Помощь студентам в учебе
Опалубка для конструкций из фибробетона
|
Аннотация 5
Введение 5
1. Обзор состояния вопроса 8
1.1. Состояние вопроса об исследовании давления бетонных смесей на
вертикальные опалубки 8
1.2. Описание реологических характеристик сталефибробетонной
смеси 11
2. Исследовательская часть 23
2.1. Расчет сталефибробетонной обоймы дымовой трубы 23
2.2. Оценка изменения давления сталефибробетонной смеси на
вертикальную опалубку 28
2.2.1. Состав используемой смеси 28
2.2.2. Эксперимент проведенный ранее 29
2.3. Проведение исследования 32
2.3.1. Описание лабораторной установки для эксперимента 32
2.3.2. Калибровка лабораторной установки для эксперимента 35
2.3.3. Аналитическая обработка результатов исследований 36
3. Расчет стеклопластиковой опалубки дымовой трубы 44
4. Конструктивно - технологические решения стеклопластиковых дымовых труб в несущей сталефибробетонной обойме с экономическим расчетом ....50
4.1. Описание и определение объемов работ проектируемого
Сооружения 50
4.2. Организация и технология производства основных работ 59
4.3. Экономические результаты 67
Библиографический список 72
Приложения 74
Введение 5
1. Обзор состояния вопроса 8
1.1. Состояние вопроса об исследовании давления бетонных смесей на
вертикальные опалубки 8
1.2. Описание реологических характеристик сталефибробетонной
смеси 11
2. Исследовательская часть 23
2.1. Расчет сталефибробетонной обоймы дымовой трубы 23
2.2. Оценка изменения давления сталефибробетонной смеси на
вертикальную опалубку 28
2.2.1. Состав используемой смеси 28
2.2.2. Эксперимент проведенный ранее 29
2.3. Проведение исследования 32
2.3.1. Описание лабораторной установки для эксперимента 32
2.3.2. Калибровка лабораторной установки для эксперимента 35
2.3.3. Аналитическая обработка результатов исследований 36
3. Расчет стеклопластиковой опалубки дымовой трубы 44
4. Конструктивно - технологические решения стеклопластиковых дымовых труб в несущей сталефибробетонной обойме с экономическим расчетом ....50
4.1. Описание и определение объемов работ проектируемого
Сооружения 50
4.2. Организация и технология производства основных работ 59
4.3. Экономические результаты 67
Библиографический список 72
Приложения 74
Актуальность темы заключается в том, что возведение монолитных
конструкций является одним из основных направлений строительной индустрии и объемы возведения конструкций из монолитного железобетона постоянно растут. В связи с этим актуальным становится вопрос о подборе технологической оснастки для возведения монолитных железобетонных конструкций, в частности опалубочных систем. При проектировании опалубки основополагающим условием является правильное определение давления бетонной смеси, а наибольший интерес представляет распределение давления на вертикальную опалубку.
Вопрос о давление бетонных смесей на вертикальную опалубку давно изучен, и методика определения давления изложена в нормативной документации (СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции», ГОСТ 52085-2003 «Опалубка» [7]). Давление фибробетона на вертикальную опалубку на сегодняшний день не изучено, а методика его определения отсутствует в нормативной документации. [5]
Фибробетон - это своего рода бетонная смесь, которая при приготовлении армируется дисперсными волокнами (фибрами). Фибра производится из различных материалов: стальная, стеклянная, углеродная, нейлоновая, полипропиленовая, с точки зрения экономической эффективности стальная фибра является оптимальным материалом для повышения прочности бетона. Свойства фибробетона как композиционного материала определяются свойствами составляющих его компонентов. В этом плане весьма значительным компонентом является стальная фибра, модуль упругостикоторой намного (в 5 раз) превышает модуль упругости бетона. [12] Так как фибробетонные смеси являются очень жесткими смесями за счет равномерно рассредоточенной по всему объему фибры, их давление на вертикальную опалубку может быть значительно меньшим, чем давление обычных бетонных смесей. Следовательно, при определении давления фибробетона по методике для бетонных смесей в расчет будут закладываться завышенные нагрузки, что приведет к перерасходу материала. В рассматриваемойнами конструкции дымовой трубы стеклопластиковая опалубка значительных размеров, таким образом необходима экономия материала опалубки.
В среднем стоимость опалубочных работ составляет 25 % - 35 % общих затрат на монолитные конструкции, и экономия материалов на опалубке может
существенно снизить эти затраты.
На данный момент применение фибробетона в строительстве является очень перспективным направлением. Увеличение применения фибробетонных смесей связано с тем, что дисперсное фибровое армирование позволяет в большей степени компенсировать главные недостатки бетона - низкую прочность на растяжение и хрупкость разрушения, а также снижает усадку и ползучесть. Также фибробетон выгодно отличается от традиционного бетона, имея в несколько раз более высокие по сравнению с ним прочность на растяжение и срез, ударную и усталостную прочность, трещиностойкость и вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость, жаропрочность и пожаростойкость. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон. Это обеспечивает его высокую технико-экономическую эффективность при применении в строительных конструкциях. [15]
В настоящее время в отечественной практике в опытном порядке внедрены такие сталефибробетонные конструкции, как сваи, дорожные, тротуарные и аэродромные плиты, ребристые и складчатые плиты покрытий, кольца круглых смотровых колодцев, трубы, лотки, плиты пола и несъёмной опалубки, ограждения лоджий и балконов, банковские хранилища. В конструкциях пола, стен, колонн и перекрытий также может применятся сталефибробетон. На данный момент используется фибра отечественного производства.
За последние годы очень эффективным оказалось строительство индустриальных полов из сталефибробетона. При этом снижаются материало- и трудоемкость строительства, объёмы земляных работ, стоимость строительства, и при этом повышается качество, эксплуатационная надежность и увеличивается межремонтный ресурс конструкций пола. В мире уже построено большоеколичество сооружений, отдельных конструкций, а также индустриальных полов К примеру, в Европе около 70% всех промышленных полов выполняется из сталефибробетона.
В отечественном строительстве результаты строительства из
сталефибробетона по сравнению с зарубежным опытом значительно скромнее и не имеют значимых результатов, хотя в свое время имелись некоторые достижения и в этой области. Одним из основных препятствий на пути внедрения фибробетона в строительство сейчас является отсутствие нормативной методики оценки экономической эффективности применения фибробетонных конструкций.
Цель и задачи проведения исследований.
Цель: определить величину давления сталефибробетонной смеси на
вертикальную опалубку и рассчитать экономический эффект на примере возведения дымовой трубы.
Задачи:
- оценить реологические характеристики сталефибробетонной смеси;
- рассчитать давление сталефибробетонной смеси на вертикальную опалубку;
- определить зависимость давления сталефибробетонной смеси на вертикальную опалубку от скорости бетонирования;
- разработать конструктивно - технологические решения стеклопластиковых дымовых труб в несущей сталефибробетонной обойме с целью снижения затрат на строительство.
конструкций является одним из основных направлений строительной индустрии и объемы возведения конструкций из монолитного железобетона постоянно растут. В связи с этим актуальным становится вопрос о подборе технологической оснастки для возведения монолитных железобетонных конструкций, в частности опалубочных систем. При проектировании опалубки основополагающим условием является правильное определение давления бетонной смеси, а наибольший интерес представляет распределение давления на вертикальную опалубку.
Вопрос о давление бетонных смесей на вертикальную опалубку давно изучен, и методика определения давления изложена в нормативной документации (СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции», ГОСТ 52085-2003 «Опалубка» [7]). Давление фибробетона на вертикальную опалубку на сегодняшний день не изучено, а методика его определения отсутствует в нормативной документации. [5]
Фибробетон - это своего рода бетонная смесь, которая при приготовлении армируется дисперсными волокнами (фибрами). Фибра производится из различных материалов: стальная, стеклянная, углеродная, нейлоновая, полипропиленовая, с точки зрения экономической эффективности стальная фибра является оптимальным материалом для повышения прочности бетона. Свойства фибробетона как композиционного материала определяются свойствами составляющих его компонентов. В этом плане весьма значительным компонентом является стальная фибра, модуль упругостикоторой намного (в 5 раз) превышает модуль упругости бетона. [12] Так как фибробетонные смеси являются очень жесткими смесями за счет равномерно рассредоточенной по всему объему фибры, их давление на вертикальную опалубку может быть значительно меньшим, чем давление обычных бетонных смесей. Следовательно, при определении давления фибробетона по методике для бетонных смесей в расчет будут закладываться завышенные нагрузки, что приведет к перерасходу материала. В рассматриваемойнами конструкции дымовой трубы стеклопластиковая опалубка значительных размеров, таким образом необходима экономия материала опалубки.
В среднем стоимость опалубочных работ составляет 25 % - 35 % общих затрат на монолитные конструкции, и экономия материалов на опалубке может
существенно снизить эти затраты.
На данный момент применение фибробетона в строительстве является очень перспективным направлением. Увеличение применения фибробетонных смесей связано с тем, что дисперсное фибровое армирование позволяет в большей степени компенсировать главные недостатки бетона - низкую прочность на растяжение и хрупкость разрушения, а также снижает усадку и ползучесть. Также фибробетон выгодно отличается от традиционного бетона, имея в несколько раз более высокие по сравнению с ним прочность на растяжение и срез, ударную и усталостную прочность, трещиностойкость и вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость, жаропрочность и пожаростойкость. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон. Это обеспечивает его высокую технико-экономическую эффективность при применении в строительных конструкциях. [15]
В настоящее время в отечественной практике в опытном порядке внедрены такие сталефибробетонные конструкции, как сваи, дорожные, тротуарные и аэродромные плиты, ребристые и складчатые плиты покрытий, кольца круглых смотровых колодцев, трубы, лотки, плиты пола и несъёмной опалубки, ограждения лоджий и балконов, банковские хранилища. В конструкциях пола, стен, колонн и перекрытий также может применятся сталефибробетон. На данный момент используется фибра отечественного производства.
За последние годы очень эффективным оказалось строительство индустриальных полов из сталефибробетона. При этом снижаются материало- и трудоемкость строительства, объёмы земляных работ, стоимость строительства, и при этом повышается качество, эксплуатационная надежность и увеличивается межремонтный ресурс конструкций пола. В мире уже построено большоеколичество сооружений, отдельных конструкций, а также индустриальных полов К примеру, в Европе около 70% всех промышленных полов выполняется из сталефибробетона.
В отечественном строительстве результаты строительства из
сталефибробетона по сравнению с зарубежным опытом значительно скромнее и не имеют значимых результатов, хотя в свое время имелись некоторые достижения и в этой области. Одним из основных препятствий на пути внедрения фибробетона в строительство сейчас является отсутствие нормативной методики оценки экономической эффективности применения фибробетонных конструкций.
Цель и задачи проведения исследований.
Цель: определить величину давления сталефибробетонной смеси на
вертикальную опалубку и рассчитать экономический эффект на примере возведения дымовой трубы.
Задачи:
- оценить реологические характеристики сталефибробетонной смеси;
- рассчитать давление сталефибробетонной смеси на вертикальную опалубку;
- определить зависимость давления сталефибробетонной смеси на вертикальную опалубку от скорости бетонирования;
- разработать конструктивно - технологические решения стеклопластиковых дымовых труб в несущей сталефибробетонной обойме с целью снижения затрат на строительство.
4.3. Экономические результаты.
Затраты на возведение обоймы стеклопластиковой дымовой трубы:
- 2 227 005 рублей, при использовании обычной бетонной смеси;
- 1 805 975 рублей, при использовании сталефибробетонной смеси.
Таким образом, применяя второй вариант на практике мы получаем экономию в размере 421 030 рублей (при высоте обоймы 16 метров), а в относительных показателях - стоимость меньше на 19% по сравнению со сметной стоимостью первого варианта (см. локальный сметный расчет №1 и локальный сметный расчет №2).
Следовательно, можно сделать вывод о том, что применение
сталефибробетона в качестве главного строительного материала обоймы экономически выгодно и целесообразно, за счет внешней опалубки меньшей толщины, рационально выстроенном временном графике работы основных машин и механизмов, а также слоев бетонирования по высоте.
В случае, если устойчивость конструкции ствола будет обеспечена другими способами (т.е. не за счет толщины стенки стеклопластика), либо увеличением до самого верха дымовой трубы сталефибробетонной обоймы (до определенной расчетной высоты), то соответственно это дает возможность использовать параметры стенки, как и у внешней опалубки. Что в конечном счете может дать дополнительную экономическую выгоду при возведении данного сооружения.
Затраты на возведение обоймы стеклопластиковой дымовой трубы:
- 2 227 005 рублей, при использовании обычной бетонной смеси;
- 1 805 975 рублей, при использовании сталефибробетонной смеси.
Таким образом, применяя второй вариант на практике мы получаем экономию в размере 421 030 рублей (при высоте обоймы 16 метров), а в относительных показателях - стоимость меньше на 19% по сравнению со сметной стоимостью первого варианта (см. локальный сметный расчет №1 и локальный сметный расчет №2).
Следовательно, можно сделать вывод о том, что применение
сталефибробетона в качестве главного строительного материала обоймы экономически выгодно и целесообразно, за счет внешней опалубки меньшей толщины, рационально выстроенном временном графике работы основных машин и механизмов, а также слоев бетонирования по высоте.
В случае, если устойчивость конструкции ствола будет обеспечена другими способами (т.е. не за счет толщины стенки стеклопластика), либо увеличением до самого верха дымовой трубы сталефибробетонной обоймы (до определенной расчетной высоты), то соответственно это дает возможность использовать параметры стенки, как и у внешней опалубки. Что в конечном счете может дать дополнительную экономическую выгоду при возведении данного сооружения.
