автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Оптимизация конструктивных решений безригельного железобетонного каркаса на основе применения бетонов и арматуры повышенных классов прочности



На правах рукописи

САЛОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ БЕЗРИГЕЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТОНОВ И АРМАТУРЫ ПОВЫШЕННЫХ КЛАССОВ ПРОЧНОСТИ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 3 ИЮН 2011

Самара 2011

4850731

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бабков Вадим Васильевич

Официальные оппоненты: член-корр. РААСН,

доктор технических наук, профессор Баранова Тамара Ивановна

кандидат технических наук, профессор Сеськин Иван Ефимович

Ведущая организация: ГУЛ «БашНИИСтрой», г. Уфа

Защита состоится 30 июня 2011 г. в 10:00 часов в ауд. 0407 на заседании диссертационного совета Д 212.213.01 при ГОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская 194.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат размещен на официальном сайте университета: http://www.sgasu.smr.ru

Автореферат разослан 30 мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Ю. Алпатов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблемы и перспективы применения бетонов повышенной и высокой прочности при проектировании и строительстве каркасно-монолитных зданий и сооружений можно сформулировать следующим образом:

применение в практике проектирования и строительства в Российской Федерации в массовом порядке бетонов классов прочности В20-В25 не соответствует существующим техническим возможностям предприятий стройиндустрии и приводит к завышению материалоемкости, трудозатрат и стоимости объектов, возводимых в монолитном железобетоне;

предприятия стройиндустрии в последние 5-6 лет освоили и способны сегодня, на основе выпускаемых серийно современных химических добавок (суперплатификаторы, модификаторы серии МБ, комплексные добавки с противоморозным эффектом до -25 °С) производить и поставлять для монолитного строительства пластичные бетонные смеси групп подвижности ГО-П5, обеспечивающие технологичность укладки смесей и получение бетонов классов прочности на сжатие В30-В60 при существенном расширении возможностей монолитного строительства в зимних условиях.

Применяемые до настоящего времени в практике строительства конструктивные решения монолитного каркаса, ставшего одним из главных конструктивных решений в жилищно-гражданском строительстве, остаются громоздкими и нетехнологичными, что не позволяет перейти на более легкие и экономичные большепролетные здания и сооружения повышенной этажности.

Существующие подходы к определению эффективности повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали для сжатых и изгибаемых железобетонных элементов представлены лишь в дискретной форме (В.Браун, И.Н.Тихонов) суммой примеров и не позволяют получить обобщающие представления о связи прочности бетона и расхода арматуры.

В связи с указанными недостатками актуальной является проблема, связанная с разработкой и внедрением в производство новых более эффективных конструктивных решений монолитного железобетонного каркаса пониженной материалоемкости, основанных прежде всего на применении бетонов и арматуры более высоких классов по прочности и методики расчета несущей способности изгибаемых элементов, позволяющей в обобщенной аналитической форме оценивать несущую способность с учетом большого числа факторов, связывающих параметры сечений с прочностными и упруго-деформативными характеристиками бетона и арматуры.

Целью диссертационной работы является оптимизация конструкций безригельного монолитного железобетонного каркаса с учетом характера их нагружения на основе применения бетонов и арматуры повышенных классов прочности.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: 1. Провести анализ конструктивных решений безригельного монолитного железобетонного каркаса и выявить показатели, влияющие на снижение материалоемкости в условиях применения бетонов обычного уровня прочности.

2. По результатам численных исследований установить характер изменения и закономерности влияния повышения класса прочности бетона и арматуры на материалоемкость сжатых и изгибаемых элементов монолитного железобетонного каркаса.

3. Разработать аналитические зависимости и расчетные модели, связывающие несущую способность, жесткость и трещиностойкость нормальных сечений сжатых и изгибаемых элементов железобетонного каркаса с последовательным изменением его напряженно-деформированного состояния, режимами деформирования бетона и арматуры в составе конструкций каркаса здания.

4. Провести экспериментальные исследования несущей способности, деформативности и трещиностойкости фрагментов монолитных железобетонных плит безригельного каркаса при использовании бетонов и арматуры повышенных классов прочности.

5. Разработать методологический подход к определению и назначению рациональных и оптимальных областей применения высокопрочных бетонов и арматуры с учетом напряженно-деформированного состояния конструкций каркаса.

6. Создать алгоритм расчета, выполнить компьютерное моделирование и на их основе разработать экономико-математический метод с использованием автоматизированного программного комплекса, позволяющий оптимизировать расчет и проектирование нормальных сечений плитных элементов монолитного безригельного каркаса.

7. Разработать практические рекомендации по применению бетонов классов В40 и выше и арматуры А500С в каркасно-монолитных зданиях и апробировать результаты исследований при проектировании и строительстве многоэтажных зданий.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

1. Предложен и реализован универсальный подход к количественной оценке связи несущей способности железобетонных элементов с расчетными характеристиками бетона и арматурной стали, расходом материалов и характером нагружения элементов.

2. Для изгибаемых элементов равной несущей способности получены обобщающие зависимости, связывающие в безразмерных параметрах прочностные характеристики бетона и арматурной стали с показателями их удельного расхода, позволяющие решать серию задач по оптимизации и оценке эффективности повышения прочности бетона и арматуры для изгибаемых элементов.

3. Для изгибаемых элементов получено теоретическое обоснование ограничения максимального уровня прочности бетона по критерию практического исчерпания прироста несущей способности при последующем повышении его прочности.

4. Применительно к монолитным железобетонным плитам перекрытий равной несущей способности предложено теоретическое решение задачи о выборе оптимальной толщины плиты по критериям материалоемкости и стоимости.

5. С использованием экономико-математического метода получены расчетные методики и алгоритмы, на основе которых разработаны и зарегистрированы в Роспатенте РФ автоматизированные программные комплексы, позволяющие оптимизировать расчет и конструирование монолитного железобетонного каркаса.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Аналитические зависимости и алгоритмы расчета, связывающие несущую способность, деформативность и трещиностойкость монолитной железобетонной плиты с параметрами нагружения, прочностными и деформативными характеристиками бетона и арматуры, размерами пролетов и геометрии сечений, отражающие конструктивные особенности безригельного железобетонного каркаса.

2. Результаты многофакторных численных и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния сжатых и изгибаемых элементов монолитного безригельного железобетонного каркаса.

3. Критерии оценки возможностей проектирования и реализации конструктивных решений безригельного каркаса в монолитном железобетоне при замене традиционной рабочей арматуры А400 на А500С и повышении класса прочности бетона с В20 до В40 и выше в части снижения его материалоемкости.

4. Автоматизированные программные комплексы, позволяющие оптимизировать расчет и конструирование плитных элементов монолитного безригельного каркаса по критериям снижения материалоемкости и рационального сочетания прочностных показателей используемого бетона и арматуры (свидетельства Роспатента РФ о госрегистрации за № 2010610325, № 2011613497 и № 2011613598).

5. Рекомендации по применению арматуры А500С и повышенных классов бетона по прочности на сжатие при строительстве каркасно-монолитных зданий, подготовленные для включения в региональные нормы проектирования.

6. Результаты производственной апробации предлагаемых технических решений при строительстве монолитно-каркасных зданий жилищно-гражданского назначения повышенной этажности (до 26 этажей) в Уфе.

Практическая значимость. Получены результаты по оценке использования бетонов и арматуры повышенной прочности для внецентренно сжатых и изгибаемых элементов каркаса в зависимости от геометрических параметров сечения, прочностных характеристик бетона и арматуры. Разработаны практические Рекомендации по применению бетонов классов В40 и выше и арматуры А500С в монолитных каркасных зданиях, которые апробированы при проектировании и строительстве многоэтажных зданий в Уфе.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены при проектировании монолитных зданий жилищно-гражданского назначения в Уфе: жилые дома «Каскад» и «Седьмое небо» в Октябрьском районе, жилые дома № 9, 10 в микрорайоне «Бакалинский», спортивный комплекс «Уфа-Арена». Общая экономия арматурной стали и бетона названных объектов при использовании арматуры класса А500С и бетона класса В40 составила до 25-30 %.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на 59-61-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Секция строительства и архитектуры), VII-XIII научно-технических конференциях при международной специализированной выставке «Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство» (Уфа, 2004-2010), Всероссийской конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития» (Челябинск, 2010), XV Академических чтениях

PAACH - Международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Казань, 2010), V Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2010).

Методы исследования. В основу исследования положено математическое и физическое моделирование напряженно-деформированного состояния безригелыюго железобетонного каркаса при статическом нагружении. Математическое моделирование выполнено с использованием численных методов, ЭВМ и расчетных программ, основанных на методе конечных элементов. Физическое моделирование реализовано с применением механических испытаний и современной измерительной техники.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается применением сертифицированных расчетных программ и надежным метрологическим обеспечением экспериментов при достаточной сходимости результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Объем работы. Диссертация изложена на 168 страницах, включает 32 таблицы, 45 рисунков и состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений и библиографического списка литературы из 134 наименований.

В первой главе дается аналитический обзор развития монолитного домостроения в СССР, Российской Федерации и за рубежом и современное состояние этого направления, конструктивных особенностей и методов расчета зданий и сооружений на каркасно-монолитной основе.

Монолитное строительство в России развивается с конца 19-го века, и большая часть научных разработок российских ученых определила направление и развитие этой отрасли в будущем. Качественным решением повышения эффективности монолитного строительства является применение бетонов повышенной прочности на основе суперпластификаторов и комплексных модификаторов на их основе. Исследованиям таких бетонов посвящены труды Ю.М. Баженова, В.Г. Батракова, В.И. Калашникова, С.С. Каприелова, В.М. Колбасова, Б.Я. Трофимова, A.B. Шейнфельда и др.

Прогресс в развитии технологии монолитного строительства и совершенствовании теории расчета железобетона был достигнут благодаря исследованиям С.М. Ампилова, A.A. Афанасьева, A.A. Байкова, Т.И. Барановой, В.М. Бондаренко, В.А.Ерышева, Г.В. Мурашкина, Б.Г. Скрамтаева, Б.С. Соколова, И.Н.Тихонова, В.И. Травуша, J. L. Andersson, Н. Сгаешег, H.Maizouk и др.

Использование в последнее десятилетие автоматизированных методов расчета строительных конструкций, новых технологических приемов и механизмов в технологии строительства привело к существенному повышению эффективности монолитного строительства.

Однако распространённые в практике монолитного строительства проектные решения зачастую не отвечают требованиям сегодняшнего дня, в т.ч. по прочности применяемых бетонов невысоких классов В20-В25 не только для фундаментов, но и для надземных конструкций высотных зданий. Несмотря на то, что в последнее десятилетие металлургические предприятия освоили производство новой прогрессивной ненапрягаемой арматуры класса А500С, стоимость которой ниже, а

прочностные характеристики более чем на 20 % выше традиционной А400, проектировщики её не используют в необходимых объемах.

В последние годы был достигнут прогресс в совершенствовании методов расчета и конструирования монолитных конструкций. В действующих нормах (СП 52.1012003) представлена методика расчета на продавливание с учётом действия не только продольных сил, но и изгибающих моментов, что является своевременным откликом на потребности проектирования монолитно-каркасных зданий с безригельными перекрытиями. Новый пакет документов в области проектирования монолитных железобетонных конструкций (СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий») содержит лишь в общей форме конструктивные особенности и общие принципы проектирования и расчета с использованием новых классов прочности бетона. Однако некоторые положения следует детализировать. В частности, рациональные соотношения размеров сечений изгибаемых элементов к перекрываемым пролетам с учетом классов применяемых бетонов и арматурной стали, что исключит неоправданные перерасходы бетона и завышенные проценты армирования. Не представлены оптимальные области и критерии применения бетонов повышенной прочности и высокопрочных, которые уже вошли в практику современного строительства. В действующих нормах отсутствуют обобщения, касающиеся рационального применения бетонов и арматуры повышенной прочности, в том числе их сочетания, что является одной из основных задач данной работы.

Во второй главе представлен обобщающий подход к решению задач оптимизации использования высокопрочных бетонов и эффективных классов арматурной стали в железобетонных элементах с учетом характера их нагружения по критериям снижения расхода арматурной стали и бетона.

На первом этапе эффективность повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали для сжатых элементов на примере центрально сжатой колонны оценивается при неизменной геометрии сечения (неизменном расходе бетона).

Несущая способность центрально сжатого элемента рассчитывается по действующим нормативам:

Nult=<p(RbAbc + RSeK), (О

где Аьс - площадь сечения элемента; /?(,, Rsc - расчетные сопротивления бетона и арматуры на сжатие соответственно; Asc - площадь рабочей арматуры; <р -коэффициент продольного изгиба. Зависимость (1) может быть представлена в следующем виде:

где ¡J. - коэффициент армирования.

Формулы (1) и (2), являющиеся зависимостями несущей способности центрально сжатой колонны от класса бетона по прочности на сжатие и коэффициента рабочего армирования при одинаковой гибкости, представлены в графической форме на рисунке 1. Повышение прочности бетона от класса ВЗО при исходном коэффициенте армирования ц =0,03 до уровня В40 при неизменной несущей способности элемента снизит расход арматуры примерно вдвое.

0,01 0,02 0,03

Коэффициент армирования щ

Рисунок 1 - Зависимости несущей способности центрально сжатой колонны от класса бетона по прочности на сжатие и коэффициента рабочего армирования (арматура класса А400)

Зависимости снижения расхода арматуры внецентренно сжатых элементов прямоугольного сечения с симметричной арматурой из тяжелого бетона для частного по гибкости случая представлены на рисунке 2.

§ 1,0

I °'9

1 я 0,8

| § 0,7

| а 0,6

§ £ 0,5

Ё £О,4

2 3

I &0,з

0,2 0,1 0

•е

-е-

4и

с к_ • ч/ » 1 1 . 1 . ь ■ _ /

'а

20

50

30 40

Класс бетона по прочности на сжатие В Рисунок 2 - Зависимости снижения расхода арматуры А400 во внецентренно сжатых элементах при повышении класса бетона по прочности на сжатие от В20 до В50 для гибкости элемента Ъ= 10 и а50=0,8: 1 - еоЛ10=1,33; 2 - еоД1о=0,875; 3 - ео/Ь0=0,458; 4 - еоЛ10=0,250; 5 - е0/Ь0=0,125

Наибольший эффект по снижению расхода арматурной стали с повышением класса прочности бетона при неизменном классе арматуры во внецентренно сжатых элементах соответствует случаям малых эксцентриситетов, а наименьший - больших эксцентриситетов. В первом случае работа элемента приближается к центрально нагруженному, для которого достигается наибольший эффект по снижению расхода арматуры, как было показано выше. Второй случай с большими эксцентриситетами приближается к работе изгибаемого элемента.

Несущая способность изгибаемого элемента от действия изгибающего момента рассчитывается по формуле

Mu¡¡=Rs0AJh0-^f), (3)

где Rs0, Rbo - расчётные сопротивления арматуры и бетона для исходного сечения; ho, b - рабочая высота и ширина прямоугольного сечения элемента; As0 - площадь рабочей арматуры.

Производя подстановку As=fidbh0 в формулу (3) (здесь ¡х0 - коэффициент рабочего армирования для исходного сечения), получим:

(4)

¿Kb0b

Несущая способность вариантного сечения, отличающегося от исходного рабочей высотой сечения (й0,), площадью рабочей арматуры (As¡) (коэффициентом рабочего армирования (и,)), расчетными сопротивлениями бетона на сжатие для вариантного класса (/?,„) и арматуры на растяжение (R¡¡), при неизменности ширины прямоугольного сечения b будет определяться зависимостью

Mull =R^0bh0(h0 -b^) = R^¡bhü¡{K-^k). (5)

¿Kbí)b ¿Kbp

Изменение прочностных характеристик и относительных расходов материалов при сопоставлении исходного и вариантного сечений можно учесть через коэффициенты изменения соответствующих параметров:

as и аь - по расчетным сопротивлениям арматуры и бетона соответственно

t¡s и ijh - по материалоемкости (расходу материала) для арматуры и бетона соответственно

Условие равнопрочное™ исходного и вариантного сечений при этом получит вид:

R.M bKih-^Ü^) = (*,„«, млмшт, - ÍM^MXW) =

Ща 2 Rboab

Щоак

Введем параметр ко: ко ~ _ D . (9)

1 ОПЖМА \

Подставляя к0 в формулу (8), получаем: 1 ~ Ало = "¡ЛЛъЩь----). (10)

аь

Взаимосвязь коэффициентов, характеризующих эффективность вариантного сечения с вариантными параметрами - классом прочности бетона, расходом бетона, коэффициентом рабочего армирования и расчетным сопротивлением арматуры на растяжение, примет вид:

Полученная зависимость (11) носит общий характер, представлена в безразмерных параметрах и может быть использована для решения задач, представленных в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты решения основных задач по оценке эффективности применения бетонов и арматурных сталей повышенных и высоких классов прочности в изгибаемых (плитных) элементах

Номер и содержание задачи Относительные параметры Формулы взаимосвязи параметров, характеризующих эффект

а, аь 1' Чь

1. Эффективность повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали при неизменном расходе бетона 1 аь ч* 1 а _ й'М) " %+М,-1 2//„<:0

2. Оптимизация соотношения удельных расходов бетона и арматуры в плитных элементах 1 1 4« Чь п _ М.-1 2 МокоПь

3. Эффективность повышения прочности бетона по критерию снижения расхода бетона 1 аь 1 Чь а _ 7 _ 1аьМок0-% V Мъкъ~аь

4. Снижение расхода арматурной стали путем замены исходного класса стали по прочности на повышенный класс при одинаковой прочности и неизменном расходе бетона а, 1 п. 1 1±^1-4//0*0+4/г02*02 2 мАа,

5. Эффективность повышения прочности бетона и арматурной стали по критерию снижения расхода арматурной стали при неизменном расходе бетона а, аь Ч, 1 а„±^а2ь -*Цакааь + 4/12Хаь Т11 =-!- 2Моа,

Для определения эффективной области применения вариантного сечения относительно исходного в границах для нормально армированных сечений (£ < ), для каждого класса бетона необходимо определить ряд параметров сечения изгибаемого элемента, представленных в таблицах 2-3.

Таблица 2 - Параметры сечения изгибаемого элемента для арматуры класса А400

Класс прочности бетона на сжатие £ ^(значения для исходного % армирования) /^О.гаах

/и0=т lU0=0,02 /U0 =0,025

В15 0,531 0,42 - - 0,012

В20 0,31 - - 0,017

В25 0,25 0,49 - 0,022

В40 0,16 0,32 0,40 0,033

Таблица 3 - Параметры сечения изгибаемого элемента для арматуры класса А500С

Класс прочности бетона на сжатие £ (значения для исходного % армирования) /Vmax

/А) =o.oi //0=0,015 М0 =0,025

В15 0,494 0,51 - - 0,010

В20 0,38 - - 0,013

В25 0,30 0,45 - 0,016

В40 0,198 0,29 0,494 0,025

Исходный класс бетона по прочности на сжатие В25

В25 ВЗО В40

В50

В60 В70

Исходный класс бетона по прочности на сжатие В25 В25 ВЗО В40 В50 В60 В70

0,7011,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 Коэффициент повышения прочности Коэффициент повышения прочности бетона аь бетона аь

Рисунок 3 - Взаимосвязь коэффициентов изменения расхода арматурной стали ^ и расчетного сопротивления бетона на сжатие аь для изгибаемых элементов при исходном классе бетона по прочности на сжатие В25 в зависимости от исходного коэффициента армирования ц и класса прочности бетона В

На основе формулы (11) были выполнены расчеты по снижению расхода арматурной стали при повышении класса прочности бетона (расчетного сопротивления от Кьо до /?ы) для арматуры класса А400 и повышенного класса прочности А500С с определением рациональных областей применения бетонов повышенной и высокой прочности, результаты которых частично представлены на рисунке 3.

Частным случаем является задача 2 (см. таблицу 1) по оптимизации толщины плиты перекрытия по критерию материалоемкости и стоимости материалов в пределах одного класса прочности бетона и арматуры. Решение этой задачи применительно к железобетонной плите перекрытия одинаковой несущей способности по неизменной части нагрузки, включающей «полезную» и нагрузку от веса пола и перегородок, и переменной части - нагрузки от собственного веса плиты при изменении ее толщины приводится ниже.

В общем случае соотношение расхода бетона и арматуры с изменением толщины плиты перекрытия может быть описано зависимостями, представленными на рисунке 4:

«а о я о.

гг

Й

2 «

ч Ь о к

х с « е

о К

« 5

3 ь я и

Л

4 т с»

ч >>

Сь 4

\ ........ /

1

\1_ \с;г 2

V N

Ь.х 1

Ь,х 1

ч о

X и се о.

;5

Л

ж л

ч

и

ч >.

Ь, Толщина плиты Ь, м Ь2 Рисунок 4 - Характер зависимостей расхода бетона и арматуры с изменением толщины

плиты перекрытия Удельная стоимость (на 1м2) материалов (бетона и арматуры) составит

С Л2"

1г -к , \ Ь —к - т.-- ±т,'

С--

кс„ +

тп

к

с. =

= Ьс. +

А к .к т0 —щ--Нт, ±от2 —-2—1-1

\ К

(12)

Продифференцируем уравнение (12) по И и определим оптимальную толщину плиты Ьопт:

¡1С -

— = с 1,+ М

т, | 2тгк 2т2

К К

т,с5. г 2т2с!

.— 2тгкс1 2 т2сг

- +

А, /г,

2с, а,

2с, т,

1).

- О ■

(13)

В формулах (12), (13):

С - стоимость материалов (бетона и арматурной стали) на единицу площади плиты перекрытия, р./м2; И, - минимальная толщина плиты на интервале варьирования

толщины Ь в пределах от Ь, до Ъ2, (Их! - удельный расход бетона по плите перекрытия, м3/м2); сь, р./м3; с,, р./т - удельная стоимость 1 м3 бетона и тонны арматурной стали соответственно; Шо, т/м2 - расход арматурной стали для Ш| и т2 - коэффициенты квадратичной зависимости изменения удельного расхода стали при изменении Ь.

Показатели материалоемкости плоской плиты перекрытия при повышении ее толщины Ь для бетона одинакового класса прочности определяются действием нескольких конкурирующих факторов (см. рисунок 5):

1. Увеличение плеча внутренней пары сил гь по абсолютному значению, что при сохранении площади рабочей арматуры обусловливает повышение несущей способности сечения по изгибающему моменту.

2. При постоянстве фактора а3 + (1/2 (а, - толщина защитного слоя, с!/2 - полудиаметр стержней рабочей арматуры) плечо гь с увеличением толщины будет увеличиваться относительно толщины плиты 11 ускоренно.

3. Негативным фактором в этих условиях является повышение суммарной расчетной нагрузки на единицу площади перекрытия, обусловленное увеличением нагрузки от собственного веса плиты.

Количественная оценка, выполненная применительно к плитным конструкциям в исследуемом диапазоне толщин И] - с использованием бетонов классов прочности В20-60, показала, что в этом процессе доминирующим является действие позитивных факторов 1, 2, что обусловливает изменение удельного расхода арматурной стали (т) от толщины плиты перекрытия Ъ в соответствии с зависимостью 4 (см. рисунок 4).

1,

1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2

1

ч,

//А

// V

///

-\х/2

К

¿к

аж!/2

- NN/2

М

ьГ.

гы-ё/2

А51=А52

1 - относительное изменение полной расчетной нагрузки на перекрытие;

2, 3, 4 - относительное изменение плеча внутренней пары сил гь]/гы при пролетах 4,5 м, 6 м и 7,2 м соответственно.

111=0,16 0,20 112=0,24 Толщина плиты Ъ, м

Рисунок 5 - Изменение относительной нагрузки на единицу площади плиты перекрытия и относительного плеча внутренней пары сил для сечения на основе бетона В30 при изменении толщины плиты

Если на всем интервале - Ь2 суммарная стоимость С, р./м2 колеблется в небольшом диапазоне и нет ярко выраженного оптимума, то оптимальной будет минимальная толщина плиты Ь) при условии обеспечения ее трещиностойкости, которая помимо этого дает еще один важный эффект - снижение постоянной нагрузки от собственного веса. Этот фактор важен потому, что основная часть всей постоянной нагрузки соответствует весу плит перекрытия и лишь незначительная часть - весу колонн каркаса.

В третьей главе выполнено компьютерное моделирование оптимального вариантного сечения железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры. Наложены ограничения по второй группе предельных состояний.

На основе полученных зависимостей разработаны программы для ЭВМ: «Расчет эффективного расхода арматурной стали для вариантного сечения изгибаемого железобетонного элемента», «Расчет эффективного расхода арматурной стали по критерию снижения стоимости для вариантного сечения изгибаемого элемента» и «Расчет оптимального вариантного сечения и вариантного армирования изгибаемого железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры» с получением свидетельств о государственной регистрации за № 2010610325, № 2011613497 и № 2011613598.

Исходными параметрами для выбора оптимального решения при использовании программы являются класс прочности бетона и арматуры, процент армирования и решение требуемой задачи по изменению класса бетона или арматуры. Программа позволяет рассчитать на выходе оптимальный расход арматурной стали вариантного сечения при применении высокопрочных бетонов классов до В90. Расчет ведется при одной и той же несущей способности изгибаемого элемента.

Программа позволяет выполнить вариантную количественную оценку расхода арматурной стали для изгибаемых железобетонных элементов без преднапряжения при изменении прочности бетона на сжатие и класса арматурной стали (см. рисунок 6). Область применения программы - проектирование монолитных балочных и безбалочных перекрытий.

Исходное сечение

Класхбегоня:

Раошд *рН «тур« С*;

I о р -о о , с

Вариантное сечение

Класс бетон«:

Расход арматуры (%):

1,30859053548149

-ЕПМЗ-

А400 («II); 1,309%

Расход арматуры может быть сокращен на 12,761%

Исходное сечение

Класс бетона:

Вариантное сечение

1 о .о

Расход арматуры может быть сокращён на 13,391%

Рисунок 6 - Графический интерфейс пользователя программы «Расчет эффективного расхода арматурной стали для вариантного сечения изгибаемого железобетонного

элемента»

Программа позволяет рассчитать на выходе оптимальный расход арматурной стали вариантного сечения. Расчет ведется при одной и той же несущей способности изгибаемого элемента.

В последней зарегистрированной программе расчет осуществляется по всем четырем параметрам сечения: рабочая высота сечения {Но,), площадь рабочей арматуры (А51) (коэффициент рабочего армирования (и,)), расчетные сопротивления бетона на сжатие для вариантного класса (Лы) и арматуры на растяжение

Пользователь должен выбрать параметр вариантного сечения, который он хочет изменить (класс бетона, класс арматуры, расход бетона или арматуры). Алгоритм программы и графический интерфейс представлены на рисунке 7.

I

I Конец }

Рисунок 7 - Блок-схема и графический интерфейс пользователя программы для ЭВМ «Расчет оптимального вариантного сечения и вариантного армирования изгибаемого железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры» Предлагаемый аппарат позволяет оперативно выполнить количественную оценку эффективности и выявить рациональные области применения бетонов повышенной прочности в изгибаемых железобетонных элементах для технико-экономического обоснования на стадии проектирования, что особенно важно при проектировании каркасно-монолитных объектов.

На основе использования программных комплексов ЗСАБ-ОШсе были определены основные усилия, произведены расчеты несущей способности элементов каркаса и определены характеристики армирования (см. рисунок 8).

!

щ

4

''"''У г щуг

Ш ЯШ :/■;:■.

Рисунок 8 - Расчетные схемы, моменты и проценты армирования от расчетных

нагрузок

Данные анализа по снижению расхода рабочей арматуры А400, а также по арматуре А500С указывают но то, что использование бетонов особо высоких классов прочности дает максимальный эффект для изгибаемых (плитных) элементов около 25 %. Из этого анализа также следует, что предельным уровнем повышения прочности бетона при исходном классе В20-В25 следует считать класс прочности В40-В50. Применение бетонов классов прочности выше В50-В60 в изгибаемых (плитных) элементах с целью снижения расхода арматурной стали неэффективно, что подтверждается данными рисунков 9, 10.

Расчеты по второй группе предельных состояний (деформации и трещиностойкость) выявили в окончательной форме рациональные области применения бетонов повышенных классов по прочности на сжатие и арматуры А500С в зависимости от толщины изгибаемых элементов и расхода (%) рабочей арматуры. Результаты этих расчетов представлены на рисунках 9, 10.

Толщина плиты Н, м Толщина плиты Ь, м

д -4,5 м; о-6м; -7,2 м; - -а« >0,3 мм

Рисунок 9 - Зависимости процента армирования от толщины плиты, класса прочности бетона и сетки колонн каркаса

И", % Арматура А400

Арматура А500С

Удельный расход бетона, м'/м2 Удельный расход бетона, м Ум;

д - 4,5 м; о - 6 м; -7,2 м; 0,3 мм

Рисунок 10 - Зависимости удельных расходов бетона и арматуры от толщины плиты перекрытия

Арматура А500С

Арматура А400

Проведенные расчеты подтвердили правильность ранее выведенных положений о границах и критериях (областях) снижения материалоемкости (расходов арматуры и бетона) изгибаемых элементов безригельного каркаса.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований, лабораторные и заводские подборы составов тяжелого бетона для монолитной технологии строительства, натурные испытания конструкций.

В экспериментах применялись местные исходные материалы: портландцемент марок 400 и 500 Стерлитамакского ОАО «Сода», песок речной кварцевый фракции 0-5 мм Чесноковского карьера (Уфа), щебень гранитный фракций 5-10 и 5-20 мм, гравий речной фракции 5-20 мм, полифункциональные модификаторы ООО «Полипласт - Уфа» («Реламикс», «Линамикс», «Дефомикс», ПФМ-НЛК, Полипласт СП-1).

На первом этапе экспериментов подбор составов тяжелого бетона проводился в условиях аккредитованной лаборатории «СтройЭкспертТехнологии» ГОУ ВПО УГНТУ. Оценивалась эффективность различных химических добавок и определялась их оптимальная дозировка для монолитной технологии.

На втором этапе проводились натурные эксперименты в условиях заводских лабораторий Уфы и Республики Башкортостан. Проведенные эксперименты в лаборатории ЖБЗ-1 Уфы по оценке возможностей современных модификаторов, подбору составов, контролю прочности и водонепроницаемости бетона при бетонировании монолитных ростверков и фундаментов при строительстве автосалона с сервисным обслуживанием автомобилей «Вольво» по ул. Сельской Богородской в Октябрьском районе г. Уфы, монолитных жилых домов повышенной этажности (17-26 этажей) подтверждают возможности получения бетонов повышенных классов по прочности на сжатие (В35-В50) со стабильными эксплуатационными характеристиками.

Рисунок 11 - Монолитные 25-ти этажные жилые дома № 9 и 10 в микрорайоне «Бакалинский», Уфа

На двух 25-этажных жилых домах была проведена оптимизация конструктивных решений каркаса с заменой проектной арматуры А400 на А500С и с повышением класса прочности бетона с В20 до В40. Проведенные расчеты позволили уменьшить общую материалоемкость каркаса за счет снижения расхода рабочего армирования, толщины плиты при неизменном расходе арматуры, а также размеры сечений внецентренно сжатых вертикальных элементов (см. рисунок 11).

Проведенные эксперименты по испытанию фрагмента облегченного перекрытия с доведением нагрузки до нормативных значений показали соответствие требований действующих стандартов по жесткости и трещиностойкости.

В пятой главе представлено технико-экономическое обоснование и внедрение опытно-конструкторских разработок по рациональному применению бетонов и арматуры повышенной прочности в практику строительства, приведены результаты апробации разработанных технических решений.

Во второй программе «Расчет эффективного расхода арматурной стали по критерию снижения стоимости для вариантного сечения изгибаемого железобетонного элемента» расчет производился с учетом стоимости бетона и арматуры. Сокращение (или удорожание) стоимости вариантного сечения рассчитывается на 1 м3 железобетона.

Результаты исследований использованы при проектировании ряда объектов в Уфе. Примером использования бетонов повышенной прочности является объект «Уфа-Арена» на 8 тыс. зрителей (см. рисунок 12), представляющий каркасно-монолитное пятиэтажное здание овальной в плане формы с размерами 150x120 м и высотой в коньке 30 м.

Основной объем колонн и ребристых перекрытий здания (около 20 тыс. м3 железобетона), изначально запроектированный с применением бетона класса прочности на сжатие В25, перепроектирован на В35. Общий объем монолитного бетона на объекте составил около 35 тыс. м3 при расходе арматурной стали около 3,7 тыс. т.

Применение бетона В35 взамен В25 позволило снизить расход арматурной стали по колоннам и перекрытиям примерно на 17 %.

Рисунок 12 - здание «Уфа-Арена» в Уфе, выполненное в монолитном железобетоне класса В35

Оптимизация существующих проектных решений на основе применения бетона и арматуры повышенных классов прочности была также выполнена на следующих объектах Уфы: жилые дома «Каскад» и «Седьмое небо» в Октябрьском районе, жилые дома № 9, 10 в микрорайоне «Бакалинский».

Таблица 4 - Данные эффективности по снижению расхода арматурной стали при

оптимизации проекта монолитного жилого дома 1Г _жилого комплекса «Седьмое небо»_

Группа конструкций Расход арматуры А400 (проект), т Расход бетона В25 (проект), м3 Процент армирования (проект), % Экономия арматуры, т (%)

при переходе на бетон В40 при переходе на А500С* итого при В40 и А500С

Колонны 37 190 2,5 13 (35) 4,3(18) 17,3 (46,7)

Стены 136 2570 0,65 31(23) 18,8(18) 49,8 (36,6)

Перекрытия 289 2850 1,5 29(10) 46,8 (18) 75,8 (26,2)

Итого: 462 5610 73 (15,8) 69,9(18) 142,9 (30,9)

С использованием подобного подхода проведена количественная оценка сокращения расхода арматурной стали для проекта монолитного жилого дома «Седьмое небо», блок-секция 1Г. По первоначальному проектному решению предполагалось использование арматуры класса А400 и бетона класса В25. Предложенный вариант -использование арматуры класса А500С и бетона класса В40. Результаты оценки, представленные в таблице 4, показывают, что общая экономия арматурной стали по объекту при реализации названных мероприятий составляет 30,9 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Существующие нормы проектирования железобетонных конструкций, в частности монолитных конструкций зданий, не учитывают совокупность всех факторов, влияющих на несущую способность, жесткость и трещиностойкость конструкций, что зачастую приводит к неоправданному завышению размеров сечений и значительному (на 20-35 %) перерасходу бетона и арматуры. При этом отсутствуют практические методики расчета, связывающие несущую способность и деформативность сжатых и изгибаемых элементов каркаса здания с изменением прочностных показателей используемого бетона и арматуры. В связи с этим актуальна необходимость разработки расчетных методов и программных комплексов, позволяющих осуществить выбор оптимальных решений основных конструктивных элементов безригельного каркаса по критериям снижения материалоемкости и рационального сочетания прочностных характеристик применяемого бетона и арматуры.

2. Выявлены пути и сформулированы задачи по эффективному снижению материалоемкости элементов железобетонного монолитного каркаса на основе применения бетонов и арматуры повышенных классов прочности. Предложена уточненная методика расчета несущей способности и деформативности внецентренно сжатых и изгибаемых элементов железобетонного монолитного каркаса, отражающая фактическое изменение его напряженно-деформированного состояния, свойств и стадий деформирования бетона и арматуры в составе конструкции каркаса в процессе их нагружения. Применение данной методики позволяет в обобщенной аналитической форме оценить несущую способность, ширину раскрытия трещин и прогибы плит при нагружении в их взаимосвязи с учетом основных факторов, связанных с параметрами сечений, прочностными и упруго-деформативными характеристиками бетона и арматуры.

3. Решена задача об оптимальной толщине плиты перекрытия в составе каркаса по критерию снижения материалоемкости и стоимости.

4. Проведены многофакторные численные исследования и разработаны расчетные модели напряженно-деформированного состояния монолитных железобетонных плит перекрытия в составе конструкции каркаса здания с варьированием пролетов, толщин, нагрузок, классов бетона и арматуры, что позволило существенно уточнить расчетные параметры, определяющие их несущую способность.

5. Установлены рациональные области и выявлены критерии оценки возможностей для оптимального проектирования и реализации конструктивных решений безригельного каркаса в монолитном железобетоне в части снижения его материалоемкости при замене традиционной рабочей арматуры А400 на А500С и повышении класса прочности бетона с В20 до В50 и выше.

6. Разработан аналитический аппарат для оценки и определения рациональных областей применения бетонов повышенной прочности в сжатых и плитных железобетонных элементах. Установлено, что оптимальным в изгибаемых элементах с целью снижения расхода арматуры при пролетах до 6 м является применение бетонов классов по прочности на сжатие - до В40, а при пролетах свыше 6 м - до В50.

7. Выполнены экспериментальные исследования несущей способности, трещиностойкости и деформативности фрагментов монолитных железобетонных плит безригельного каркаса с целью проверки и обоснования рабочих гипотез, положенных в основу расчетных моделей, а также для проверки точности и надежности предложенных методов расчета. Результаты экспериментов, проведенные при различных классах прочности бетона и арматуры, а также значений прикладываемых нагрузок подтвердили достоверность положенных в основу расчета теоретических положений автора.

8. На основе проведенных исследований с использованием экономико-математических методов разработаны и зарегистрированы в Роспатенте РФ (свидетельства о государственной регистрации № 2010610325, № 2011613497 и № 2011613598) автоматизированные программные комплексы, позволяющие оперативно решать задачи оптимизации расчета и конструирования монолитного железобетонного каркаса.

9. Разработаны и подготовлены для включения в региональные нормы проектирования практические рекомендации по применению арматуры А500С и повышенных классов бетона по прочности на сжатие (до В50 и выше) при строительстве каркасно-монолитных зданий.

10. Результаты исследований внедрены при проектировании и строительстве ряда каркасно-монолитных зданий повышенной этажности, в частности жилых домов: «Каскад» и «Седьмое небо» в Октябрьском районе Уфы, 25-этажных жилых домов № 9,10 в микрорайоне «Бакалинский» Уфы, что обеспечило фактическое снижение материалоемкости и стоимости до 20-30 %.

Основное содержание диссертации опубликовано в 19 печатных работах, из которых 1 и 10 включены в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий для обязательной публикации материалов докторских и кандидатских диссертаций в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ, 16, 17, 18, 19 - свидетельства на государственную регистрацию программ для ЭВМ и патент.

1. Бабков, В.В. Рациональные области применения модифицированных бетонов в современном строительстве / В.В. Бабков, Р.Р. Сахибгареев, A.C. Салов, и др. // Строительные материалы. - М; 2006. - № 10, - С. 20-22.

2. Бабков, B.B. Опыт применения модифицированных бетонов в монолитной технологии строительства на примере возведения объекта «Уфа-Арена» / В.В. Бабков, И.В. Федорцев, A.C. Салов // Бюллетень строительного комплекса РБ. - Уфа, 2007. - № 4. - С. 34-39.

3. Бабков, В.В. Об эффективности повышения класса прочности бетона на сжатие по критерию снижению расхода арматурной стали в изгибаемых элементах / В.В. Бабков, A.C. Салов, P.P. Сахибгареев // Материалы XI Международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство-2007». - Уфа: УГНТУ, 2007. - Т.1. - С. 12-14.

4. Бабков, В.В. Опыт применения модифицированных бетонов в технологии монолитного строительства / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, A.C. Салов // Сборник научных трудов института БашНИИстрой. - Уфа, 2007. - Вып. 75. - С. 90-98.

5. Салов, A.C. Оценка влияния повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали в изгибаемых элементах / A.C. Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев // Материалы XII Международной научно-технической конференции при XII специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство-2008». - Уфа: УГНТУ, 2008. - Т.1. - С. 26-28.

6. Салов A.C. Эффективность применения бетонов повышенной прочности на основе СП по критерию снижения расхода арматурной стали / A.C. Салов, В.В. Бабков, В.В.Кабанец // Материалы научно-практического семинара «Опыт применения пластифицирующих и противоморозных добавок в сборном и монолитном строительстве на объектах Республики Башкортостан». - Уфа, 2008. - С. 61-67.

7. Салов, A.C. Взаимосвязь класса прочности бетона на сжатие и расхода арматурной стали в изгибаемых железобетонных элементах / A.C. Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев // 59-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Секция строительства и архитектуры: сб. тез. докл. - Уфа: УГНТУ, 2008. - С. 130-131.

8. Салов, A.C. Эффективность применения высокопрочных бетонов в изгибаемых железобетонных элементах по снижению расхода арматурной стали / A.C. Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев // Строительный вестник Российской инженерной академии. - М: РИА, 2008. -Вып. 9.-С. 125-127.

9. Салов, A.C. Теория и практика эффективного применения высокопрочных бетонов в железобетонных конструкциях по критерию снижения расхода арматурной стали / A.C. Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, P.P. Сахибгареев II Строительный вестник Российской инженерной академии. - М: РИА, 2009. - Вып. 10, - С. 175-179.

10. Салов, A.C. Вопросы эффективности применения высокопрочных бетонов в железобетонных конструкциях / A.C. Салов, В.В. Бабков, Г.С. Колесник и др. // Жилищное строительство. - М: Строительные материалы, 2009. - №10. - С. 43-47.

11. Салов, A.C. Технико-экономическое обоснование применения высокопрочных бетонов в изгибаемых и внецентренно сжатых элементах / A.C. Салов // 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Секция строительства и архитектуры: сб. тез. докл. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 105-110.

12. Салов, A.C. Решение задач по оценке эффективности применения бетонов и арматурных сталей в изгибаемых элементах / A.C. Салов // Материалы XIV Международной научно-технической конференции при XIV специализированной выставке «Архитектура. Строительство. Коммунальное хозяйство-2010». - Уфа: УГНТУ, 2010. - Т. 1. - С. 109-111.

13. Салов, A.C. Вопросы оптимального использования высокопрочных бетонов и эффективных классов арматуры в изгибаемых элементах / A.C. Салов // Материалы XV Академических чтений РААСН, Казан, гос. арх.-строит. ун-т. - Казань, 2010. - Т.2. - С.58-61.

14. Салов, A.C. Программная интерпретация определения эффективного расхода арматурной стали при выборе оптимального варианта сечения изгибаемого железобетонного элемента / A.C. Салов, P.P. Сахибгареев, В.В. Бабков // Материалы XIV Международной научно-технической конференции при XIV специализированной выставке «Архитектура. Строительство. Коммунальное хозяйство-2010». - Уфа: УГНТУ, 2010. - Т.1. - С. 108-109.

15. Салов, A.C. Программирование оптимального варианта сечения изгибаемого железобетонного элемента по критерию эффективного расхода арматурной стали / A.C. Салов // 61-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Секция строительства и архитектуры: сб. тез. докл. Кн.2. - Уфа: УГНТУ, 2010. - С. 136-137.

16. Салов, A.C. Расчет оптимального вариантного сечения и вариантного армирования изгибаемого железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610325 / А.С.Салов, В.В. Бабков, Р.Р. Сахибгареев и др.; правообладатель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 17.11.2009; зарег. 11.01.2010.

17. Сахибгареев, P.P. Пат. 2303022. Способ изготовления бетонных композиций / Р.Р.Сахибгареев, В.В.Бабков, А.С.Салов; - № 2005134298; заявл. 07.11.2005; опубл. 20.06.2007, Бюл. №20. - 9 с.

18. Салов, A.C. Расчет эффективного расхода арматурной стали по критерию снижения стоимости для вариантного сечения изгибаемого элемента: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613497 / А.С.Салов, В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев и др.; правообладатель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 21.03.2011; зарег. 05.05.2011.

19. Салов, A.C. Расчет оптимального вариантного сечения и вариантного армирования изгибаемого железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613598 / А.С.Салов; правообладатель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 21.03.2011; зарег. 05.05.2011

Научное издание

Салов Александр Сергеевич

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ БЕЗРИГЕЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТОНОВ И АРМАТУРЫ ПОВЫШЕННЫХ КЛАССОВ ПРОЧНОСТИ

Автореферат

Подписано в печать 27.05.2011. Бумага офсетная. Печать оперативная. Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,2. Заказ № 123.

Уфимский государственный нефтяной технический университет. 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1.

Введение.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ БЕЗРИГЕЛЬНОГО МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА И ВЫЯВЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, СНИЖАЮЩИХ ЕГО МАТЕРИАЛОЕМКОСТЬ.

1.1 Эффективность каркасно-монолитного строительства.

1.2 Отечественный и зарубежный опыт использования системы безригельного каркаса, проблемы и перспективы. И

1.3 Возможности применения бетонов и арматуры повышенных классов прочности в монолитном строительстве.

1.4 Нормативно-техническая база для проектирования зданий в монолитном безригельном каркасе.

1 А. 1 Международная нормативная база.

1.4.2 Нормативная база РФ.

1.5 Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ БЕЗРИГЕЛЬНОГО МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРА ИХ НАГРУЖЕНИЯ.

2.1 Центрально сжатые элементы.

2.2 Внецентренно сжатые элементы.

2.3 Изгибаемые элементы.

2.3.1 Эффективность повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали при неизменном расходе бетона.

2.3.2 Теоретическое обоснование решения по оптимизации расхода бетона и арматуры в плитных элементах.

2.4 Выводы по главе.

ГЛАВА 3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАРИАНТНОГО СЕЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ЭЛЕМЕНТА ПО КРИТЕРИЮ СНИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ И РАЦИОНАЛЬНОГО СОЧЕТАНИЯ КЛАССОВ БЕТОНА И АРМАТУРЫ.

3.1 Цели и задачи моделирования.

3.2 Методика проведения расчетов.

3.3 Результаты компьютерного моделирования для определения оптимальных параметров вариантного сечения железобетонного элемента и их анализ.

3.4 Численные исследования по выбору рациональных конструктивных решений безригельного монолитного железобетонного каркаса в зависимости от пролета, толщины плиты и применяемых классов бетона и арматуры.

3.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1 Методы исследований.

4.2 Материалы, изделия и конструкции, применяемые в экспериментах.

4.3 Оценка эффективности применения добавок в лабораторных и заводских условиях для получения монолитных конструкций из бетона и арматуры повышенных классов прочности.

4.4 Натурные испытания монолитных железобетонных конструкций безригельного каркаса.

4.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 5 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПРИ РЕАЛЬНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ И

СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ В МОНОЛИТНОМ БЕЗРИГЕЛЬНОМ КАРКАСЕ С РАЦИОНАЛЬНЫМ ПРИМЕНЕНИЕМ БЕТОНОВ И АРМАТУРЫ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ.

5.1 Технико-экономическое обоснование применения бетонов и арматуры повышенной прочности при проектировании и строительстве каркасно-монолитных зданий.

5.2 Экономико-математический метод выбора оптимального сечения железобетонного элемента по критерию снижения его стоимости с применением компьютерного моделирования.

5.3 Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок при реальном проектировании и строительстве зданий в монолитном безригельном каркасе с применением бетонов и арматуры повышенной прочности.

5.4 Выводы по главе.

Проблемы и перспективы применения бетонов повышенной и высокой прочности при проектировании и строительстве каркасно-монолитных зданий и сооружений можно сформулировать следующим образом: применение в практике проектирования: и строительства в Российской: Федерации в массовом порядке бетонов классов прочности В20-В25 не соответствует существующим техническим возможностям предприятий стройиндустрии и приводит к завышению материалоемкости, трудозатрат и стоимости, объектов, возводимых в монолитном железобетоне; предприятия стройиндустрии в последние 5-6 лет освоили и способны сегодня, на основе выпускаемых серийно современных химических добавок (суперплатификаторы, модификаторы серии МБ, комплексные добавки с противоморозным эффектом до -25 °С) производить и поставлять для монолитного, строительства пластичные бетонные смеси групп подвижности ПЗ-П5, обеспечивающие технологичность укладки смесей и получение бетонов классов прочности на сжатие ВЗО-ВбО при существенном расширении возможностей монолитного строительства в зимних условиях.

Применяемые до настоящего времени в практике строительства конструктивные решения монолитного каркаса, ставшего одним из главных конструктивных решений в жилищно-гражданском строительстве, остаются громоздкими и нетехнологичными, что не позволяет перейти на более легкие и экономичные большепролетные здания и сооружения повышенной этажности.

Существующие подходы к определению эффективности повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали для сжатых и изгибаемых железобетонных элементов представлены лишь в дискретной форме (В.Браун, И.Н.Тихонов) суммой примеров и не позволяют получить обобщающие представления о связи прочности бетона и расхода арматуры.

В связи с указанными недостатками актуальной является проблема, связанная с разработкой и внедрением в производство новых более эффективных конструктивных решений монолитного железобетонного каркаса пониженной материалоемкости, основанных прежде всего на применении бетонов и арматуры более высоких классов по прочности и I методики расчета несущей способности изгибаемых элементов, позволяющей в обобщенной аналитической форме оценивать несущую способность с учетом большого числа факторов, связывающих параметры сечений с прочностными и упруго-деформативными характеристиками бетона и арматуры.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Аналитические зависимости и алгоритмы расчета, связывающие несущую способность, деформативность и трещиностойкость монолитной железобетонной плиты с параметрами нагружения, прочностными и деформативными характеристиками бетона и арматуры, размерами пролетов и геометрии сечений, отражающие конструктивные особенности безригельного железобетонного каркаса.

2. Результаты многофакторных численных и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния сжатых и изгибаемых элементов монолитного безригельного железобетонного каркаса. г »

3. Критерии оценки возможностей проектирования и реализации конструктивных решений безригельного каркаса в монолитном железобетоне при замене традиционной рабочей арматуры А400 на А500С и повышении класса прочности бетона с В20 до В40 и выше в части снижения его материалоемкости.

4. Автоматизированные программные комплексы, позволяющие оптимизировать расчет и конструирование плитных элементов монолитного безригельного каркаса по критериям снижения материалоемкости и рационального сочетания прочностных показателей используемого бетона и арматуры (свидетельства Роспатента РФ о госрегистрации за № 2010610325, № 2011613497 и № 2011613598).

5. Рекомендации по применению арматуры А500С и повышенных классов бетона по прочности на сжатие при строительстве каркасно-монолитных зданий, подготовленные для включения- в региональные нормы проектирования.

6. Результаты производственной апробации предлагаемых технических решений при строительстве монолитно-каркасных зданий жилищно-гражданского назначения повышенной этажности (до 26 этажей) в Уфе.

Практическая значимость. Получены результаты по оценке использования бетонов и арматуры повышенной прочности для внецентренно сжатых и изгибаемых элементов каркаса в зависимости от геометрических параметров сечения, прочностных характеристик бетона и арматуры. Разработаны практические Рекомендации по применению бетонов классов В40 и выше и арматуры А500С в монолитных каркасных зданиях, которые апробированы при проектировании и строительстве многоэтажных зданий в Уфе.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены при проектировании монолитных зданий жилищно-гражданского назначения в Уфе: жилые дома «Каскад» и «Седьмое небо» в Октябрьском районе, жилые дома № 9, 10 в микрорайоне «Бакалинский», спортивный комплекс «Уфа-Арена». Общая экономия арматурной стали и бетона названных объектов при использовании арматуры класса А500С и бетона класса В40 составила до 25-30 %.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на 59-61-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Секция строительства и архитектуры), УП-ХШ научно-технических конференциях при международной специализированной выставке «Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство» (Уфа, 2004-2010), Всероссийской конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития» (Челябинск, 2010), XV Академических чтениях РААСН - Международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (Казань, 2010), V Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов» (Пенза, 2010).

Методы исследования. В основу исследования положено математическое и физическое моделирование напряженно-деформированного состояния безригельного железобетонного каркаса при статическом нагружении. Математическое моделирование выполнено с использованием численных методов, ЭВМ и расчетных программ, основанных на методе конечных элементов. Физическое моделирование реализовано с применением механических испытаний и современной измерительной техники.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается применением сертифицированных расчетных программ и надежным метрологическим обеспечением экспериментов при достаточной сходимости результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Выводы и рекомендации

1. Существующие нормы проектирования железобетонных конструкций, в частности монолитных конструкций зданий, не учитывают совокупность всех факторов, влияющих на несущую способность, жесткость и трещиностойкость конструкций, что зачастую приводит к неоправданному завышению размеров сечений и значительному (на 20-35 %) перерасходу бетона и арматуры. При этом отсутствуют практические методики расчета, связывающие несущую способность и деформативность сжатых и изгибаемых элементов каркаса здания с изменением прочностных показателей используемого бетона и арматуры. В связи с этим актуальна необходимость разработки расчетных методов и программных комплексов, позволяющих осуществить выбор оптимальных решений основных конструктивных элементов безригельного каркаса по критериям снижения материалоемкости и рационального сочетания прочностных характеристик применяемого бетона и арматуры.

2. Выявлены пути и сформулированы задачи по эффективному снижению материалоемкости элементов железобетонного монолитного каркаса на основе применения бетонов и арматуры повышенных классов прочности. Предложена уточненная методика расчета несущей способности и деформативности внецентренно сжатых и изгибаемых элементов железобетонного монолитного каркаса, отражающая фактическое изменение его напряженно-деформированного состояния, свойств и стадий деформирования бетона и арматуры в составе конструкции каркаса в процессе их нагружения. Применение данной методики позволяет в обобщенной аналитической форме оценить несущую способность, ширину раскрытия трещин и прогибы плит при нагружении в их взаимосвязи с учетом основных факторов, связанных с параметрами сечений, прочностными и упруго-деформативными характеристиками бетона и арматуры.

3. Решена задача об оптимальной толщине плиты перекрытия в составе каркаса по критерию снижения материалоемкости и стоимости.

4. Проведены многофакторные численные исследования и разработаны расчетные модели напряженно-деформированного состояния монолитных железобетонных плит перекрытия в составе конструкции каркаса здания с варьированием пролетов, толщин, нагрузок, классов бетона и арматуры, что позволило существенно уточнить расчетные параметры, определяющие их несущую способность.

5. Установлены рациональные области и выявлены критерии оценки возможностей для оптимального проектирования и реализации конструктивных решений безригельного каркаса в монолитном железобетоне в части снижения его материалоемкости при замене традиционной рабочей арматуры А400 на А500С и повышении класса прочности бетона с В20 до В50 и выше.

6. Разработан аналитический аппарат для оценки и определения рациональных областей применения бетонов повышенной прочности в сжатых и плитных железобетонных элементах. Установлено, что оптимальным в изгибаемых элементах с целью снижения расхода арматуры при пролетах до 6 м является применение бетонов классов по прочности на сжатие - до В40, а при пролетах свыше 6 м - до В50.

7. Выполнены экспериментальные исследования несущей способности, трещиностойкости и деформативности фрагментов монолитных железобетонных плит безригельного каркаса с целью проверки и обоснования рабочих гипотез, положенных в основу расчетных моделей, а также для проверки точности и надежности предложенных методов расчета. Результаты экспериментов, проведенные при различных классах прочности бетона и арматуры, а также значений прикладываемых нагрузок подтвердили достоверность положенных в основу расчета теоретических положений автора.

8. На основе проведенных исследований с использованием экономико-математических методов разработаны и зарегистрированы в Роспатенте РФ (свидетельства о государственной регистрации № 2010610325, № 2011613497 и № 2011613598) автоматизированные программные комплексы, позволяющие оперативно решать задачи оптимизации расчета и конструирования монолитного железобетонного каркаса.

9. Разработаны и подготовлены для включения в региональные нормы проектирования практические рекомендации по применению арматуры А500С и повышенных классов бетона по прочности на сжатие (до В50 и выше) при строительстве каркасно-монолитных зданий.

10. Результаты исследований внедрены при проектировании и строительстве ряда каркасно-монолитных зданий повышенной этажности, в частности жилых домов: «Каскад» и «Седьмое небо» в Октябрьском районе Уфы, 25-этажных жилых домов № 9,10 в микрорайоне «Бакалинский» Уфы, что обеспечило фактическое снижение материалоемкости и стоимости до 20-30 %.

1. Ампилов, С.М. Опыт n перспективы развития монолитного домостроения / С.М. Ампилов // Технологии, материалы, конструкции в строительстве. 2000. №6. — С. 77-78.

2. Ананенко, A.A. Получение высокопрочных бетонов на шлакощелочных вяжущих / A.A. Ананенко, A.B. Банул // Известия вузов. Строительство. 2007. №10. - С. 17-19.

3. Аронов, И.А. Испытание сооружений / И.А. Аронов // Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1974. - 187 с.

4. Афанасьев, A.A. Интенсификация работ по возведению зданий и сооружений из монолитного железобетона / A.A. Афанасьев // — М.: Стройиздат, 1990. 384 с.

5. Ахвердов, И.Н. Высокопрочный бетон / И.Н. Ахвердов. — М.: Стройиздат, 1961. 162 с.

6. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона / И.Н. Ахвердов. — М.: Стройиздат, 1981. -464 с.

7. Бабаев, Ш.Т. Эффективность вяжущих низкой водопотребности и бетонов на их основе / Ш.Т. Бабаев, Н.Ф. Башлыков, Б.Э. Юдович // Бетон и железобетон. 1995. № 4. — С. 3-6.

8. Бабков, В.В. Сталефибробетон в производстве и применении конструкций засыпных арочных мостов и водопропускных труб на автодорогах / В.В. Бабков, Ш.Х. Аминов, И.Б. Струговец, П.Г. Комохов и др. // Строительные материалы, 2008. №6. - С. 2-5.

9. Бабков, В.В. Рациональные области применения модифицированных бетонов в современном строительстве / В.В. Бабков, P.P. Сахибгареев, А.С.Салов и др. // Строительные материалы. М, 2006. - №10. - С. 2- 4.

10. Баженов, Ю.М. Получение бетона заданных свойств / Ю.М.Баженов, Г.И. Горчаков, JI.A. Алимов, В.В. Воронин. -М.: Стройиздат, 1978. 53 с.

11. Баженов, Ю.М. Высокопрочный бетон на основе суперпластификаторов / Ю.М.Баженов, Ш.Т.Бабаев, А.И.Груз и др. // Строительные материалы. 1978. №9. - С. 18-19.

12. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник / Ю.М. Баженов. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. 528 с.

13. Байков, В.Н. Железобетонные конструкции: общий курс / В.Н.Байков, Э.Е. Сигалов. М.: Стройиздат, 1985. - 728 с

14. Батраков, В.Г. Применение суперпластификаторов в бетоне: обзор сер. / В.Г. Батраков, Ф.М. Иванов, Е.С. Силина, В.Р.' Фаликман // Строительные материалы и изделия ВНИИСТ. М, 1982. - 59 с.

15. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд., перераб. и доп. / В.Г. Батраков. - М, 1998. - 768 с.

16. Батраков, В.Г. Модификаторы бетона: новые возможности и перспективы / В.Г.Батраков // Строительные материалы. М, 2006. — №10. -С. 4-7.

17. Батудаева, A.B. Высокопрочные модифицированные бетоны из самовыравнивающихся смесей / A.B. Батудаева, Г.С. Кардумян, С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. 2005. №4. - С. 14-18.

18. Башлыков, Н.Ф. Комплексные пластифицирующе-ускоряющие добавки на основе суперпластификатора С-3 и промышленных смесей тиосульфата и роданида натрия / Н.Ф.Башлыков, А.Я.Вайнер, Р.Л.Серых, В.Р.Фаликман // Бетон и железобетон. 2004. №6. - С. 13-17.

19. Берг, О.Я. Физические основы прочности бетона и железобетона / О.Я. Баженов. М.: Госстройиздат, - 1962. - 96 с.

20. Берг, О.Я. Высокопрочный бетон / О.Я. Берг, Ю.Н. Щербаков, Г.Н. Писанко. -М.: Стройиздат, 1971.-208 с.

21. Берг, О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона / О.Я. Берг // учебник. М. 1974.

22. Березовский, Б.И. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений / Б.И. Березовский, Н.И. Евдокимов, Б.В. Ждановский и др. // -М.: Стройиздат, 1981.-335с.

23. Браун, В. Расходы арматуры в железобетонных элементах перев. с нем. В.Ф.Гончара. -М.: Стройиздат, 1993. 144 с.

24. Варламов, A.A. Способ оценки напряженно-деформированного состояния бетона эксплуатируемых железобетонных конструкций / A.A. Варламов, Ю.М. Круциляк // Бетон и железобетон. 2005. №6. - С. 18-20.

25. Вербецкий, Г.П. Прочность и долговечность бетона в водной среде / Г.П.Вербецкий. -М.: Стройиздат, 1976. 128 с.

26. Вовк, А.И. Суперпластификаторы в бетоне: анализ химии процессов /

27. A.И.Вовк // Технологии бетонов. 2007. №2. - С. 8-9.

28. Волков, Ю.С. Новый евростандарт на бетон / Ю.С. Волков // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. №4. - С. 16.

29. Вознесенский, В.А. Компьютерное материаловедение и технология бетона / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко // Будівельні конструкції. К.:НДБіК, 2002. -вип. 56. С. 217-226.

30. Воробьев, В.А. Применение физико-математических методов в исследовании свойств бетона / В.А.Воробьев, В.К.Кивран, В.П.Корякин. -М.: Высшая школа, 1977. С. 25-28.

31. Воробьев, В.А. Прочность бетона и теория просачивания /

32. B.А.Воробьев, А.В.Илюхин // Изв. вузов. Строительство, 1995. №7. -С. 60-63.

33. Гаркави, М.С. Технологические и эксплуатационные свойства бетона на основе шлакопортландцемента с модифицированнымилигносульфонатами / М.С. Гаркави, Е.А. Трошкина // Строительные материалы, 2008. -№ 12. С. 34-35.

34. Гвоздев, A.A. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия / A.A. Гвоздев // М, 1949. — С. 26-29.

35. Глуховский, А. Д. Железобетонные безбалочные бескапительные перекрытия для многоэтажных зданий / А.Д. Глуховский // — М.: Госстройиздат, 1956.

36. Гордон, С.С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях / С.С. Гордон. М.: Стройиздат, 1969. — 151 с.

37. ГОСТ 24211-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия. М.: Стройиздат, 2008. - 11 с.

38. ГОСТ 30459-2003. Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности. -М.: Стройиздат, 2003. 26 с.

39. ГОСТ 7473-85. Смеси бетонные. Технические условия. — М.: Стройиздат, 1985.-24 с.

40. ГОСТ Р 53231-2008. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. — М.: Стройиздат, 2009. 15 с.

41. Грушко, И.М. Повышение прочности и выносливости бетона / Э.Д. Чихладзе, А.Г. Ильин, И.М. Грушко. Харьков: Вища шк., Изд-во при Харьк. ун-те, 1986. - 152 с.

42. Дворкин, Л.И. Основы бетоноведения / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин //- Спб.: Стройбетон, 2006. С. 25-27.

43. Десов, А.Е. Некоторые вопросы структуры, прочности и деформации бетонов / А.Е. Десов// Структура, прочность и деформации бетонов. М.: Стройиздат, 1966. - 158 с.

44. Добролюбов, Г. Прогнозирование долговечности бетона с добавками / Г. Добролюбов, Т.И. Розенберг, В.Б. Ратинов. М.: Стройиздат, 1983.- 213 с.

45. Дыховичный, Ю.А. Монолитный железобетон в Московском строительстве / Ю.А. Дыховичный // Монолитный железобетон в Московском строительстве: Материалы семинара. — М.: ЦРДЗ, 1991. -С. 4-18.

46. Евдокимов, Н.И. Технология монолитного бетона и железобетона / Н.И.Евдокимов, А.Ф.Мацкевич, B.C. Сытник // Учеб. пособие для строительных вузов. — М.: Высшая школа, 1980. 335с.

47. Зайцев, Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения / Ю.В. Зайцев. — М.: Стройиздат, 1982.- 196 с.

48. Залесов, A.C. Расчет прочности железобетонных конструкций при различных силовых воздействиях по новым нормативным документам // Бетон ижелезобетон. А.С.Залесов, Т.А.Мухамедиев, Е.А.Чистяков. М, 2002. -№№3,4.

49. Иванов, А.И. Особенности применения высокопрочного бетона в колоннах зданий / А.И.Иванов // Строительные материалы. 2004. №6.- С. 7-8.

50. Калашников, В.И. Перспективы использования реакционно-порошковых сухих бетонных смесей в строительстве / В.И. Калашников // Строительные материалы. М, 2009. - № 7. - С.59-60.

51. Калашников, В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов / В.И. Калашников // Строительные материалы. М, 2008. - № 10. - С.4-6.

52. Каприелов, С.С. Влияние структуры цементного камня с добавками микрокремнезема и суперпластификатора на свойства бетона / С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, Ю.Р.Кривобородов // Бетон и железобетон. 1992. №7. - С. 4-7.

53. Каприелов, С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов / С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. 1995. № 4. - С. 16-20.

54. Каприелов, С.С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива / С.С.Каприелов, В.Г.Батраков, А.В.Шейнфельд // Бетон и железобетон. 1999. №6. - С.6-10.

55. Каприелов, С.С. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона / С.С. Каприелов, Н.И.Карпенко, А.В.Шейнфельд, Е.Н.Кузнецов // Бетон и железобетон. 2003. №3. - С. 2-7.

56. Каприелов, С.С. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити» / С.С. Каприелов, В.И. Травуш, Н.И. Карпенко, и др. // Строительные материалы. М, 2006. - №10. - С. 13-17.

57. Каприелов, С.С. Модифицированные высокопрочные бетоны классов В80 и В90 в монолитных конструкциях. Часть II / С.С. Каприелов, В.И. Травуш, Н.И. Карпенко и др. // Строительные материалы. М, 2008. - №3. -С. 9-13.

58. Кардумян, Г.С. Новый органоминеральный модификатор серии МБ-Эмбэлит для производства высококачественных бетонов / Г.С.Кардумян, С.С.Каприелов // Строительные материалы. 2005. №8. - С. 12-15.

59. Карпенко, Н.И. Общие модели механики железобетона / Н.И. Карпенко. -М.: Стройиздат, 1996.-416 с.

60. Карчевски, Б. Astra filR система микроармирования бетонов и растворов / Б. Карчевски // Химические и минеральные добавки в бетон. -Харьков: Колорит, 2005. - С. 140-146.

61. Кирнев, А.Д. Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона, инженерного назначения и в особых условиях строительства / А.Д. Кирнев и др. // Ростов н / Д: Феникс, 2008. - 516 с.

62. Красный, Ю.М. Монолитное домостроение / Ю.М.Красный, Д.Ю.Красный // АСВ-УГТУ. Москва-Екатеринбург, 2000. - 106 с.

63. Ковлер, К. Как сделать хороший бетон еще лучше? Новые и традиционные технологии ухода за бетоном / К.Ковлер, Оле М. Йенсен, В.Фаликман // Технологии бетонов. 2005. №1. - С.52-55.

64. Комохов, П.Г. Энергетические и кинетические аспекты механики разрушения бетона / П.Г.Комохов, В.П.Попов. Самара, 1999. - 111 с.

65. Комохов, П.Г. Модифицированный цементный бетон, его структура и свойства / П.Г.Комохов, Н.Н.Шангина // Цемент и его применение. 2002. -№1. -С.43-46.

66. Комохов, П.Г. Трещиностойкость в аспекте структурной механики бетона / П.Г. Комохов // Тезисы докл. IV междунар. конфер. «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте». С.Петербург. СПГУПС, 1999.

67. Косухин, М.М. Теоретические аспекты механизма действия суперпластификаторов / М.М.Косухин, Н.А.Шаповалов // Бетон и железобетон. 2006. №3. - С. 25-27.

68. Кунцевич, О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат: Ленингр.отд-ние. 1983. - 132 с. -Библиогр.: с. 126-130.

69. Курочка, П.Н. Прочность бетона на мелких песках с тонкодисперсными добавками / П.Н. Курочка, A.B. Гаврилов / XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010. - Т.1. - С. 243-246.

70. Ларионова, З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона / З.М. Ларионова. -М.: Стройиздат, 1971. 161 с.

71. Лермит, Р. Проблемы технологии бетона / Р. Лермит. М.: Госстройиздат, 1959.- 126 с.

72. Малинина, JT.A. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона / Л.А. Малинина. М, 1977 - С. 65-68.

73. Мандриков, А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. Учеб. пособие для техникумов. 2-е изд. / А.П. Мандриков // - М.: Стройиздат, 1989. - 506 с.

74. Матвеева, О.И. Бетоны с модификатором ПФМ-НЛК для железобетонных конструкций, работающих в суровых условиях / О.И. Матвеева, Г.Д. Федорова, Н.К. Розенталь // Строительные материалы. 2002.-№10.-С. 10-11.

75. Михайлов, К.В. Бетон и железобетон в строительстве / К.В. Михайлов, Ю.С. Волков. -М.: Стройиздат, 1987. — 103 с.

76. Москвин, В.М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В.М. Москвин, Ф.М. Иванов, С.Н. Алексеев, Е.А. Гузеев; под общ; Ред. В.М. Москвина. -М.: Стройиздат, 1980. 536 с.

77. Мощанский, H.A. Плотность и стойкость бетонов / H.A. Мощанский, A.B. Коноров// -М, 1951.-С. 175.

78. Мурашкин, В.Г. Влияние усадочных деформаций на работу безригельного монолитного перекрытия / Г.В. Мурашкин // Актуальные проблемы современного строительства: материалы Всероссийской XXXI научно-технической конференции. — Пенза, 2001.

79. Невилль, A.M. Свойства бетона: пер. с англ. М.: Изд-во лит-ры по стр-ву, 1972.-344 с.

80. Несветаев, Г.В. Эффективность применения суперпластификаторов в бетонах / Г.В. Несветаев // Строительные материалы. 2006. №10. -С. 23-25.

81. Нилендер, Ю.А. Поверхностная прочность бетона и связь ее с появлением трещин / Ю.А. Нилендер // Труды конференции по коррозии бетона / АН СССР, 1937.-284 с.

82. Олюнин, П.С. Дисперсное армирование цементных композитов полимерными волокнами / П.С.Олюнин // Бетон и железобетон, 2009. №1.- С. 21-24.

83. Петрова, Т.М. Современные модифицирующие добавки в бетоны / Т.М. Петрова, О.М. Смирнова // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010. - Т. 1. - С. 247-252.

84. Подвальный, A.M. О собственных напряжениях, возникающих в замораживаемом бетоне / A.M. Подвальный // Инженерно-физический журнал. 1973. Т. XXV. - №2. - С. 16-19.

85. Пономарев, A.A. Нанобетон: концепция и проблемы / А.А.Пономарев // Строительные материалы. 2007. №6. - С. 69-71.

86. Попов, В.П. Анализ действия «эффекта Ребиндера» при разрушении бетона и оценке эффективности применения химических добавок / В.П. Попов, А.Ю. Давиденко // Известия ВУЗов. Строительство, 2006. № 1112. - С. 11-15.

87. Попов, В.П. О влиянии пористости бетона на критические напряжения, возникающие в устьях трещин / В.П. Попов, А.Ю. Давиденко // Строительный вестник Российской инженерной академии. 2007. -№ 8. С. 19.

88. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003) / ЦНИИПромзданий, НИИЖБ -М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005. 214 с.

89. Пухаренко, Ю.В. Наноструктирование воды затворения как способ повышения эффективности пластификаторов бетонных смесей / Ю.В. Пухаренко, В.А. Никитин, Д.Г. Летенко // Строительные материалы, 2006.- №8. — С. 11-13.

90. Пухаренко, Ю.В. Высокопрочный сталефибробетон / Ю.В. Пухаренко, В.Ю. Голубев // Промышленное и гражданское строительство. 2007. №9. -С. 40-41.

91. Пухаренко, Ю.В. Расчет изгибаемых элементов с высокопрочной арматурой с фибровым армированием растянутых зон / Ю.В. Пухаренко, В.И. Морозов, Э.К. Опбул // Промышленное и гражданское строительство. 2007.-№2.-С. 36-39.

92. Пшеничный, Г.Н. Проблемы бетоноведения и технологии бетона / Г.Н. Пшеничный, B.C. Лесовик // Изв. вузов. Строительство, 2007. №1.- С. 49-54.

93. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции / Ф.Н. Рабинович. М.: Издательство АСВ, 2004. - 560 с.

94. Рамачандран, В. Наука о бетоне: Физико-химическое бетоноведение / В. Рамачандран, Р. Фельдман, Дж. Бодуэн: пер. с англ. Т.И. Розенберг, Ю.Б. Ратиновой, под ред. В.Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1986. - 278 с.

95. Рамачандран, В. Добавки в бетон: справочное пособие / B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др.; под ред. B.C. Рамачандрана //- М.: Стройиздат, 1988. 575 с.

96. Ратинов, В.Б. Добавки в бетон / В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. М.: Стройиздат, 1989. - 188 с. -Библиогр.: с. 177-186.

97. Рекомендации по рациональному применению конструкций из монолитного бетона для жилых и общественных зданий / -ЦНИИЭПжилища. М.: Стройиздат, 1993. - 58с.

98. Руденко, И.Ф. Эффективность использования цементов в бетонах с учетом их потребительских свойств / И.Ф. Руденко // Бетон и железобетон. 2005.-№4.-С. 29-31.

99. Салов, A.C. Вопросы эффективности применения высокопрочных бетонов в железобетонных конструкциях / A.C. Салов, В.В. Бабков, Г.С. Колесник и др. // Жилищное строительство №11 Изд-во «Строительные материалы» М, 2009. - С. 43-47.

100. Санников, И.В. Монолитные перекрытия зданий и сооружений / И.В.Санников, В.А. Величко. Киев: Буддвельник, 1991. - 152с.

101. Сахибгареев, P.P. Структура и свойства бетона с добавками анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ: автореф. дис. канд. техн. наук / ЛИИЖТ. Ленинград, 1989. - С. 24.

102. Сахибгареев, P.P. Управление структурой и применением модифицированных цементных бетонов: научное издание / Р.Р.Сахибгареев / УГНТУ. - Уфа, 2010. - 130 с.

103. СНИП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции Госстрой РФ. М.: ГУЛ НИИЖБ, 2004. - 24 с.

104. Семченков, A.C. Наукоемкие конструктивные решения многоэтажных зданий. Часть 1 / A.C.Семченков // Технологии бетонов. 2007. — №3. -С. 40-43.

105. Сизов, В.П. Проектирование составов тяжелого бетона / В.П. Сизов // -М.: Стройиздат, 1980. С. 46-49.

106. Силаенков, Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов / Е.С. Силаенков //-М.: Стройиздат, 1986. С. 85-89.

107. Скрамтаев, Б.Г. Способы определения состава бетона различных видов / Б.Г. Скрамтаев, П.Ф. Шубенкин, Ю.М. Баженов // М.: Стройиздат, 1966. - С. 72-76.

108. Соломатов, В.И. Обоснование зависимости прочности бетона от активности и расхода цемента / В.И. Соломатов, A.C. Арбеньев, В.А. Матвеев, Т.В. Хромова // Бетон и железобетон. 1995. №4. - С. 6-8.

109. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / Госстрой РФ. М.: ГУЛ НИИЖБ, 2005.-54 с.

110. СП 52-103-2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий / Госстрой РФ. М.: ГУП НИИЖБ, 2007. - 18 с.

111. Степанова, В.Ф. Влияние добавок микрокремнезема на коррозионную стойкость арматурной стали в бетоне / В.Ф. Степанова, С.С. Каприелов, A.B. Шейнфельд, П.И. Барыкин // Бетон и железобетон. 1993. № 5. -С. 28-30.

112. Тихонов, И.Н. Эффективная стержневая арматура для железобетонных конструкций / И.Н.Тихонов, В.З.Мешков, Г.Н.Судаков // Бетон и железобетон. 2004. №5. - С. 18-23.

113. Угинчус, Д.А. Бетоны с модифицированной пористостью для водохозяйственных сооружений: автореф. дис. д-ра техн. наук. J1. 1987. -42 с.

114. Ушеров-Маршак, A.B. Химические добавки в бетон / A.B. Ушеров-Маршак // Химические и минеральные добавки в бетон. Харьков: Колорит, 2005. - С. 24-39.

115. Ушеров-Маршак, A.B. Добавки в бетон: прогресс и проблемы // Строительные материалы. 2006. №10. — С. 8-12.

116. Фаликман, В.Р. Строительно-технические свойства особовысокопрочных быстротвердеющих бетонов / В.Р.Фаликман, Ю.В.Сорокин, О.О.Калашников // Бетон и железобетон. 2004. №5. -С. 5-10.

117. Фаликман, В.Р. «Внутренний уход» за особовысокопрочными быстротвердеющими бетонами / В.Р. Фаликман, Ю.В. Сорокин, О.О. Калашников // Технологии бетонов. 2006. № 5 (10). - С. 46-48.

118. Хозин, В.Г. Роль раннего структурообразования в повышении прочности песчаных бетонов / В.Г. Хозин, Н.М. Морозов, Х.Г. Мугинов // XV Академические чтения РААСН / Казан, гос. арх.-строит. ун-т. Казань, 2010. - Т.2. - С. 327-330.

119. Цай, Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х т. Т.2. Железобетонные конструкции: Учебник для техникумов / Т.Н. Цай // — М.: Стройиздат, 1985.-462 с.

120. Шейкин, А.Е. К вопросу прочности, упругости и пластичности бетонов / А.Е. Шейкин // Труды МИИТа, вып. 69. 1946. - С. 48-55.

121. Щербо, Г.М. Развитие жилищного строительства с применением монолитного бетона в нашей стране / Г.М. Щербо // Монолитное домостроение. —М.: ЦНИИЭПжилшца, 1976. С.16-18.

122. Юсупов, Р.К. Физико-химическая теория прочности бетонов / Р.К. Юсупов // Строительные материалы. Оборудование. Технологии XXI века. 2005,- №9.- С. 38-40.

123. Яшвили, А.И. К вопросу о прочности бетона в зависимости от цементно-водного фактора / А.И. Яшвили // Строитель, 1936. № 19. -С. 21-26.

124. Alford, N.M. A Theoretical Argument for the Existence of Hidh Strength Cement Pastes / N.M. Alford // Cem. and Concr. Res. 1981. V. 11. - №4. - P. 605-610.

125. Bromham, S.B. Superplasticizing admixtures in high strength concrete / S.B. Bromham // Symp. Concr. Eng.; Eng. Concr., Brisbane, 1977. Barton. -P. 17-22.

126. Grimm, R. Hochfester Beton Schubtragverhalten von Bauteilenohne und mit Schubbewehrung, Abschlussbericht für den Deutschen Beton Verein / R. Grimm // е. V. und die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), 1994.

127. Hewlett, P. Superplasticized concrete / P. Hewlett, R. Rixom // American Concrete Institute Journal. 1977. Vol. 74. - № 5. - P. 6-11.

128. Horovitw, I. Effect of plasticizing admixtures upon the rheological properties and the hardening of concrete / Horovitw I., Kalmar Z., Tamas F. // Silicat. Ind. 1979.-Vol. 44. -№ 4-5. -P.101-108.

129. Kishitani, K. Ingeneering properties of superplasticized concretes / K. Kishitani, H. Kasami, M. Lizuka, T. Ikeda // Amer. Concr. Inst. 1981. -P. 233-252.

130. Konig, G. Zur Rissbreitenbeschrankung im Stahlbetonbau / G.Konig, E.Fehling // Beton und Stahlbetonbau. 1988. Heft 6. - p. 161-167

131. Malhotra, V.M. Superplasticizers: their effect on- fresh and hardened concrete / V.M. Malhotra // CANMET Rept. Canada. 1979. P. 23.

132. Marzouk, H. Experimental Investigation on the Behavior of High-Strength Concrete Slabs / H. Marzouk //ACI Structural Journal. V. 88. - No. 6 Nov.-Dec. 1991.-p. 701-713.