4 Технологический регламент по интенсификации твердения бетона в
зимнее время на примере монолитного перекрытия 152
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ 154
5.1 Экономические затраты на возведение жилого многоэтажного
монолитного дома с применением греющего провода по результатам компьютерного моделирования 154
5.2 Экономические затраты на возведение многоэтажного монолитного
жилого дома с применением греющего провода в условиях отрицательных температур в зимнее время 157
5.3 Сравнение полученных результатов 160
ВЫВОДЫ ПО МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ 161
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 163
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Актуальность скоростного монолитного строительства 8
1.2 Опыт скоростного строительства в зимнее время 16
1.3 Сроки сокращения строительства в летний период 33
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ 36
2 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 37
2.1 Отечественный опыт развития монолитного строительства 37
2.2 Зарубежный опыт развития монолитного строительства 39
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 41
3.1 Анализ методики расчета параметров температурного воздействия
при интенсификации твердения бетона монолитных конструкций 41
3.1.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере колонны монолитного здания 41
3.1.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания 46
3.1.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в зимнее время на примере колонны монолитного здания 50
3.1.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания 56
3.2 Анализ методики расчета параметров температурного воздействия для летнего времени 62
3.2.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере колонны монолитного здания 62
3.2.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания 65
3.2.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в летнее время на примере колонны монолитного здания 67
3.2.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «электропрогрев» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания 70
3.3 Компьютерное моделирование процесса интенсификации твердения бетона в конструкциях перекрытия и колонны монолитного каркаса многоэтажного здания 73
3.3.1 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 76
3.3.2 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 95
3.3.3 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 108
3.3.4 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «термос» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 115
3.3.5 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в зимнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 119
3.3.6 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в зимнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 130
3.3.7 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в летнее время на примере колонны монолитного здания в программе «ELCUT» 139
3.3.8 Расчет технологических параметров выдерживания бетона для
метода «греющий провод» в летнее время на примере перекрытия монолитного здания в программе «ELCUT» 141
ВЫВОДЫ ПО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЧАСТИ 143
АС-393-08.04.01-2020-218-ПЗ 4
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ПО
ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА В РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ 147
4.1 Подготовительные работы перед началом обогрева бетона 147
4.2 Укладка греющего провода 148
4.3 Технологический регламент по интенсификации твердения бетона в
зимнее время на примере монолитной колонны 149
4.4 Технологический регламент по интенсификации твердения бетона в
зимнее время на примере монолитного перекрытия 152
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ 154
5.1 Экономические затраты на возведение жилого многоэтажного
монолитного дома с применением греющего провода по результатам компьютерного моделирования 154
5.2 Экономические затраты на возведение многоэтажного монолитного
жилого дома с применением греющего провода в условиях отрицательных температур в зимнее время 157
5.3 Сравнение полученных результатов 160
ВЫВОДЫ ПО МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ 161
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 163
На сегодняшний день монолитное строительство занимает лидирующую позицию на рынке строительной индустрии. Данный вид возведения зданий является одним из самых перспективных и связано это прежде всего с тем, что каждый год совершенствуются методы возведения зданий из монолитного бетона. Тенденции динамического развития монолитного строительства ориентированы на повышение качества строительно-монтажных работ и повышение скорости возведения типовых этажей при строительстве . В свою очередь данный вид строительства позволяет проектировщикам проявлять высокую гибкость и вариативность в архитектурно-планировочных решениях.
Ряд преимуществ монолитного строительства позволяет возводить дома значительной долговечности (срок службы может достигать до 100 лет) с высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды, также стоит отметить, что дома, возводимые из монолитного железобетона в свою очередь имеют повышенные теплоизолирующие и звукоизолирующие свойства, а также, как правило являются менее дорогостоящими, чем возведение крупнопанельных или кирпичных зданий. В странах Запада, где сборные конструкции домов имеют весьма высокую цену, застройщики предпочитают единоразовые трудовые затраты и активно используют технологию монолитного возведения зданий. Как правило малоэтажное монолитное строительство является экономным зачастую из-за того, что позволяет ограничить использование строительной техники, используя только бетононасосы.
Однако, несмотря на высокие достоинства монолитного железобетона вкупе с экономической выгодой, данный вид строительства имеет недостатки, которые в свою очередь сильно сказываются на сроках строительства. Основным недостатком можно смело назвать - зависимость процесса возведения зданий от погодных условий, которые по итогу вызывают
технологические перерывы в процессе строительства, что в сумме позволяет отклоняться от графика производства работ и значительно влияет на скорость возведения монолитных зданий. Этот технологический аспект вызывает необходимость задуматься о решении данной проблемы, и разработать технологию снижения сроков возведения зданий из монолитного железобетона в условиях производства работ при отрицательных температурах.
В данный момент энергично развиваются методы строительства при отрицательных температурах наружного воздуха. Вводятся новые способы, обеспечивающие оптимальный процесс возведения элементов зданий без технологических перерывов. Большинство разработок в этом направлении патентуются и активно используются в процессе строительства. Однако все способы на фоне своих превосходств не являются в конечной мере идеальными и не могут быть адаптированы под определенное здание в процессе его возведения.
Обобщая все выше перечисленное, можно заявить, что появилась резкая необходимость снизить сроки монолитного строительства до минимума. В связи с чем, данная исследовательская работа направлена именно на это и целью её является - разработать методику расчета параметров интенсификации твердения бетона.
Ряд преимуществ монолитного строительства позволяет возводить дома значительной долговечности (срок службы может достигать до 100 лет) с высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды, также стоит отметить, что дома, возводимые из монолитного железобетона в свою очередь имеют повышенные теплоизолирующие и звукоизолирующие свойства, а также, как правило являются менее дорогостоящими, чем возведение крупнопанельных или кирпичных зданий. В странах Запада, где сборные конструкции домов имеют весьма высокую цену, застройщики предпочитают единоразовые трудовые затраты и активно используют технологию монолитного возведения зданий. Как правило малоэтажное монолитное строительство является экономным зачастую из-за того, что позволяет ограничить использование строительной техники, используя только бетононасосы.
Однако, несмотря на высокие достоинства монолитного железобетона вкупе с экономической выгодой, данный вид строительства имеет недостатки, которые в свою очередь сильно сказываются на сроках строительства. Основным недостатком можно смело назвать - зависимость процесса возведения зданий от погодных условий, которые по итогу вызывают
технологические перерывы в процессе строительства, что в сумме позволяет отклоняться от графика производства работ и значительно влияет на скорость возведения монолитных зданий. Этот технологический аспект вызывает необходимость задуматься о решении данной проблемы, и разработать технологию снижения сроков возведения зданий из монолитного железобетона в условиях производства работ при отрицательных температурах.
В данный момент энергично развиваются методы строительства при отрицательных температурах наружного воздуха. Вводятся новые способы, обеспечивающие оптимальный процесс возведения элементов зданий без технологических перерывов. Большинство разработок в этом направлении патентуются и активно используются в процессе строительства. Однако все способы на фоне своих превосходств не являются в конечной мере идеальными и не могут быть адаптированы под определенное здание в процессе его возведения.
Обобщая все выше перечисленное, можно заявить, что появилась резкая необходимость снизить сроки монолитного строительства до минимума. В связи с чем, данная исследовательская работа направлена именно на это и целью её является - разработать методику расчета параметров интенсификации твердения бетона.
В ходе написания выпускной квалификационной работы, были решены следующие задачи:
• Проведен анализ имеющихся на сегодняшний момент методик расчета параметров температурного воздействия, выявлены основные преимущества и недостатки, также изучен отечественный и мировой опыт исследований по данной тематике;
• Произведены расчеты основных параметров выдерживания зимнего бетонирования для метода «термос» и электропрогрев на примере колонны и перекрытия монолитного здания, определены основные этапы выдерживания по методу электропрогрева и их длительность;
• Выполнена апробация существующих методик расчета параметров выдерживания бетона с летними уловиями;
• Произведено численное моделирование в программе «ELCUT» с целью сравнения результатов, получены графики изменения температур и распределения температурных полей , сделаны выводы по данным графикам и проанализирована применимость температурных условий для рассчитываемых конструкций;
• Разработан технологический регламент для метода «греющий провод» на примере монолитной колонны и перекрытия , также посчитаны основные электрофизические параметры нагревающих проводов;
• Проведено технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии в сравнении с существующей.
Принимая во внимания результаты проведенного исследования можно сделать следующие заключения:
• На сегодняшний день существует достаточное многообразие методов зимнего бетонирования, которые имеют ряд преимуществ и недостатков
• Отсутствует методика расчета параметров для оценки прочности строительных конструкций возводимых в летнее время;
• Большинство дефектов, связанных с монолитными конструкциями происходят при невыполнении должного ухода за бетоном в условиях зимних температур;
• Аналитические методы расчета параметров температурного воздействия не учитывают ряд факторов, таких как: интенсивность реакции гидратации, неравномерность теплопотерь в конструкции, изменение характеристик бетона в процессе его прогрева, расположение арматурных каркасов;
• Аналитические методы не дают возможность наглядно увидеть картину распределения температурных полей в конструкции;
• Компьютерное моделирование позволяет наглядно увидеть картину распределения температурных полей в процессе расчета, позволяет оценить в какой точке расположен участок с низкой температурой , который замедляет реакцию гидратации бетона;
• Использование компьютерного моделирования зимнего бетонирования
позволяет повысить качество организационно-технологического
проектирования, ввиду того что возможно спрогнозировать поведение бетона в процессе его выдерживания.
• Проведен анализ имеющихся на сегодняшний момент методик расчета параметров температурного воздействия, выявлены основные преимущества и недостатки, также изучен отечественный и мировой опыт исследований по данной тематике;
• Произведены расчеты основных параметров выдерживания зимнего бетонирования для метода «термос» и электропрогрев на примере колонны и перекрытия монолитного здания, определены основные этапы выдерживания по методу электропрогрева и их длительность;
• Выполнена апробация существующих методик расчета параметров выдерживания бетона с летними уловиями;
• Произведено численное моделирование в программе «ELCUT» с целью сравнения результатов, получены графики изменения температур и распределения температурных полей , сделаны выводы по данным графикам и проанализирована применимость температурных условий для рассчитываемых конструкций;
• Разработан технологический регламент для метода «греющий провод» на примере монолитной колонны и перекрытия , также посчитаны основные электрофизические параметры нагревающих проводов;
• Проведено технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии в сравнении с существующей.
Принимая во внимания результаты проведенного исследования можно сделать следующие заключения:
• На сегодняшний день существует достаточное многообразие методов зимнего бетонирования, которые имеют ряд преимуществ и недостатков
• Отсутствует методика расчета параметров для оценки прочности строительных конструкций возводимых в летнее время;
• Большинство дефектов, связанных с монолитными конструкциями происходят при невыполнении должного ухода за бетоном в условиях зимних температур;
• Аналитические методы расчета параметров температурного воздействия не учитывают ряд факторов, таких как: интенсивность реакции гидратации, неравномерность теплопотерь в конструкции, изменение характеристик бетона в процессе его прогрева, расположение арматурных каркасов;
• Аналитические методы не дают возможность наглядно увидеть картину распределения температурных полей в конструкции;
• Компьютерное моделирование позволяет наглядно увидеть картину распределения температурных полей в процессе расчета, позволяет оценить в какой точке расположен участок с низкой температурой , который замедляет реакцию гидратации бетона;
• Использование компьютерного моделирования зимнего бетонирования
позволяет повысить качество организационно-технологического
проектирования, ввиду того что возможно спрогнозировать поведение бетона в процессе его выдерживания.
