ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ ПОЛЕГШЕНОГО ЗБІРНО-МОНОЛІТНОГО ПЕРЕКРИТТЯ З ПОЛІСТИРОЛЬНИМИ ВСТАВКАМИ

Автор(и)

  • Буцька О.Л. ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» Українського державного університету науки і технологій
  • Махінько М.М. ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» Українського державного університету науки і технологій
  • Зезюков Д.М. ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» Українського державного університету науки і технологій

DOI:

https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-12-43-50

Ключові слова:

збірно-монолітне перекриття, полегшене залізобетонне перекриття, полістирольні вставки, оптимізація конструкції перекриття.

Анотація

Стаття присвячена оптимізації параметрів полегшеного збірно-монолітного перекриття з полістирольними вставками, що є одним з перспективних конструктивних рішень у будівництві. Використання полістирольних вставок дозволяє значно зменшити масу конструкції перекриття та знизити витрати на матеріали, що робить таку технологію актуальною в умовах сучасного будівництва. Однак для досягнення оптимальних технічних і економічних показників необхідно правильно вибрати параметри конструкції, зокрема параметри вставок, тип армування та геометричні характеристики перекриття. Метою дослідження є оптимізації таких параметрів, що дозволить досягти максимального поєднання економічної ефективності, несучої здатності та деформативності конструкції.

У рамках дослідження були розглянуті кілька варіантів конструкцій з полістирольними вставками різних товщин та типів армування. Для цього були використані методи математичного моделювання за допомогою програмного забезпечення ПК Ліра. У результаті проведених розрахунків встановлено, що варіанти конструкцій з товщиною полістирольних вставок від 150 до 180 мм мають найкраще співвідношення між економічною вигодою та технічними характеристиками, оскільки вони дозволяють значно зменшити споживання матеріалів (бетону та арматури) без зниження несучої здатності і надійності перекриття.

Одним із важливих результатів є виявлення оптимальних варіантів армування для кожного з розглянутих варіантів перекриттів, що дозволяє знизити витрати на армування та зберегти міцність конструкції. Дослідження також показали, що збільшення товщини полістирольних вставок після певного порогу призводить до зростання вартості конструкції, що не виправдовується з точки зору економії.

Враховуючи отримані результати, можна зробити висновок, що полегшені збірно-монолітні перекриття з полістирольними вставками є ефективним і економічно вигідним рішенням для сучасного будівництва, при умові правильного вибору конструктивних параметрів. Однак для досягнення максимального ефекту необхідно враховувати не лише механічні характеристики, а й економічні та технологічні фактори, які впливають на процеси проєктування та будівництва. Перспективи подальших досліджень полягають у вивченні довговічності таких конструкцій за різних умов експлуатації, а також в оптимізації процесу монтажу для зниження трудових витрат та підвищення швидкості виконання будівельних робіт.

Посилання

1. Мельник І.В., Сорохтей В.М., Кузик О.О. Монолітні плоскі залізобетонні перекриття з пінополістирольними вставками. Вісник Львівського територіального відділення Академії будівництва України. 2010. № 5/10. С. 146–153.

2. Мельник І.В., Сорохтей В.М., Приставський Т.В. Деформативність фрагментів монолітного залізобетонного плоского перекриття з поздовжнім і поперечним розташуванням прямокутних вставок. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. 2012. Вип. 23. С. 312–320.

3. Литвиняк О.Я. Міцність і деформативність збірно-монолітних залізобетонних плит перекриття з використанням пінобетону. дис. на здобуття наук ступеня канд. техн наук. 05.23.01 / Національний університет "Львівська політехніка". Львів, 2015. 197 c.

4. Буцька О.Л., Зезюков Д.М., Махінько М.М., Котов М.А. Щодо визначення фактичного напруженого стану елементів плоских збірно-монолітних перекриттів. Вісник Придніпровської державної академії. 2019. №2. С. 24-29.

5. Бондар А.В., Загіка В.М. Сучасні технології збірно-монолітних перекриттів для реконструкції громадських будівель. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2020. № 2. С. 35–44.

6. Буцька О.Л., Зезюков Д.М., Махінько М.М., Зінкевич О.Г. Обґрунтування оптимального виду пустотоутворювача в монолітному плоскому перекритті. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. 2019. № 3. С. 3–18.

7. Al-Ahmed A.H.A., Ibrahim F.H., Allawi A.A., El-Zohairy A. Behavior of One-Way Reinforced Concrete Slabs with Polystyrene Embedded Arched Blocks. Buildings. MDPI. 2022. 12(3). pp 331–339. https://doi.org/10.3390/buildings12030331

8. Kim S., Lee S., Park J. Structural Performance of Shear Loaded Precast EPS-Foam Concrete Half-Shaped Slabs. Sustainability, MDPI. 2020. 12(22)-9679. https://doi.org/10.3390/su12229679

9. Smith J., Johnson L., Wang X. Experimental Study on Reinforced Concrete Slabs with EPS Inserts under Flexural Loads. Construction and Building Materials. 2020. №230(117024) pp 132–145.

10. Nguyen T., Tran D., Le H. Optimization of Polystyrene-Concrete Composite Slabs for Sustainable Construction. Journal of Cleaner Production. 2021. №278 (123456).

11. Ahmed S., Khan M., Ali R. Mechanical Properties of Lightweight Concrete with Polystyrene Beads. Materials Today: Proceedings. 2019. №17. pp. 123–130.

12. Основи комп’ютерного моделювання: навч. посібник. / М.С. Барабаш та ін. 2-е вид. стер. К.: НАУ., 2019. 492 с.

13. Комп’ютерні технології проектування залізобетонних конструкцій: навч. посібник. / Ю.В. Верюжський та ін. К.: Книжкове вид-во НАУ., 2006. 808 с.

14. ДСТУ Б EN 1992-1-1:2010. Єврокод 2: Проектування залізобетонних конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила і правила для споруд. Міністерство регіонального розвитку та будівництва України. [Чинний від 2013-07-01]. К.: Державне підприємство «Укрархбудінформ», 2012. 312 с.

15. ДБН В.1.2-2:2006. Навантаження і впливи. [Чинний від 2007-10-01]. Міністерство будівництва, архітектури та житлово-комунального господарства України. Київ. 2009. 97 с.

16. ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Прогини і переміщення. Вимоги проектування. [Чинний від 2007-01-01]. К.: Мінбуд України, 2006. 15 с.

Завантаження

Опубліковано

2025-06-28

Номер

Розділ

Будівельні конструкції