Проектирование железобетонных конструкций: методы и рекомендации по конструированию

Каждый строительный объект начинается с каркаса, который держит менее прочные наслоения. Современные технологии позволяют создавать разнообразные элементы зданий и построек, используя методы оптимального проектирования железобетонных конструкций. Практически во всех видах строительства используются ЖБК, которые существуют:

обычные;
предварительно-напряженные.

Эта классификация зависит от используемого в работе материала по степени напряжения.

Их выполняют разными по структуре:

Монолитного типа.
Сборного.
Комбинированного.

Первый используется все чаще, потому что в строительную область внедряют инвертные опалубки для скользящих, передвижных и переставных сооружений. Целесообразность применения подобных изделий обусловлена использованием высокотехнологических методов и меньшей степенью затратности по сравнению со сборными на изготовление.

Индустриализация армирования важна для повышения эффективности применения КЖ. Это происходит благодаря рационализации конструирования всех элементов для унификации создания арматур и максимального упрощения процесса.

Основные положения

Вычисления нагрузки и воздействия сооружений проводят методом предельных состояний, который хорошо описан в Руководстве по расчету и конструированию бетонных и железобетонных конструкций с примерами. Согласно этому пособию, звенья обязательно должны быть заранее спланированы с определенной степенью надежности от появления любых видов предельных состояний. Они должны удовлетворять нормативы по:

несущей способности при всех сочетаниях воздействий и нагрузок – I группа потери сопротивляемости внешним воздействиям;
пригодности к эксплуатации в нормальных условиях при основном совмещении – II группа.

Этот метод используют на всех стадиях строительства.

Этапы разработки проекта:

Статистический расчет, включающий конструирование чертежей и макетов, подсчет внешних факторов воздействия и определение внутренних сил, которые влияют на ЖБК.
Вычисление диаметра отдельных изделий и их частей по предельному состоянию. Сюда входят: формирование сводок, границ сечений, указание классификации арматуры, материалов, площади поперечного сечения используемых материалов. Это должно обеспечивать прочность, устойчивость к трещинам, жесткость каждого из проектируемых объектов при минимальных затратах.
Конструирование. Специалисты выбирают рациональные схемы установки в элементе монтируемой и рабочей арматуры. Они разрабатывают его чертежи, а также макеты закладных комплектующих.

С применением эффективных стройматериалов, их экономного расхода, снижения массы деталей и при определении необходимых и логичных решений инженеры достигают нужных технологичных габаритов форм сечения, армирования деталей, исходя из стоимости материалов, энерго- и трудозатрат.

Изделия для бетонных и железобетонных сооружений

Детали из стальной арматуры, например, отдельные стержни и объекты, сетки, стальные опоры пространственного типа.
Закладные.
Устройства, применяемые для фиксации.
Механизмы для строповки систем.

Когда какие-либо характеристики или параметры типовых сооружений не подходят к установленным требованиям, допустимо использование индивидуальных. Они выполняются наиболее унифицированными в размерах, диаметрах поперечной и продольной арматур, шагами.

Кроме этого, компоненты выполняют таким образом, чтобы они:

были транспортабельны;
легко складировались;
укладывались в подходящий шаблон.

В пределах ряда КЖ и составляющих минимизируют численность размерных типов, сводя их к единому стандарту.

При планировке чаще всего используют типовые арматурные детали, которые разработаны соответственно с госстандартами и другими видами нормативной документации, подробно изложенной в Руководстве по проектированию бетонных и железобетонных (ЖБ) конструкций по СНиП.

Разработка отдельных звеньев

Наименьшие сечения частей из разносоставных материалов, которые определяются специалистами, вычисляя воздействие и определенные группы предельных состояний, выполняют по экономическому обоснованию. Анализируют необходимость индивидуализации форм опалубки, армирования и назначают технологическую методологию по разработке и изготовлению отдельных деталей КЖ.

Габариты бетонных и ж/б компонентов сборного типа назначают с учетом грузоподъемных способностей на строительстве и заводе-производителе. При индивидуальном выполнении учитывают условия перевозок.

Пособие по конструированию железобетонных конструкций включает положения, рекомендации, примеры по расчету и конструированию изделий.

Для проекции отдельных элементов используют новейшие разработки в сфере инновационных технологий – это компьютерные программы, приложения, надстройки на базовое ПО.

«Сапфир»

Это система для архитектурной проектировки, образования форм, расчетов, которая помогает строителям:

моделировать большие, малые архитектурные формы жилых и общественных многоэтажек, сооружений разного назначения;
оформлять документы решений по проектам, получая чертежи с учетом СПДС;
проанализировать модель для упрочнения расчетов.

Планирование сложных объектов делают просто и наглядно с помощью графических средств, на базе параметрического трехмерного моделирования, соответствующего нормативной базе.

«Мономах»

Программный комплекс разработан для проектирования зданий, строений с планами произвольной конфигурации, с использованием ж/б деталей. В ней можно формировать рабочие чертежи:

балки;
колонны;
фундаменты;
подпорные стены;
схемы армирования плит, стен.

ПО сертифицировано по стандартам соответствия РФ.

«ЭСПРИ»

Программа является электронным помощником инженера, включая серию информационных и программ для расчета ежедневного применения. Он состоит из нескольких видов приложений, которые дают возможность производить автоматические вычисления многоплановых индивидуальных задач, возникающих во время инженерной, проектной работы, изысканий, не вписывающихся в структуру большинства платформ.

Для 3D моделирования конструкционных моделей используют современные программы:

AutoCAD;
NanoCAD; ;
Blender; .

Они служат дополнительными инструментами для специалистов в области строительства – инженеров, конструкторов, дизайнеров.

Особенности конструирования железобетонных конструкций, подверженных воздействию динамических нагрузок

Создание чертежей таких КЖ, как фундаменты, каркасные основы, балки основано на:

особенностях сооружения;
свойствах материалов;
предполагаемых нагрузках.

Элементы конструкции различают по:

Характеру влияния: 1. периодические – максимальное значение смещения действующей силы до 100 кгс/с; 2. импульсные – функция эквивалентной мгновенной векторной физической величины больше 100 кгс/с. 2.
Повторяемости: 1. с многократными повторами; 2. немногократными.

Рекомендации по проектированию бетонных и железобетонных конструкций:

Посредине осевых стержней в балках и колоннах расстояния в вертикальных системах не могут быть больше 300 мм.
В любом проектируемом объекте несущие части симметрично армируют. При этом каждые 5 стальных опор обхватывают шпильками или хомутами.
Разработка арматуры для изготовления балок и ригелей проводится по типу сцепки рам жесткого типа.
Если в строительстве применяют каркасы, скрепляемые сваркой, тогда стыки продольных и поперечных стержней проверяют на наличие нормированной стойкости.
При усиленных швах специалисты предусматривают дополнительное укрепление связок ж/б рам.

Во время стыковки элементов конструкций через рабочую арматуру, закладные из стали, заполненные бетоном стыки и шпонки передаются усилия от одной части к другой.

Жесткие места совмещений делаются монолитными (замоноличиваются), через заполнение межэлементных швов. При изготовлении деталей плотно подгоняют поверхности одна к другой, где допускается при передаче элементам только сжимающего усилия, методом сухого выполнения.

Стыки компонентов, которые воспринимают усилия растяжения, делают прочнее, сваривая:

выпуски каркаса;
стальные закладные.

Третий способ – пропуск через канал элементов, которые стыкуются стальной арматурой, болтов, канатов. Они после заполняются и затягиваются раствором цемента, бетоном мелкозернистой структуры.

При планировании стыковок частей СК предусматриваются соединения закладных деталей, не допускающих деформирования частей, сколов бетона.

Программы для разработки КЖ, их отдельных элементов и оформления соответствующей документации

Проектирование и расчет железобетонных конструкций проводят с использованием современных технологий, используя специализированные ПО. Для этого разработаны такие программы, как ZWCAD, AutoCAD, СПДС, VetCAD++. ZWCAD 2018 Professional представляет собой менее дорогостоящий аналог продукта от Autodesk.

Компания ZWSOFT представляет программное обеспечение для любых видов конструирования, трехмерного моделирования, расчетов и оформления сопутствующих документов. Конструкторы, дизайнеры, инженеры и профессионалы других сфер найдут оптимальный вариант с набором нужных и полезных инструментов для выполнения сложных и простых задач. Это обуславливается тем, что стандартный набор функций можно дополнить, установив настройку.

СПДС Железобетон – пакет, помогающий автоматизировать оформление 2D-схем с маркировкой КЖИ, КЖ. Он работает вместе с надстройкой СПДС GraphiCS к ACAD/ZWCAD.

В этой программе представлена библиотека из параметрических объектов арматурных изделий и конструкций, благодаря чему пользователь получает динамические таблицы спецификаций элементов и ведомости по расходу стали.

Софт также обладает возможностями:

создания структуры всего проекта в Менеджере с любой степенью сложности;
разработки структуры ж/б изделия;
проектирования сборного каркаса из железобетона и другими.

Для удобства пользователя усовершенствованы инструменты нанесения и редактирования арматуры.

СПДС GraphiCS 10.х с локальной лицензией – это встраиваемое приложение к программе ZWCAD+, аналогичной по функциям AutoCAD от компании Autodesk, и предназначенную для автоматического выполнения документов по проекту с учетом актуальных требований Системы ПДС. Это программное обеспечение включает:

базу архитектурных объектов – окна, стены, лестницы, арки и другие типы проемов, колонны;
полезные утилиты для расширенных возможностей оформления;
обширную палитру инструментов;
большой выбор редакторских инструментов.

Программный пакет можно дополнить специализированными приложениями СПДС.

VetCAD++ для ZWCAD. Этот модуль увеличивает количество базовых опций САПРа и автоматизирует процесс заполнения сопутствующей при строительстве документации. Базу данных элементов можно пополнять вручную или с помощью программы. Она считывает информацию с чертежей, которые находятся в работе. Спецификации пополняются даже составными изделиями КЖ.И – каркасами и складными конструкциями. При повторном использовании этого образца достаточно только ввести новые параметры, чтобы элемент начал соответствовать ситуации моделирования.

Правильно подобранный софт облегчает выполнение задач и дает возможности профессионального роста.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎