Композитная арматура в плитном фундаменте: Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая?

Содержание

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая?

Технологию армирования бетона с использованием пластиковых материалов стали применять в Европе и США еще с середины 70-х годов прошлого столетия. Однако на нашем строительном рынке полимерная композитная арматура стала доступна широкому кругу потребителей сравнительно недавно.

По мнению специалистов, выбор между металлической и стеклопластиковой арматурой для фундамента монолитной бетонной конструкции должен определяться условиями эксплуатации (особенно это касается участков с ежегодным сезонным подъемом уровня грунтовых вод) и расчетными весовыми нагрузками на нее.

Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая? Каковы в сравнении основные технические эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных материалов. Разберемся в статье.

Сравнение технических характеристик.

Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона

Стальная арматура — это круглый металлический пруток переменного или постоянного сечения, характеристики которого определяются свойствами стали, из которой он изготовлен. Поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров и диаметром от 8 до 32 мм.

Армирующий материал из стеклопластика представляет собой конструкцию из продольных стекловолоконных нитей, покрытых слоем полимерной смолы, которая наносится напылением или по методу направленной навивки. Такая технология позволяет изготавливать арматуру по прочности превосходящую сталь.

Пластик не подвержен воздействию коррозии, что делает его уникальным при воздействии влаги на бетонную монолитную конструкцию.

Материал поставляется в виде свернутых бухт, в которых длина прутка может, в зависимости от диаметра, превышать 100 метров.

В то же время он не обладает пластичностью и не выдерживает воздействия высоких температур.

Преимущества стеклопластиковой арматуры перед металлом

От строителей можно услышать, что пластик просто не может быть материалом, который способен обеспечить качественное и надежное армирование бетона. Однако практика показывает, что это мнение ошибочно. Композитные армирующие материалы не только не уступают по прочности стали, но и превосходят ее. Кроме этого? они имеют ряд других преимуществ, среди которых следует отметить:

  • Небольшой вес, в 5-8 раз меньше, чем у металла. Следовательно, стеклопластиковую арматуру проще погрузить, перевезти и после этого работать с ней.
  • Материал поставляется в бухтах. Занимает меньше места при перевозке и хранении. Не требуется дорогой длинномерный транспорт. Кроме этого длина арматурного прута при сборке каркаса или сетки может быть любой, без дополнительных стыковых соединений.
  • Композитная арматура не проводит электрический ток и не намагничивается.
  • Не подвержена коррозионному воздействию и способна работать даже в кислых и щелочных средах.
  • Стеклопластик устойчив к воздействию низких температур и, в отличие от стали, не теряет своих свойств даже при -60˚C.
  • Лабораторные испытания на разрыв и прочность показали, что пластиковая арматура превосходит стальную по этим параметрам в 3 раза.
  • В отличие от металла, полимеры не обладают повышенной теплопроводностью. Это означает, что мостики холода в плотных конструктивных элементах полностью исключаются.

Использование композитных материалов для армирования позволяет получать очень прочные, долговечные, износостойкие и, в то же время, легкие конструкции.

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Помимо достоинств, пластиковые армирующие материалы имеют и свои недостатки. В этом отношении нужно сказать, что:

  • Композитный прут нельзя согнуть с малым радиусом изгиба. Поэтому в углах и местах примыкания приходится использовать специальные гнутые элементы заводского изготовления.
  • Пластиковые пруты невозможно сварить, если возникнет такая необходимость. Их только вяжут (про вязку подробнее изложено здесь) и, в определенные моменты, это может создавать неудобства.
  • Полимерные материалы не способны выдерживать нагрев более 80-100˚C. Поэтому после пожара, когда само здание осталось целым, армированные конструкции могут потерять свою надежность, чего не бывает с металлом.

При сравнении достоинств и недостатков стальной и стеклопластиковой арматуры становится понятно, что вопрос выбора наилучшего материала довольно непростой.

Вопрос стоимости

Если провести по цене в прайс-листах сравнение пластиковой и металлической арматуры одного и того же диаметра, то сразу заметно, что композитные материалы дороже. Однако повышенная прочность материала из стеклопластика позволяет уменьшать диаметр прута как минимум на один размерный шаг.

Если расчет определяет диаметр стали 10 мм, то его отлично заменяет стеклопластик 8 мм.

Кроме этого, неограниченная длина арматурной струны, взятой из бухты, не требует дополнительных соединений внахлест. Это позволяет использовать меньшее количество материала. В итоге, в большинстве случаев, цена полимерной конструкции не дороже, а даже дешевле, чем стальной.

Какой материал будет лучше для армирования бетона

Выбор лучшей или более подходящей арматуры должен определяться индивидуально для каждого объекта. Основные критерии зависят от:

  • конструктивных особенностей бетонного монолита и его назначения;
  • условий дальнейшей технической эксплуатации;
  • требований к пожарной безопасности конструкции;
  • наличия агрессивных сред и повышенной влажности;
  • необходимости выполнения сварочных работ при монтаже;
  • финансового сравнения двух вариантов.

В некоторых случаях традиционная металлическая арматура остается незаменимой, несмотря на коррозионные свойства и большой вес.

Что лучше, композитная арматура или металлическая? Металлическая арматура способна противостоять механическим повреждениям намного лучше стеклопластиковой. В то же время, полимерные материалы рекомендуется применять при воздействии влаги на бетонную конструкцию, наличии блуждающих токов или низкой эксплуатационной температуре.

Видео по теме

Стеклопластиковая арматура для фундамента: можно использовать

Каркас плиты из стеклопластика

С развитием новых технологий производства строительных материалов (сухих смесей, отделочные покрытия, утеплители, специальные добавки для придания заданных свойств) все шире стала применяться стеклопластиковая арматура для фундамента, которую можно использовать как для снижения веса конструкции, так и для оптимизации финансовых затрат. Массовое производство позволило удешевить этот вид полимерных изделий и сделать его конкурентом традиционной стальной арматуры в фундаменте частного дома, автомобильной дороги или газобетонных стен.

Композитное армирование

Появление композитные материалы образовало отдельную группу арматурного профилированного изделия из сырья, обладающего заданными техническими характеристиками. Название «композит» выбрано потому, что конечный продукт имеет сложный состав из разных по своей структуре элементов:

  • волокна, располагающиеся по типу древесины;
  • связующая смола;
  • поверхностное напыление, увеличивающее адгезию.

Арматура перед началом работ

После термической обработки получается пруток с периодическим профилем заводской длиной до 100 м. Это позволяет транспортировать, хранить и нарезать изделие в удобном виде.

Пример доставки на строительную площадку арматуры из стекловолокна для устройства каркаса плитного фундамента виден на фото:

По типу материала волокон, образующих основу стержня, и связующего компонента различают такие виды полимерной арматуры:

  • углекомпозитные;
  • стеклопластиковые;
  • арамидокомпозитные;
  • базальтокомпозитные;
  • комбинированные (с одним преобладающим видом волокон, но содержащие включения других видов по всей структуре).

Наибольшее распространение в изготовлении опорных конструкций нашло использование стеклопластиковой арматуры. Оно регламентируется ГОСТом 31938-2012 (Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций).

Требования к стеклопластику

Вид зависит от диаметра

Стандарт устанавливает размеры изготовления арматуры номинальным сечением в пределах от Ø 4 мм до Ø 32 мм. Для индивидуального строительства эффективно используют стеклопластиковые армирующие прутки сечением Ø 6 мм, Ø 8 мм и Ø 10 мм.

На демонстрационном стенде строительного магазина можно ознакомиться с образцами предлагаемой продукции (фото):

Существенным условием качества полученного фундамента является применение стеклопластиковой арматуры, которая в соответствии с ГОСТом (осмотр по внешнему виду) не имеет вмятин, расслаиваний, отшелушивания абразивного напыления и других видимых дефектов.

Определяющими возможность применять армирование стеклопластиком бетонных оснований являются такие технические характеристики этого материала:

  • предел прочности на сжатие не меньше 300 Мпа, на растяжение – не меньше 800 Мпа, при поперечном срезе – более 150 Мпа;
  • температура эксплуатации (предел) не более 60°С.

Если в результате расчета значение модуля упругости при растяжении марки АСК получается слишком малым, то нужно воспользоваться маркой АУК (углекомпозитная), у которой этот показатель выше не менее чем в 2,5 раза.

Сравнение с металлом

Проект на фундамент из стеклопластиковой арматуры должен учитывать различные факторы конкретных технических условий, влияющие на полученный результат.

Главным аргументом замены стали на полимер обычно является снижение нагрузки на почву.

Рассмотреть ответ на вопрос, можно ли использовать прутки из стекла для ленточного фундамента, поможет такой расчет.

Нагрузка на грунтовую основу от опоры периметром 20 м, высотой 0,5 м и шириной 0,4 м из монолитного бетона равна суммарной массе армирующего каркаса бетона. Содержание арматуры возьмем 3%. Объем бетона =20×0,5×0,4×= 4 м³. Соответственно, объем необходимых стержней =4×0,03 = 0,12 м³.

Масса бетона =4 м³×2000 кг/м³= 8000 кг.

Масса стали =0,12 м³×7850 кг/м3=942 кг.

Общий вес, когда используют сталь, составляет =8942 кг.

Если берется стекловолоконная продукция, то ее масса =0,12 м³×1900 кг/м³ =228 кг.

Масса фундамента получится 8228 кг.

Композитную арматуру вяжут в сетки

Разница в 714 кг представляет собой 8% от веса основания с металлическим армирующим каркасом. Для фундамента типа плита этот показатель составляет до 10%.

Заливка плитного варианта представлена на фото:

Такой выигрыш может иметь значение, когда соотношение весовой нагрузки постройки и несущей способности грунтов на участке находится на границе допустимых величин.

На строительных сайтах доступно большое количество сравнений каждой марки композитных изделий со стальными аналогами. Пример такого анализа приведен в следующей таблице:

Выбор материала армирующих поясов необходимо производить из всех возможных эксплуатационных характеристик изготавливаемой конструкции в целом.

Следует помнить, что нормативная база, регламентирующая использование стальных прутков гораздо шире и подробнее, чем у их полимерных собратьев. Расчеты по композитному армированию выполняются, в основном, для индивидуальных случаев и не обобщены на законодательном уровне.

Отличительные особенности

Самостоятельное армирование фундамента стеклопластиковой арматурой нуждается в предварительном изучении всех достоинств и недостатков этого материала, чтобы было возможно использовать их с максимальной эффективностью.

Обозначить основные позиции, на которые нужно обращать внимание при планировании и проведении работ можно таким образом:

  1. Изделие не нуждается в сложном, дорогостоящем оборудовании для резки и укладки, основные затраты состоят из стоимости материала. При сравнении прутков из стеклопластика и стали одного Ø, металлическую арматуру отличает складская цена, которая на 10 – 20% меньше.
  2. Использование стеклопластиковой арматуры практично в малоэтажном индивидуальном строительстве, так как у нее намного легче и дешевле транспортировка, хранение, резка. Все это можно сделать своими руками и на личном транспорте. К нужному метражу прутка приобретаются комплектующие, облегчающие монтаж (пластиковые стяжки) и соблюдение расстояний между сетками (наборные распорные элементы)
  3. Пластик не нуждается в рихтовке перед монтажом. Материал из целой бухты нарезают промежутками любой нужной длины. Это существенно сокращает образование отходов.
  4. Полимерные материалы не подвержены коррозии, не боятся не только воды, но и других агрессивных воздействий. Такое армирование потребуется в бетонном растворе с добавлением специальных модификаторов.
  5. Показатели теплового сопротивления и электропроводности для стеклопластика рассматривают для конкретных случаев. Влияние значения теплопроводности часто преувеличивают в рекламных целях, так как основное место в этом вопросе занимает теплоизоляция бетонных конструкций здания. Исходя из этого, низкая теплопроводность полимера не будет играть значимой роли. Диэлектрические свойства дают преимущества в тех случаях, когда в железобетонной опоре не предусмотрены выходы концов стержней для монтажа контура заземления, выполнения грозозащиты.
  6. К недостаткам армирования стеклопластиком также относят невозможность самостоятельного изготовления гнутых участков – это можно заказать только у производителя по предоставленным чертежам; исключение применения сварки в проблемных местах; температурные ограничения (сталь выдерживает не менее 600°С).
  7. Срок заявленной эксплуатации 80 лет на практике еще не подтвержден. Композитные составы относятся к органическим материалам и как поведут себя полимерные связи в течение длительного времени при старении этой органики пока доподлинно не установлено. Тем не менее, разработка и использование композитов начата более 50 лет назад для суровых климатических условий, где сталь быстро ржавела и теряла свои характеристики, и опоры мостов стоят до сих пор.

Наглядная демонстрация приемов, как вязать каркас из стеклопластиковой арматуры для фундамента, показана на этом видео:

Крайне осторожно необходимо подходить к устройству фундаментов с полимерной арматурой на грунтах, где возникают большие искривляющие деформационные нагрузки, при устройстве ростверков и плит под тяжелые здания. Предварительный расчет должен подтверждать возможность (с запасом прочности) применения таких инновационных материалов или запрещать их.

Недостатки стеклопластиковой арматуры, а так же плюсы в сравнении со стальной.

Стеклопластиковая арматура приобрела широкое признание в сфере индивидуального строительства благодаря комплексу несомненных преимуществ. Если нам нужна композитная арматура, плюсы от ее использования, Вы ощутите сразу же.

  1. Экономия при закупке до 40% по сравнению с металлической арматурой
  2. Высокий показатель предела прочности на разрыв,
  3. Маленький вес, в сравнении с арматурой A III,
  4. Низкая теплопроводность
  5. Высокие показатели коррозионной и химической стойкости,
  6. Коэффициентом теплового расширения почти равный нулю
  7. Отсутствие свойств диэлектрика.

Так как по своему основному показателю, а именно пределу прочности на разрыв стеклопластиковая арматура, производства компании Пласт-Композит, существенно превосходит параметры стальной металлической арматуры, возможно применение композитной арматуры меньшего диаметра. Таким образом, если для армирования фундаментной плиты двухэтажного дома, нам бы потребовалась металлическая арматура диаметром 12 мм, то в случае, если будет принято решение, применять композитную арматуру, то возможно использовать диаметр 8 мм. Основное применение арматуры в сфере малоэтажного строительства заключается в армировании фундаментов. При этом больше пока распространено применение стальной арматуры класса A3. При этом, стальная арматура продается только хлыстами стандартной длиной 11,7 метра, транспортировка такой арматуры возможно только на шаланде. Так же вес каждого метра стальной арматуры 880 грамм, а для заливки дома площадью от 100 до 200 метров, Вам потребуется от 2 до 3 тонн арматуры. По такой характеристике, как вес и транспортировка, неоспоримое преимущество имеет композитная арматура. Плюсы будут не только при транспортировки, но и при загрузки/разгрузки. Так как на заливку фундамента дома необходимо от 230 до 300 кг стеклопластиковой арматуры, которая сматывается в бухты. В один легковой автомобиль может поместится до 2 км стеклопластиковой арматуры. Еще одно преимущество композитной арматуры — низкая теплопроводность, стеклопластиковую арматуру очень выгодно использовать при армировании стен зданий, кроме того, в настоящий момент почти все гибкие связи, которые применяются в России, делаются из композитных материалов. Это гарантирует минимальные теплопотери для таких домов.

СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ АРМАТУРА — НЕДОСТАТКИ ПРИ АРМИРОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ:

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой часто могут невилироваться грамотным проектированиием конструкций можно разбить на три группы

  1. Один из основных минусов композитной арматуры — это низкий модуль упругости, что ограничивает применение композитной арматуры в перекрытиях. Тем не менее, при определенных условиях применение арматуры в перекрытиях, не только оправдано, но и целесообразно. Например, в случае реконструкции старого здания, когда основной задачей является уменьшение нагрузки на уже существующий фундамент. Так же применение композитной арматуры распространено в перекрытиях парковочных комплексов. Здесь решающим фактором применения может стать коррозионная стойкость, которая значительно увеличит срок службы сооружения.
  2. Минусы композитной арматуры необходимо учитывать при армировании плит перекрытия. Так как композитная арматура в случае пожара начинает размягчаться и терять свои свойства раньше металла. Чтобы повысить стойкость конструкции к воздействию огня при пожаре, специалист должен предусмотреть ряд мер, направленных на теплозащиту конструкций (колонн, стен, перекрытий).
  3. Изготовление гнутых элементов из композитной арматуры. Недостаток не может быть устранен в условиях строительной площадки. Следовательно, необходимо либо заранее заказывать необходимый элемент, либо покупать небольшие прутки металлической арматуры и уже из нее изготавливать нужные элементы, такие как выпуски, углы, лягушки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ О ВОЗМОЖНОСТИ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ

Несмотря на широкое и успешное использование композитной арматурой в США, Канаде и Европе в течение нескольких десятилетий, для российской строительной отрасли данный материал остается относительной новинкой. Но уже сегодня понятны отличные перспективы массого внедрения этого материала в сферу промышленного и гражданского строительства, так как применение АКП-СП обеспечивает несомненные преимущества композитной арматуры для строительства разных фундаментов, промышленных полов, дорожных плит и других аналогичных конструкций. Но при работе с композитной арматурой для обустройства конструкций мостов, многоэтажного строительства и прочих сфер обязательно требуется учет индивидуальных физико-химических особенностей.

Подводя итог, хочется отметить один несомненный плюс, который под час является решающим — цена. В настоящее время применение композитной арматуры для заливки фундаментов для частного домостроения, обходится в среднем на 50 процентов дешевле, чем заливка аналогичного фундамента с металлической арматурой. Более подробно, обо всех экономических составляющих, можно прочитать в статье — Выгода от применения композитной арматуры

Композитная арматура для фундамента, что говорят инженеры

Прочный фундамент – залог долговечности здания. При некачественном выполнении работ по устройству фундамента неизбежны появления трещин, крен здания и в последующем разрушение постройки.

Армирование фундаментов

Грамотно выполненное армирование позволяет значительно увеличить важные для эксплуатации характеристики фундамента:

  • прочность возрастает более чем в 2 раза;

  • устойчивость к механическим воздействиям – в 1,5 раза;

  • армирование препятствует неравномерной усадке здания.

Традиционно для армирования используются стальные стержни диаметром от 4 до 14 мм. Стальная арматура обладает множеством достоинств. Самый существенный ее недостаток – подверженность разрушению в результате коррозии.

Такого недостатка абсолютно лишены арматурные стержни из композитного материала, активно применяющиеся в современном строительстве.

Что представляет собой композитная арматура?

Активное использование композитных материалов для армирования началось сравнительно недавно. Усовершенствование технологии изготовления сделало материал относительно дешевым, а его отличные эксплуатационные качества поспособствовали расширению сферы применения.

  • Композитная арматура – стержень из неметаллических волокон, связанных композитным составом. Связующими материалами служат смолы или термопластичные полимеры.

  • Основой служит стеклянное или базальтовое волокно. Арматура называется соответственно стеклопластиковой или базальтовой.

В композитной структуре ствол, состоящий из волокон, воспринимает нагрузку. Связывающие материалы ее перераспределяют и защищают от внешних воздействий. Составляющими элементами материала являются также отвердитель и ускоритель.

В вопросах, насколько хороша композитная арматура для фундамента, отзывы инженеров расходятся. Ей свойственны как несомненные достоинства, так и некоторые недостатки.

Преимущества:

  • Стекло- или базальтопластиковые стержни способны выдержать нагрузку, в несколько раз превышающую предельную для стальных стержней. Особенно хорошо они работают на растяжение.​

  • Они прозрачны для электромагнитных и радиоизлучений.

  • Вес стержней в 8 раз меньше аналогичных стальных. Легкость значительно облегчает арматурные работы.

  • Стержни можно перевозить в бухтах, что значительно облегчает транспортировку.

  • Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой обходится на 40-50% дешевле, чем металлической.

  • Низкая теплопроводность материала препятствует появлению мостиков холода.

  • Высокая устойчивость к различным агрессивным средам позволяет устраивать фундаменты даже в соленой воде.

  • Композитная арматура идеальна для объектов, требующих дополнительной диэлектрической защиты.

Недостатки:

  • Так как стеклопластиковая или базальтовая арматура не пропускает электрический ток, прогрев бетона в зимних условиях для ускорения его твердения исключается.

  • Отрицательной характеристикой считается низкий модуль упругости. Из-за такого свойства арматуры бетону приходится работать на растяжение, что не является сильной стороной этого материала.

  • Прочность на излом значительно уступает стальным изделиям.

Предыдущая запись
Следующая запись

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой – нормативы и особенности

Само название «железобетон» говорит о том, что в качестве армирующих элементов в конструкциях должны использоваться металлические стержни. До недавнего времени никто не ставил под сомнение данное утверждение, но в строительной индустрии появился альтернативный композитный материал, заслуживающий внимания современников. Используется базальто-, угле- и стеклопластиковая арматура для фундамента, при усилении стен и укреплении склонов, в дорожном строительстве и в садово-огородническом хозяйстве, при возведении мостов и устройстве земляных емкостей различного назначения.

Данная технология известна еще с 60х годов прошлого века, но в то время материал был слишком дорогостоящим и частных застройщиков не интересовал. Сегодня он стал доступнее и, как результат, популярнее.

Нормативное подтверждение

Композитная арматура имеет много преимуществ и используется в строительстве не один год, но на отечественном рынке считается новым материалом и вызывает спорные мнения по поводу эффективности ее широкого применения. Противники технологии армирования ленточного, плитного или ТИСЭ фундамента нетрадиционным материалом утверждают, что его нормативная база остается слабой, качество не проверено временем, а серьезных исследований в данной области пока еще не проводилось. Якобы поэтому крупные строительные компании не спешат массово использовать композитную арматуру в бетонных конструкциях. На самом деле, в России уже действует несколько ГОСТов, относящихся к материалу. А именно:

  • ГОСТ 31938-2012 – устанавливает технические условия, распространяемые на арматуру периодического сечения;
  • ГОСТ 32486-2013, ГОСТ 32487-2013 и ГОСТ 32492-2013 – указывают методы определения и измерения характеристик по долговечности композитной арматуры, стойкости материала к агрессивным средам, а также способы установления пределов прочности по нескольким параметрам.

Государственные нормативные документы задают рекомендуемый номинальный диаметр композитной арматуры от 4 до 32мм, которую по требованиям СНиП 52-01-2003 можно использовать при проектировании железобетонных конструкций. В соответствии с техническими условиями, озвученными в ГОСТ, сечение стержней может иметь и другие размеры. Продукция диаметром 4-8мм поставляется в бухтах (мотках или на барабанах) по заранее оговоренному размеру, либо мерной длины – отрезками от 0,5 до 12 метров.

Предприятия, производящие стеклопластиковую арматуру для фундамента, имеют отраслевые и собственные ТУ с протоколами испытаний, а также сертификаты. Но наличие только этой документации без подтверждения соответствия государственным нормативам является недостаточным!


Классификация

Композитная арматура для фундамента представляет собой неметаллические стержни, изготовленные из волокон различного происхождения и связующих в виде полиэфирных смол. За основные физико-механические характеристики отвечает силовой стержень. Анкеровочный слой, спиралевидно намотанный вокруг стержня, имеет выступы и предназначается для улучшенного сцепления с бетоном. Он не позволяет вырвать арматуру из тела фундамента.

В зависимости от армирующей составляющей, композитная арматура для фундамента или стен подразделяется на:

  • стеклокомпозитную – имеет обозначение АСК;
  • углекомпозитную – имеет обозначение АУК;
  • базальтокомпозитную – имеет обозначение АБК;
  • арамидокомпозитную – имеет обозначение ААК;
  • комбинированную с композитными составляющими – АКК.

Заменить металлические стержни в конструкции фундамента можно на гладкую или ребристую (спиралевидную) стеклопластиковую арматуру. Специальная стеклянная нить, называемая ровигом, наматывается на стержень в процессе изготовления материала, после чего производится его термообработка. Подобная технология дает возможность изготовления высоконадежной композитной арматуры, позволяющей использовать ее в ответственных конструкциях.

Отличительные особенности арматуры из стеклопластика

Основным преимуществом армирования фундамента стеклопластиковой арматурой является возможность его возведения на проблемных грунтах. Кроме того:

  • малый вес стержней позволяет уменьшить общую массу конструкции и произвести доставку материала на объект обычным транспортным средством;
  • простая резка обеспечивается податливостью материала и упрощает сборку каркаса;
  • отсутствие коррозийных процессов не допускает разрушения конструкции из-за ржавления арматуры;
  • технические характеристики дают возможность использования стеклопластиковых стержней при устройстве свай ТИСЭ фундаментов;
  • низкая теплопроводность исключает возникновение в конструкции «мостиков холода»;
  • прочность стеклопластиковой арматуры на разрыв превосходит аналогичные показатели металлических стержней более чем в два раза;
  • способность к пропуску радиоволн решает вопрос с экранированием электромагнитных сигналов;
  • непроводимость электричества делает конструкцию безопасной и защищенной от действия блуждающих токов.

Можно сказать, что внешне стеклопластиковая арматура мало чем отличается от металлической, разве что цветом. Но вязать композитные стержни приходится по-иному, так как для правильного соединения неметаллических каркасов используются пластиковые хомуты в виде специальных зажимов, а не сварка или стальная проволока.

Среди отрицательных сторон композитной арматуры можно отметить:

  • неудовлетворительную термостойкость, значительно уступающую металлическим аналогам, что вызывает проблемы в случае пожара;
  • недостаточную прочность на излом;
  • низкий модуль упругости, не допускающий использование стержней в криволинейных конструкциях из-за сложной фиксации арматуры в нужном положении, а в плитах перекрытия и ростверках ТИСЭ фундаментов – из-за легкой сгибаемости материала, принуждающей бетон работать на растяжение.

Следует учитывать, что стеклопластиковая арматура уступает угле- и базальтокомпозитным аналогам по нескольким показателям, но нанесение песчаного покрытия делает ее прочнее и дороже одновременно.

Расчет метража и укладка композитной арматуры

Избежать перерасхода материала для ленточного, ТИСЭ, столбчатого и плитного фундамента можно, выполнив правильный расчет. Для плитной конструкции требуется знать длину и ширину площадки, которые определят размер стержней. Зная их шаг в поперечном и продольном направлении, можно вычислить количество ребристых арматурин, но следует учитывать, что сетки в плите должны находиться в нижней и верхней зоне. Перемножив показатели, получают общую длину рабочей арматуры. Гладкие стержни устанавливаются вертикально. Их высота зависит от высоты плиты, а количество – от числа ячеек в каркасе.

Для ленточного фундамента из стеклопластиковой арматуры расчеты производятся аналогичным образом. Вязать стержни, в этом случае, допускается на отдельно расположенном участке с последующей укладкой готовых пространственных каркасов в подготовленную опалубку. Для ленточного фундамента рабочие стержни, уложенные по длине, в обязательном порядке должны иметь ребристую поверхность.

В столбчатых фундаментах и сваях ТИСЭ основная арматура располагается вертикально. В зависимости от расчетов, в них может быть расположено от двух до четырех равномерно размещенных ребристых стержней. Их длина складывается из глубины пробуренной для ТИСЭ фундамента скважины, либо высоты столба, и размера выпусков, служащих для сопряжения с вышерасположенными конструкциями. Как и для ленточного фундамента, длину стержней перемножают на их количество и получают общую длину рабочей арматуры.

Число поперечных прутков зависит от их шага, а размер – от диаметра столба или скважины. Определив их общую длину в отдельно взятой конструкции, цифру увеличивают на количество точек бетонирования и определяют требуемую длину стеклопластиковой арматуры, устанавливаемой в сваях и столбах горизонтально. Подготавливают каркасы на специально выделенном для этого участке. Элементы нарезают по размеру и связывают между собой пластиковыми хомутами. Готовые каркасы опускают в скважины, после чего их заливают бетоном.

Если проектом предусматривается дополнительное опирание ростверка на грунт, то металлические стержни каркаса можно будет заменить стеклопластиковой арматурой.

Конструкция ТИСЭ фундаментов, ставших популярными благодаря простой технологии, универсальности и быстроте возведения, предусматривает устройство ростверка над землей. В связи с данной особенностью, установка в нем композитной арматуры должна подтверждаться тщательными расчетами. В противном случае, для изготовления каркаса используют только металлические стержни.

Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой: да или нет

Последнее время на рынке строительных материалов появляется все большее количество новинок, разобраться с которыми непрофессионалу не под силу. Одной из таких новых технологий стало применение стеклопластиковой арматуры. Производители позиционируют свой товар, как арматуру, имеющую массу преимуществ относительно привычных стальных стержней, но так ли это?

Содержание статьи

Что такое композитная арматура и ее виды

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

  • стеклопластиковая;
  • базальтокомпозитная;
  • углекомпозитная;
  • арамидокомпозитная;
  • комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Достоинства применения

Армирование таким материалом имеет следующие преимущества:

  • Возможность сматывать материал в бухты существенно облегчает его транспортировку и снижает затраты на самостоятельное строительство — арматуру можно доставить на собственном автотранспорте.
  • Небольшой вес изделий упрощает работу своими руками. Нет необходимости в применении большого количества рабочей силы и грузоподъемной техники. Для сравнения, плотность стали составляет 7850 кг на кубометр, в то время как кубический метр композитного материала имеет массу 1900 кг. Отсюда можно посчитать, что масса стеклопластиковой арматуры в 4,13 раза меньше, чем стальной.
  • Устойчивость к коррозии. Самая главная проблема стальных прутов — они подвержены появлению ржавчины. Стеклопластик не боится воды и различных агрессивных сред. Армирование композитным материалом хорошо подойдет для бетонов с добавками различных модификаторов (противоморозные и тому подобное).
  • Также к достоинствам относят то, что стеклопластик плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. Бетонные конструкции не обеспечивают необходимой теплоизоляции здания, поэтому к ним всегда предусматривают слой утеплителя, который предотвращает тепловые потери. В связи с этим низкая теплопроводность композита не играет существенной роли. Непроводимость электричества дает некоторые преимущества. Но иногда в железобетонных конструкциях предусматривают выпуски стержней для устройства заземления или молниезащиты. При использовании стеклопластиковой арматуры такие мероприятия невозможны.

Недостатки и мифы

Материал достаточно новый, поэтому не до конца изучен. Применение в массовом строительстве такого типа стержней делает невозможным отсутствие нормативной базы для расчета. По стеклопластику существует только ГОСТ 31938-2012. Это недавно появившийся и единственный нормативный документ. ГОСТ предусматривает технические требования к материалу, но не дает рекомендаций по расчету, производители приводят лишь примерные значения соответствующих стальных стержней.

Армирование композитом имеет следующие недостатки:

  • Невозможность гибки: материал могут изогнуть только на заводе по заранее предоставленным схемам;
  • Невозможность применения сварки. Обычно сварка применяется на больших каркасах, в частном домостроении арматуру чаще вяжут.
  • Неустойчивость к высоким температурам. Сталь начинает терять свои свойства при нагреве до 600 градусов Цельсия. В случае с композитом потеря несущей способности происходит намного раньше. А это значит, что при пожаре бетонные перекрытия и балки обрушатся быстрее.

Помимо недостатков существуют сомнительные моменты, о которых стоит знать.

Расчетные характеристики

Расчет железобетонных элементов выполняют по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» по 2 группам предельных состояний (ГПС).

  • 1 ГПС — расчет по несущей способности. Проверяют, может ли элемент выдержать нагрузку, прикладываемую к нему. Расчет ведут с учетом прочности материала.
  • 2 ГПС — расчет по жесткости. Здесь учитываются деформации и величина раскрытия трещин железобетонных конструкций. Расчет ведут с учетом модуля упругости материала.

В железобетонном элементе сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а функция арматуры — предотвратить разрушение под действием деформаций. Производители композита заявляют о высоких прочностных характеристиках (Rs), но умалчивают о модуле упругости (Еs). Именно эта величина определяет деформативность конструкции.

Рассчитать деформативность можно, разделив прочность на модуль упругости. Для стальной арматуры А400 Rs = 360 МПа, Es = 200000 МПа, отсюда получаем деформативность равную 0,0018 или 0,18 %. Для стеклопластиковой арматуры Rs = 1000 МПа, Es = 50000 МПа. Деформативность равна 0,02 или 2%. Т.е. на 1 метр конструкции растяжение композитной арматуры возможно до 2-х см против 0,18 см у стальной, представьте какие трещины будут образовываться в конструкции. Арматура предназначена для предотвращения растрескивания и растяжения. Композитная справляется с этой функцией в 10 раз хуже, чем стальная.

Особенно важно это качество при армировании плит перекрытия и различных балок. Здесь деформации очень велики, поэтому армирование таких элементов композитом невозможно.

При применении в конструкциях с предварительным напряжением, его потери со временем для стали составляют 20-30% (то насколько теряется жесткость конструкции). Для стеклопластиковой арматуры это значение может дойти за 5-10 лет до 80-90%, потому что это органический материал. То есть весь смысл предварительного напряжения пропадает.

Обратите внимание что ни один производитель напряженного железобетона (плиты, балки) не использует композитную арматуру. Для неё нет нормативных документов (СП, СНиП), поэтому невозможно рассчитать как она себя поведет.

Исходя из этого, заверения производителей о высокой прочности материала справедливы, но на нормальную работу конструкции влияет не только прочность. По деформативности стеклопластик значительно уступает стали.

Уменьшение веса конструкции

Небольшая масса материала существенно снижает трудоемкость, но стержни не могут дать существенного уменьшения веса всей конструкции, которым добиваются уменьшения нагрузок на фундамент.

Для обоснования приводятся числовые значения:

  1. Нагрузка на фундамент от плиты 6 м на 1,5 м и толщиной 0,2 м из железобетона равняется сумме массы бетона и арматуры. Процент армирования принимаем 3%. Объем бетона = 6 * 1,5*0,3 = 2,7 м³. Умножив этот объем на процент армирования получим объем стали = 2,7 * 0,03 = 0,081 м³. Масса бетона = 2,7м³ * 2000 кг/м³ = 5400 кг. Масса стали = 0,081 м³ * 7850 кг/м3 = 636 кг. Итого масса плиты = 6036 кг.
  2. Для такой же плиты армирование предусмотрено стеклопластиком. Объем бетона, арматуры не меняется, масса бетона тоже. Масса арматуры = 0,081 м³ * 1900 кг/м³ = 154 кг. Масса плиты равна 5400 кг + 154 кг = 5554 кг.

Из приведенных выше вычислений видно, что суммарная масса элемента отличается меньше, чем на 500 кг. При массе плиты более 5000 кг это не очень большое значение. Поэтому применение стеклопластиковой арматуры для снижения нагрузки на фундамент экономически необоснованно, так как композит стоит дороже.

Долговечность

Можно верить производителям композитной арматуры на слово, о том что срок службы композитной арматуры составляет 80 лет. Но сомнительными их слова делают два факта:

  • Сталь применяется человеком уже долгие годы, о ней много информации, можно довольно точно определить ее срок службы в тех или иных условиях. Композитные стержни — новый материал. Сведений о ее эксплуатации в течение долгого периода, а именно заверенные 80 лет, нет.
  • Композитные пруты — органический материал. Со временем в любом органическом веществе происходит разрыв полимерных связей, так называемый процесс “старения” органики, это приводит к потере свойств материала, иногда к разрушению (например резина становится жесткой и начинает растрескиваться через определенное время).

Возможные области применения

Предыдущий пункт расписывает все в черных красках. Но при его прочтении не стоит забывать о достоинствах материала. Благодаря своим физическим свойствам данный тип арматуры будет хорошим решением для:

  • Армирования кладки. В кладочных растворах часто используются противоморозные и другие агрессивные добавки, которые оказывают плохое влияние на стальные изделия. Стеклопластику такие модификаторы не страшны.
  • Армирование ленточного фундамента. Закладка арматуры в ленточный фундамент часто носит конструктивный характер (без расчета), поэтому стеклопластиковая арматура, легкая и устойчивая к химическим воздействиям может подойти, но применять её стоит осторожно, особенно для массивных зданий и фундаментов на проблемных грунтах (высокий уровень грунтовых вод, пучинистая, просадочная почва и т.д.).
  • Армирование дорожного полотна. Арматура не разрушается при контакте с грунтом.

Помните, что не существует нормативной документации на композитную арматуру (СП, СНиП), поэтому ни один проектировщик не сможет грамотно посчитать конструкцию с такой арматурой. Не может идти никакой речи о применении данной арматуры в плитных фундаментах и ростверках, т.к. растягивающие нагрузки могут быть велики.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент в зависимости о сечения может быть двух типов:

  • прямоугольный;
  • т-образный.

В т-обазной конструкции ленточного фундамента стенка работает только на сжатие, и арматура закладывается в нее без расчета. Подошва при этом воспринимает изгиб и рассчитывается. Стеклопластик можно закладывать в стенку, но в подошву — с осторожностью. Она подойдет только для небольших нагрузок.

При прямоугольном сечении ленточного фундамента композитные стержни применять можно. Это связано с тем, что данная конструкция в основном работает на сжатие. Рабочее горизонтальное армирование (диаметр и количество прутов) определяют из процента армирования, равного, как приводилось ранее 2-3%. Хомуты для небольших зданий подбирают исходя из конструктивных требований в документе «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию», здесь также приведены минимальные диаметры рабочего армирования. В этом документе представлены требования для стальных стержней, для композита нормативов нет, поэтому застройщик может его применять на свой страх и риск.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод: стеклопластиковая арматура еще не изученный до конца материал. Его использование на сегодняшний день возможно только для конструктивного армирования, но для рабочего армирования применять данный материал не стоит. Особенно не подходит композит для армирования балок, перекрытий и ростверков, т.е. там где большие изгибающие и крутящие моменты.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Расчет железобетонных опор: ACI 318-14 и IS456

Железобетонные опоры спроектированы на основе нагрузок и моментов колонн в основании и данных о грунте. Эта статья пролила свет на конструкцию железобетонного фундамента.

Типы железобетонных фундаментов

Ниже приведены типы фондов в порядке предпочтения с точки зрения экономии:

  1. Индивидуальные опоры (изолированные опоры)
  2. Комбинированные опоры (комбинация индивидуальных опор)
  3. Газа фундаментов с подпорной стенкой выступают в качестве полосы луча, где это применимо.
  4. Плотные фундаменты типов (а) плита (б) балка-плита.

Можно также спроектировать опоры кирпичной стены. Часто балки цоколя используются для поддержки кирпичных стен, а также для защиты от землетрясений во всех основных направлениях.

Важные соображения при проектировании опор

Фундаменты

— это конструктивные элементы, передающие на землю нагрузки от здания или отдельных колонн.

Если эти нагрузки должны передаваться должным образом, опоры должны быть спроектированы так, чтобы предотвратить чрезмерную оседание или вращение, чтобы минимизировать дифференциальную оседку и обеспечить адекватную защиту от скольжения и опрокидывания.

Глубина основания

Размер постамента

В случае плоских цементно-бетонных оснований угол между плоскостью, проходящей через нижний край постамента и соответствующей кромкой соединения колонны с постаментом, и горизонтальной плоскостью должен определяться выражением.

Где:

q o: Расчетное максимальное давление на опору у основания опоры / основания в Н / мм 2

: Характеристическая прочность бетона через 28 суток в Н / мм 2

Рис.1: размер постамента

Рекомендации IS 456: 2000, Расчет по предельным состояниям

Для определения площади фундамента, необходимой для надлежащей передачи общей нагрузки на грунт, учитывается общая нагрузка (комбинация статической нагрузки, временной нагрузки и любой другой нагрузки без умножения ее на какой-либо коэффициент нагрузки).

Максимальный изгибающий момент в опорах

Согласно ACI 318-14 раздел 15.4.1 и 15.4.2, а также IS 456: 2000, пункты 34.2.3.1 и 34.2.3.2. Изгибающий момент будет учитываться на поверхности колонны, пьедестала или стены и должен определяться путем прохождения через сечение вертикальной плоскости, которая полностью простирается. поперек основания и по всей площади основания или одной стороне указанной плоскости.

Рис.2: Максимальный изгибающий момент в основании

Проверка прочности на сдвиг для опор

Прочность фундамента на сдвиг определяется двумя факторами:

  1. Фундамент, действующий в основном как широкая балка, с потенциальной диагональной трещиной, проходящей в плоскости по всей ширине, критическое сечение для этого условия следует принять как вертикальное сечение, расположенное от лицевой стороны колонны, пьедестала или стены на расстояние, равное эффективной глубине основания при установке на грунт. Для одностороннего действия на сдвиг номинальное напряжение сдвига рассчитывается как:

Где:

: напряжение сдвига

: факторное вертикальное поперечное усилие

b: ширина критического сечения

d: эффективная глубина

, где: расчетная прочность бетона на сдвиг на основе% продольной арматуры на растяжение. См. Таблицу 61 СП-16)

Армирование — композитные материалы | CompositesLab

Многие материалы могут армировать полимеры.Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются продуктами природного происхождения. Однако большая часть коммерческого подкрепления создается руками человека. Существует множество коммерчески доступных форм армирования, отвечающих требованиям пользователя. Возможность адаптировать архитектуру волокна позволяет оптимизировать производительность продукта, что приводит к снижению веса и затрат.

Хотя многие виды волокон используются в качестве армирующих в многослойных композитных материалах, на стекловолокно приходится более 90 процентов волокон, используемых в армированных пластмассах, поскольку их производство недорогое и они имеют относительно хорошие характеристики прочности к весу.

  • Стекловолокно: На основе алюмооксидно-известково-боросиликатной композиции волокна, произведенные из стекла «E» или «E-CR», считаются преобладающими армирующими элементами для композитов с полимерной матрицей из-за их высоких электроизоляционных свойств, низкой восприимчивости к влажность и высокие механические свойства. Стекло E-CR отличается от стекла E еще большей стойкостью к коррозии. Другие коммерческие композиции включают S-стекло с более высокой прочностью, термостойкостью и модулем, H-стекло с более высоким модулем и стекло AR (стойкое к щелочам) с превосходной коррозионной стойкостью.Стекло, как правило, является хорошим ударопрочным волокном, но весит больше, чем углерод или арамид. Стекловолокно имеет отличные механические характеристики, в некоторых формах оно прочнее стали. Более низкий модуль упругости требует специальной обработки, когда решающее значение имеет жесткость. Стекловолокно прозрачно для радиочастотного излучения и используется в радиолокационных антеннах.
  • Углеродные волокна: Углеродные волокна производятся из органических прекурсоров, включая PAN (полиакрилонитрил), вискозу и смолы, причем последние два обычно используются для низкомодульных волокон.Термины «углеродные» и «графитовые» волокна обычно используются взаимозаменяемо, хотя графит технически относится к волокнам, которые содержат более 99 процентов углерода по сравнению с 93-95 процентами для углеродных волокон на основе ПАН. Углеродное волокно обеспечивает самую высокую прочность и жесткость из всех армирующих волокон. Высокотемпературные характеристики особенно хороши для углеродных волокон. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость, которая является результатом стоимости основного материала и энергоемкого производственного процесса.Композиты из углеродного волокна более хрупкие, чем стекло или арамид. Углеродные волокна могут вызвать гальваническую коррозию при использовании рядом с металлами. Для предотвращения этого используется барьерный материал, такой как стекло и смола.
  • Арамидные волокна (полиарамиды): Наиболее распространенным синтетическим волокном является арамид. Арамидное волокно — это ароматический полиимид, который представляет собой искусственное органическое волокно для армирования композитов. Арамидные волокна обладают хорошими механическими свойствами при низкой плотности с дополнительным преимуществом в виде прочности или устойчивости к повреждениям / ударам.Они характеризуются достаточно высокой прочностью на разрыв, средним модулем упругости и очень низкой плотностью по сравнению со стеклом и углеродом. Арамидные волокна являются изоляторами электричества и тепла и повышают ударопрочность композитов. Они устойчивы к воздействию органических растворителей, горюче-смазочных материалов. Композиты из арамида не так хороши по прочности на сжатие, как композиты из стекла или углерода. Сухие арамидные волокна являются прочными и используются в качестве тросов или канатов и часто используются в баллистических приложениях.Кевлар®, пожалуй, самый известный пример арамидного волокна. Арамид является преобладающим заменителем органического армирующего волокна для стальных лент в шинах.
  • Новые волокна: Полиэфирные и нейлоновые термопластические волокна недавно были введены как в качестве первичного армирования, так и в гибридной конфигурации со стекловолокном. К привлекательным характеристикам можно отнести низкую плотность, разумную стоимость и хорошее сопротивление удару и усталости. Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла.Более специализированные арматуры для высокопрочных и высокотемпературных применений включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической отрасли.

Независимо от материала, арматура доступна в различных формах, чтобы удовлетворить широкий спектр процессов и требований к конечному продукту. Материалы, поставляемые в качестве армирующего материала, включают ровинг, измельченное волокно, рубленые пряди, непрерывный, рубленый или термоформованный мат. Армирующие материалы могут быть спроектированы с уникальной архитектурой волокон и иметь предварительную форму (форму) в зависимости от требований к продукту и производственного процесса.

  • Многоконечные и односторонние ровинги: Ровинги используются в основном в термореактивных компаундах, но могут использоваться и в термопластах. Многоконцевые ровницы состоят из множества отдельных нитей или пучков нитей, которые затем нарезаются и случайным образом осаждаются в матрице смолы. В таких процессах, как формование листов (SMC), преформа и напыление, используется многогранный ровинг. Многоконечные ровницы также могут использоваться в некоторых приложениях для намотки волокон и пултрузии. Односторонний ровинг состоит из множества отдельных нитей, намотанных в одну прядь.Продукт обычно используется в процессах, в которых используется однонаправленное армирование, например, намотка нитей или пултрузия.
  • Маты и вуали: Армирующие маты и вуали из нетканого материала обычно описываются по весу на единицу площади. Например, коврик из рубленых прядей весом 2 унции будет весить 2 унции на квадратный ярд. Тип армирования, дисперсия волокон и количество связующего, которое используется для удержания мата или вуали, определяют различия между матовыми изделиями. В некоторых процессах, таких как укладка вручную, связующее должно растворяться.В других процессах, особенно при прессовании и пултрузии, связующее должно выдерживать гидравлические силы и растворяющее действие матричной смолы во время формования. Следовательно, с точки зрения связующего, производятся две основные категории матов или вуалей, которые известны как растворимые и нерастворимые связующие.
  • Тканые, прошитые, плетеные и трехмерные ткани: Существует множество типов тканей, которые можно использовать для усиления смол в композитах. Разнонаправленное армирование производится путем плетения, вязания, сшивания или плетения непрерывных волокон в ткань из крученой и скрученной пряжи.Ткани можно изготавливать с использованием практически любого армирующего волокна. Чаще всего используются ткани из стекловолокна, карбона или арамида. Ткани обладают ориентированной прочностью и высокими усиливающими нагрузками, которые часто встречаются в высокопроизводительных приложениях. Ткани позволяют точно разместить армирование. Это невозможно сделать с измельченными волокнами или рублеными прядями и возможно только с непрерывными прядями с использованием относительно дорогостоящего оборудования для укладки волокон. Из-за непрерывной природы волокон в большинстве тканей соотношение прочности к весу намного выше, чем у вариантов с разрезанным или рубленым волокном.Сшитые ткани позволяют настраивать ориентацию волокон в структуре ткани. Это может быть большим преимуществом при проектировании устойчивости к сдвигу или кручению.
  • Однонаправленное: Однонаправленное армирование включает ленты, жгуты, однонаправленное жгутовое полотно и ровинг (которые представляют собой совокупности волокон или прядей). Волокна в этой форме все выровнены параллельно в одном направлении и не изогнуты, что обеспечивает высочайшие механические свойства. Композиты с использованием однонаправленных лент или листов имеют высокую прочность в направлении волокна.Однонаправленные листы тонкие, и для большинства структурных приложений требуется несколько слоев. Типичные области применения однонаправленного армирования включают высоконагруженные композитные материалы, такие как компоненты самолетов или гоночные лодки.
  • Препрег: Препрег — это готовый материал, состоящий из армирующей формы и полимерной матрицы. Для изготовления препрега используется пропускание армирующих волокон или форм, таких как ткани, через ванну со смолой. Смола пропитывается (пропитывается) волокном, а затем нагревается для продвижения реакции отверждения до различных стадий отверждения.Доступны термореактивные или термопластические препреги, которые можно хранить в холодильнике или при комнатной температуре в зависимости от составляющих материалов. Препреги можно наносить вручную или механически в различных направлениях в зависимости от требований конструкции.
  • Размолотые: Размолотые волокна — это рубленые волокна, имеющие очень короткую длину (обычно менее 1/8 дюйма). Эти продукты часто используются в термореактивных шпатлевках, отливках или синтаксических пенах, чтобы предотвратить растрескивание затвердевшего состава из-за усадки смолы.

Руководство по композитным материалам: Армирование — NetComposites

Роль армирования в композитном материале заключается в улучшении механических свойств чистой полимерной системы. Все различные волокна, используемые в композитах, имеют разные свойства и поэтому по-разному влияют на свойства композитов. Свойства и характеристики обычных волокон описаны ниже.

Однако отдельные волокна или пучки волокон могут использоваться только сами по себе в некоторых процессах, таких как намотка волокон (описанных ниже).Для большинства других применений волокна должны быть скомпонованы в лист какой-либо формы, известный как ткань, чтобы можно было манипулировать им. Различные способы сборки волокон в листы и разнообразие возможных ориентаций волокон приводят к тому, что существует множество различных типов тканей, каждый из которых имеет свои особенности. Эти различные типы тканей и конструкции будут объяснены позже.

Опубликовано с разрешения Дэвида Криппса, Gurit

http://www.gurit.com


Ткань для развязки

Эти ткани обеспечивают сверхлегкое усиление ткани для композитных материалов.

Узнать больше

Свойства волокна

Охватывает механические свойства армирующих волокон.

Узнать больше

Свойства ламината

Охватывает механические свойства волокон с точки зрения прочности и жесткости.

Узнать больше

Ударный ламинат

Обращает внимание на проблемы, вызванные ударным повреждением.

Узнать больше

Стоимость волокна

Графическая информация о стоимости различных типов волокон.

Узнать больше

Стекловолокно

Объясняет, как формируется стекловолокно и какие варианты доступны.

Узнать больше

Арамидное волокно

Объясняет, как производится арамид и его различные торговые наименования.

Узнать больше

Углеродное волокно

Объясняет производственные процессы, связанные с изготовлением углеродного волокна.

Узнать больше

Сравнение волокон

Обозначает преимущества и недостатки типов волокон.

Узнать больше

Прочие волокна

Охватывает несколько других широко используемых типов волокон.

Узнать больше

Финишное волокно

Объясняет различные виды обработки поверхности волокон.

Узнать больше

Калибровочная химия

Обзор химического состава проклейки и матрицы, подлежащей усилению.

Узнать больше

Типы тканей

Объясняет типы волокна, категории ориентации волокна и методы построения.

Узнать больше

Ткани

Объясняет обычно используемые типы переплетений.

Узнать больше

Гибридные ткани

Объясняет, что подразумевается под термином «гибридная ткань».

Узнать больше

Мультиаксиальные ткани

Объясняет основные характеристики мультиаксиальных тканей.

Узнать больше

Прочие ткани

Покрывает циновку из рубленых прядей, салфетки и тесьму.

Узнать больше

Поделиться статьей

Твиттер

Facebook

LinkedIn

Электронная почта


Перейти к основным материалам

Вернуться к покрытиям

Свойства элемента перекрытия | Tekla Structural Designer User Assistance

Свойства перекрытий (общие)
Общая глубина Задает толщину перекрытия.
Вариант диафрагмы Устанавливает действие диафрагмы по умолчанию для всех элементов перекрытия в родительском перекрытии.
Свойства перекрытий (бетонные плиты)
Тип бетона

• Обычный

• Легкий

Марка / Класс бетона Задает марку бетона.
Тип бетонного заполнителя Задает тип агрегирования.
Класс плотности бетона Только для бетона с нормальной массой, указывает класс плотности.
Плотность в сухом состоянии Задает плотность сухого бетона
Плотность во влажном состоянии Задает плотность влажного бетона
Длительный модуль упругости = Ecm, деленный на …

только композитные плиты и сборные железобетонные изделия)

Коэффициент, на который делится кратковременный модуль упругости для получения долговременного модуля.
Вариант допуска на пондирование, значение допуска на пондирование

(только для композитных плит)

При необходимости выберите значение или процент, а затем соответствующим образом укажите фактическое значение пондирования.
Нанесите заливку на этап строительства

(только композитная плита)

  • Вкл = припуск на затопление применяется на стадии строительства
Нанесите лужу на композитный столик

(только композитная плита)

  • Вкл. = Припуск на затопление применяется на композитной ступени
Свойства настила (где применимо)
Страна, производитель, ссылка, калибр Определяет свойства настила (где применимо).

Армирование плиты для защиты от трещин или пожара

(только композитные плиты и сборные железобетонные плиты с покрытием)

Тип, тип ребра, тип сетки Класс, размер стержня Определяет требования к армированию для защиты от трещин или пожара
Детали верхнего слоя (только сборные)
Топпинг
  • Нет
  • Неконструкционные
  • Строительный
Глубина Глубина доливки, когда выбрано долива, отличное от «Нет».
Расчетные параметры (код головки Еврокод)

Коэффициент постоянной нагрузки

Вам необходимо указать значение параметра постоянной нагрузки. Предполагается, что значение по умолчанию составляет 0,65, но рекомендуется подумать, подходит ли это, и при необходимости скорректировать.

Максимальная ширина трещины

• 0,2

• 0,3

• 0,4

Параметры прогиба
Константа ограничения
Коэффициент постоянной нагрузки

(только Еврокод)

Вам необходимо указать значение параметра постоянной нагрузки.Предполагается, что значение по умолчанию составляет 0,65, но рекомендуется подумать, подходит ли это, и при необходимости скорректировать.
Максимальная ширина трещины

(только Еврокод)

Свойства материала
Модуль упругости, коэффициент Пуассона, модули сдвига, коэффициент теплового расширения Свойства, характерные для деревянных и стальных настилов.

Композитная плита | Tekla User Assistance

КАТАЛОГ Пользовательский интерфейс для отображения или изменения информации в категоризированных списках

Например, каталог профилей и каталог форм являются каталогами.

НАЗВАНИЕ: композитная плита перекрытия, представляющая бетонную конструкцию

В Tekla Structures перекрытие создается путем указания трех или более точек.

Плита может быть, например, частью пола.

ТИП: ШОВ

Этот настраиваемый компонент, который пользователь создает и использует для создания объектов модели, состав которых пользователь может изменять как группу.

создает составную плиту на металлической системе настила, в которой в пределах определенной области создается серия профилей настила стандартной ширины.Компонент также создает необходимые вырезы в выбранной плите под настилом.

Следующие типы металлических настилов из каталога каталога профилей, в котором отображаются профили и информация о профилях.

Помимо профилей, доступных в соответствующей среде Tekla Structures, пользователь может добавлять в каталог профилей фиксированные или параметрические пользовательские профили. Также можно импортировать профили в каталог профилей.

используются, когда в диалоговом окне указаны соответствующий тип и размер деки:

Сначала следует смоделировать следующие детали:

Порядок комплектации:

1.Выберите перекрытие
2. Выберите первую опорную балку
3. Выберите вторую опорную балку, затем щелкните средней кнопкой мыши, чтобы завершить выбор.
4. Укажите начальный край первой деки
5. Укажите конец области деки вдоль

Подсказка 1: Более последовательные результаты представлены, если первая опорная балка находится справа от второго опорного луча и диапазон наносятся вдоль первой опорной балки, как на изображении.

Подсказка 2 : Если плита исчезает при применении компонента, может быть ряд проблем, вызывающих сплошную ошибку:

  • Неправильный порядок выбора элементов (например, слева направо или справа налево)
  • Настил был нанесен в нескольких местах, где смежный настил перекрывает друг друга.Убедитесь, что край деки отведен назад по соседним линиям деки.
  • Настил был уложен с краем больше края плиты. Убедитесь, что свес настила меньше края плиты.

Начиная с v21.1, указанный выше пользовательский компонент доступен во всех шаблонах модели среды США

  • Тип блока CIPcast, на котором бетон формируется, заливается и отверждается в его окончательном положении — детализация арматуры
  • Инжиниринг *
  • Детализация сборного железобетона (скрытая)
  • Детали из стали (скрытые)

Композитные плиты и колонны — Преимущества и основные концепции

Композитные плиты и колонны — Преимущества и основные концепции

Прочтите здесь Введение о композитных конструкциях

Композитные плиты

  • Состоит из профилированного стального настила с монолитным железобетонным покрытием .
  • Настил (профилированная листовая сталь) не только действует как несъемная опалубка для бетона, но также обеспечивает достаточное сцепление с бетоном при сдвиге, так что, когда бетон набирает прочность, два материала действуют вместе вместе
  • Пролет между 3 м и 4,5 м на опорные балки или стены.
  • Если плита не подпирается во время строительства, только настил выдерживает собственный вес влажного бетона и строительные нагрузки. Последующие нагрузки прикладываются к составному сечению.
  • Если плита подперта, все нагрузки должны восприниматься композитной секцией.
  • обычно проектируются как элементы с простой опорой в нормальном состоянии

Профилированный стальной лист

Профилированный стальной лист

  • глубина от 45 мм до более 200 мм
  • Предел текучести от 235 Н / мм2 до минимум 460 Н / мм2
  • Толщина 0,8 мм и 1,5 мм
  • Различные формы обеспечивают Блокировку между сталью и бетоном
  • настил может также использоваться для стабилизации балок от поперечного продольного изгиба во время строительства.
  • стабилизирует здание в целом, действуя как диафрагма для передачи ветровой нагрузки на стены и колонны
  • временная строительная нагрузка обычно определяет выбор профиля настила

Композитные колонны

Различные композитные секции колонн

Сталь-бетонный композит Колонна представляет собой сжимающий элемент, состоящий либо из горячекатаной стальной секции в бетонном корпусе, либо из заполненной бетоном трубчатой ​​секции из горячекатаной стали. Наличие бетона допускается двумя способами.

  • защита от огня
  • Предполагается, что она выдерживает небольшую осевую нагрузку
  • , чтобы уменьшить эффективную гибкость стального элемента, что увеличивает его сопротивление осевой нагрузке.

Жесткость на изгиб стальных колонн Н- или двутаврового сечения намного больше в плоскости стенки («изгиб по главной оси»), чем в плоскости, параллельной фланцам («изгиб по малой оси»). Пластичность колонн круглого типа значительно выше, чем у прямоугольных.Нет необходимости предоставлять дополнительную арматурную сталь для трубчатых секций из композитного бетона. Защита от коррозии обеспечивается бетонированием стальных секций в закрытых колоннах

Хотя локальное продольное изгибание стальных секций может быть устранено, определенно следует учитывать снижение сопротивления сжатию композитной колонны из-за общего продольного изгиба. Сопротивление пластическому сжатию композитного поперечного сечения представляет собой максимальную нагрузку, которую можно приложить к короткой композитной колонне.

Распределение напряжений в корпусе I секции

Аспекты использования композитных конструкций:

  • Архитектурные
  • Экономичные
  • Функциональные возможности
  • Сервис и гибкость
  • Сборка

    0

  • Более длинные пролеты
  • Более тонкие плиты
  • Более тонкие колонны
  • Более широкие возможности для дизайна

Экономичный

  • Уменьшение высоты уменьшает общую площадь здания -> экономия площади облицовки
  • Более длинные пролеты с та же высота -> комнаты без колонн
  • Дополнительные этажи при той же общей высоте здания
  • Более быстрое время возведения:
  • Экономия затрат, досрочное завершение строительства
  • Более низкие финансовые затраты
  • Таким образом, готов к эксплуатации раньше увеличение re общий доход

Функциональность

Противопожарная защита с использованием принципов железобетона, в котором бетон защищает сталь

Сервис и гибкость здания

Адаптируемые конструкции

  • Модификации в течение срока службы здания
  • Изменить услуги, не нарушая неприкосновенность частной жизни других людей
  • Размещение служебных помещений
  1. на потолке
  2. на фальшполе
  3. в ящике для ящика вдоль стен

Монтаж

  • Рабочий платформы из стального настила
  • Несъемная опалубка
  • Армирование профилированной листовой стали
  • Скорость и простота строительства
  • Продукция с контролем качества обеспечивает большую точность

Методы строительства

Традиционно два противодействующих методы строительства, связанные как с особыми преимуществами, так и с заслуживающими упоминания недостатками.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*