Peculiarities of construction and operation of monolithic slabs of frame buildings

A. N. Bambura, A. U. Bolotov, A. A. Karpenko

Abstract



Annotation. In recent years, in the construction of residential and public buildings, the frame system with prefabricatedmonolithic flat disks of floors, formed by hollow-core slabs and hidden girders in the plane of overlap, has increasingly become used. Hollow core prestressed slabs in the overlap are united by monolithic reinforced concrete girders hidden in the plane of overlap and supported on monolithic columns. Joint work of prefabricated reinforced concrete slabs with monolithic girders is ensured by the release of the working reinforcement, concrete keys and monolithic interlacing inserts. The column spacing can be up to 8.4 m both along and across the building, and the column grid can have an irregular structure in design with variable spans in any building column lines. Hollow core floor slabs must have openings on both sides with a depth of 100 ± 10 mm. The purpose of this research is the experimental verification of technical solutions to ensure joint work of prefabricated hollow-core slabs with hidden monolithic girders and verification of calculation model in the environment of the software complex "Lira-CAD" and the introduction of this system on the territory of Ukraine. To achieve the goal, there was made a calculation of a nine-story a cast-in-place and precast frame building of a Housing and office complex in Kyiv with the subsequent experimental justification. Calculation shows that the outlets of the working armature and key ensure the perception of design loads under idealized operating conditions. However, in the real conditions of work there will be bending moments on the supports of the slabs, while the upper zone of plates (joints of plates with beams) doesn’t have the reinforcement to accept them, meaning that, there are prerequisites for breaking the integrity of the section. This is due to the uneven deformations of the foundations. Thus, the presence of projectures from the slabs ensures the safety of the operation of the support units of the slabs of prefabricated-monolithic overlap. In order to confirm the possibility of safe operation of this building and to obtain reliable output for the application of the used structural scheme in the future, a slab fragment in real facility was tested at the maximum realization of the irregular deformation of the foundations of the building (the construction of all elements of the frame, the arrangement of the external wall fence of the internal partitions and floors). A representative section of the floor was selected for the testing according to the size of the project load projected. The obtained data were used for verification of the operational suitability of the floor. Conclusions: Analysis of deflections of a precast-monolithic overlap cell showed that the excess of permissible deflections occurred at a load level of structures 1.2 times higher than the operational load. In calculating the reinforced concrete structures of floor slabs and monolithic beams of the building, it was found that: the designs of floor slabs and monolithic girders are sufficient for the accepting the design loads; concrete keys of joints of slabs and girders are capable of accepting design loads only in the ideal conditions of their work; in real conditions of work during the implementation of estimated slab settlements, the floor slabs will be kept in working position due to projectures of operating reinforcement of slabs in the girders. Units of connection of slabs and girders should be performed only with the use of projectures of operating reinforcement of slabs in a girder.


Keywords


calculation of frame systems; experimental construction; prefabricated monolithic frame; multi-hollow slabs; economic feasibility; construction rates; field tests

References


Golyishev A.B,. Krivosheev P.I, Bambura A.N.. Teoriya zhelezobetona na eksperimentalnoy osnove. Kiev: Gamma-Print. 2009.

Bambura A.M. Metod «tr'okh kryvyzn» dlya rozrakhunku nerozriznykh zalizobetonnykh balok / Bambura A.M., Zhdanov O.S. // Mekhanika i fizyka ruynuvannya budivel'nykh materialiv ta konstruktsiy: zbirnyk naukovykh prats'. - L'viv, 2007. - Vyp. 7.

Pustotni poperedn'o napruzheni plyty dlya zbirno-monolitnoho perekryttya z prykhovanymy ryhelyamy vysotoyu 220 mm, dovzhynoyu 3550 mm, 5650 mm ta 6850 mm, shyrynoyu 1000 mm, 1200 mm ta 1500 mm pid rozrakhunkovi navantazhennya 5.89 kpa (600 k·h/m ), 7.85 kpa (800 k·h/m ) i 9.81 (1000 k·h/m ) - Robochi kreslennya, 4521-p.1, TOV "Yevrokon ukrayina" - Kyiv -2016

Zvit pro naukovo-tekhnichnu robotu «Vykonannya perevirochnykh rozrakhunkiv karkasu, perekryttiv ta fundamentiv budivli sektsiyi #1407 v ramkakh prohramy naukovo-tekhnichnoho suprovodu proektuvannya i budivnytstva budivel' iz vykorystannyam zbirno-monolitnykh karkasiv ta bahatopustotnykh plyt v skladi ob"yektu budivnytstva: «Zhytlovo-ofisnyy torhivel'nyy kompleks z vbudovano-prybudovanymy prymishchennyamy hromads'koho, sotsial'noho ta torhivel'noho pryznachennya, z pidzemnym ta nazemnym parkinhamy na vul. Reheneratorniy, 4 u Dniprovs'komu rayoni m. Kyyeva» - m. Kyyiv -2012, 88 s.

Zvit za rezul'tatamy naturnykh vyprobuvan' dilyanky zbirno-monolitnoho perekryttya zhytlovo-ofisnoho kompleksu z vbudovano-prybudovanymy prymishchennyamy hromads'koho, sotsial'noho ta torhovel'noho pryznachennya, z pizdezmnymy ta nadzemnymy parkinhamy na vul. Reheneratorniy, 4 u Dniprovs'komu rayoni m. Kyyeva. - m. Kyyiv 2013, 13 s

DSTU B V.2.6-156:2010 Betonni ta zalizobetonni konstruktsiyi z vazhkoho betonu / Minrehionbud Ukrayiny. - K.: 2011 – 71 s.

DBN V.1.2.-2:2006 Navantazhennya i vplyvy. Normy proektuvannya. / Minrehionbud Ukrayiny. - K.: 2006 – 78 s.

DBN V.1.2-14-2009 Zahal'ni pryntsypy zabezpechennya nadiynosti ta konstruktyvnoyi bezpeky budivel', sporud, budivel'nykh konstruktsiy i osnov. / Minrehionbud Ukrayiny. - K.: 2008 – 37 s

DSTU B V.1.2-3:2006 Prohyny i peremishchennya. Vymohy proektuvannya. / Minrehionbud Ukrayiny. - K.: 2006 – 14 s.

DSTU B V.2.6-7 Vyroby budivel'ni betonni ta zalizobetonni zbirni. Metody vyprobuvan’ navantazhuvannyam. Pravyla otsinky mitsnosti, zhorstkosti ta trishchynostiykosti.

Komplekt kreslen' 48/09-1407-KZB2. Zhytlovo-ofisnyy kompleks z vbudovano-prybudovanymy prymishchennyamy hromads'koho, sotsial'noho ta torhovel'noho pryznachennya, z pizdezmnymy ta nadzemnymy parkinhamy na vul. Reheneratorniy, 4 u Dniprovs'komu rayoni m. Kyyeva. TOV “ARKhIMATYKA”. – 2011, 2012.12 Konstantin Meskouris «Baudynamik- Modelle, Methoden, Praxisbeispiele». Ernst&Sohn 1999 http://darwin.bth.rwth-aachen.de/

Eurocode 2: Worked examples. European concrete platform Available at http://www.europeanconcrete.eu/

Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1 : General rules and rules for buildings 2004 Available at: https://law.resource.org/


GOST Style Citations


1. Голышев А.Б,. Кривошеев П.И, Бамбура А.Н.. Теория железобетона на экспериментальной основе. Киев: ГаммаПринт. 2009.

2. Бамбура А.М. Метод «трьох кривизн» для розрахунку нерозрізних залізобетонних балок / Бамбура А.М., Жданов О.С. // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій: збірник наукових праць. - Львів, 2007. - Вип. 7.

3. Пустотні попередньо напружені плити для збірно-монолітного перекриття з прихованими ригелями висотою 220 мм, довжиною 3550 мм, 5650 мм та 6850 мм, шириною 1000 мм, 1200 мм та 1500 мм під розрахункові навантаження 5.89 кпа (600 кг/м ), 7.85 кпа (800 кг/м ) і 9.81 (1000 кг/м ) - Робочі креслення, 4521-п.1, ТОВ "Єврокон україна" - Київ -2016

4. Звіт про науково-технічну роботу «Виконання перевірочних розрахунків каркасу, перекриттів та фундаментів будівлі секції №1407 в рамках програми науково-технічного супроводу проектування і будівництва будівель із використанням збірно-монолітних каркасів та багатопустотних плит в складі об’єкту будівництва: «Житловоофісний торгівельний комплекс з вбудовано-прибудованими приміщеннями громадського, соціального та торгівельного призначення, з підземним та наземним паркінгами на вул. Регенераторній, 4 у Дніпровському районі м. Києва» - м. Київ -2012, 88 с.

5. Звіт за результатами натурних випробувань ділянки збірно-монолітного перекриття житлово-офісного комплексу з вбудовано-прибудованими приміщеннями громадського, соціального та торговельного призначення, з підезмними та надземними паркінгами на вул. Регенераторній, 4 у Дніпровському районі м. Києва. - м. Київ -2013, 13 с 

 

6. ДСТУ Б В.2.6-156:2010 Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону / Мінрегіонбуд України. - К.: 2011 – 71 с.

7. ДБН В.1.2.-2:2006 Навантаження і впливи. Норми проектування. / Мінрегіонбуд України. - К.: 2006 – 78 с.

8. ДБН В.1.2-14-2009 Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій і основ. / Мінрегіонбуд України. - К.: 2008 – 37 с

9. ДСТУ Б В.1.2-3:2006 Прогини і переміщення. Вимоги проектування. / Мінрегіонбуд України. - К.: 2006 – 14 с.

10. ДСТУ Б В.2.6-7 Вироби будівельні бетонні та залізобетонні збірні. Методи випробувань навантажуванням. Правила оцінки міцності, жорсткості та тріщиностійкості.

11. Комплект креслень 48/09-1407-КЗБ2. Житлово-офісний комплекс з вбудовано-прибудованими приміщеннями громадського, соціального та торговельного призначення, з підезмними та надземними паркінгами на вул. Регенераторній, 4 у Дніпровському районі м. Києва. ТОВ “АРХІМАТИКА”. – 2011, 2012.

12. Konstantin Meskouris «Baudynamik- Modelle, Methoden, Praxisbeispiele». Ernst&Sohn 1999 http://darwin.bth.rwthaachen.de/

13. Eurocode 2: Worked examples. European concrete platform Available at http://www.europeanconcrete.eu/

14. Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1 : General rules and rules for buildings 2004 Available at: https://law.resource.org/

Стаття поступила до редколегії 21.08.2017 р.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.