Расчеты

Стеклопластиковая арматура, представляет собой стеклопластиковые стержни диаметром от 4 до 18 мм, с ребристой поверхностью спиралеобразного профиля, состоит из стеклоровинга, связанного полимером на основе эпоксидной смолы. Ее необходимо применять в промышленно-гражданском, дорожном строительстве, а также в бетонных конструкциях с преднапряжённым и ненапряжённым армированием, взамен традиционной стальной арматуры.Важно отметить, что применение стеклопластиковой композитной арматуры увеличивает срок службы конструкций (в первую очередь – фундаментов) в 2 – 3 раза по сравнению с применением металлической арматуры, особенно при воздействии на них агрессивных сред, в том числе содержащих хлористые соли, щелочи и кислоты. Высококачественная стеклопластиковая арматура может использоваться для различных типов фундаментов – плитных, ленточных, столбчатых. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент. Приведем примеры расчетов на дом размером 6 х 6 метров. По данному принципу может быть просчитано абсолютное большинство домов прямоугольной и квадратной формы любой другой необходимой площади.

ПЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ: Расчет количества арматуры и вязальной проволоки

Для плитного фундамента нужно использовать только арматуру с ребристой поверхностью и диаметром не меньше 10 мм, если это металлическая, либо не менее 6 АКС (стеклопластиковая). От диаметра арматуры зависит прочность всей конструкции: чем толще арматура, тем прочнее. При выборе ее толщины стоит ориентироваться на вес дома и тип грунта. Если грунт непучинистый и плотный, т.е. имеет хорошую несущую способность, то под нагрузкой от дома он будет меньше деформироваться и от плиты требуется меньшая устойчивость. Второй фактор – это вес дома. Чем он больше, тем больше нагрузка на плиту и больше ее деформация. Если вы строите легкий деревянный дом на хорошем грунте, то для армирования плиты достаточно будет арматуры диаметром 10 мм. Если тяжелый дом на слабом грунте – то арматуру надо использовать толстую 14-16 мм. Шаг сетки арматурного каркаса плиты обычно составляет 20 см, при таком шаге на нашем фундаменте 6х6 м надо уложить 31 пруток вдоль и столько же поперек, итого 62 прутка. Поясов армирования у плиты надо делать два – верхний и нижний, поэтому общее количество прутков будет 124 штуки, при длине прутка 6 м получаем расход 124 х 6 м = 744 погонных метра арматуры. Помимо этого верхнюю сетку арматуры надо соединить с нижней, это соединение делается в местах пересечения продольных и поперечных прутков арматуры. Таких соединений будет 31 х 31 = 961 штук. Если толщина плиты составляет 20 см, а каркас арматуры находится в 5 см от поверхности, то на каждое соединения нужен пруток арматуры длиной 10 см (20 см толщины минус 5 см снизу и сверху). На все соединения потребуется 0,1 х 961 = 96,1 метра арматуры. Общее количество арматуры на весь плитный фундамент составит 744 м + 96,1 м = 840,1 погонных метра. Чтобы посчитать, сколько нужно вязальной проволоки, необходимо прежде всего определить способ соединения: сначала соединяются продольные и поперечные прутки арматуры нижнего пояса, затем к ним присоединяются вертикальные прутки, и потом к ним продольные и поперечные прутки верхнего пояса. Таким образом, в каждом месте, где пересекаются два горизонтальных прутка и один вертикальный, есть два соединения вязальной проволоки. Таких мест 961 в нижнем поясе и столько же в верхнем. Для вязки одного пересечения прутков нужно 15 см вязальной проволоки, согнутой пополам, то есть 0,3 м чистой длины. Полный расход вязальной проволоки на плитный фундамент составит 0,3 м х 961 х 2 = 576,6 м.В случае использования стеклопластиковой арматуры оптимальным вариантом является использование хомутиков и стяжек из пластика (используются также в проведении телекоммуникационных сетей и электропроводки).

ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ: Расчет количества арматуры и вязальной проволоки

Высота ленточного фундамента обычно значительно больше его ширины: например, ширина 30-40 см, высота 70 см. В этом случае лента гораздо меньше, чем плита, склонна к изгибу, поэтому в ленточном фундаменте можно использовать арматуру меньшего диаметра. При строительстве индивидуальных домов в основном используется металлическая арматура 10-12 мм, реже 14 мм. Еще одна особенность ленты – это использование только двух поясов армирования независимо от высоты фундамента. В верхней и нижней частях ленты в 5 см от поверхности бетона укладывают продольные прутки арматуры, они и принимают на себя нагрузку при деформации ленты. Вертикальные и поперечные прутки арматуры не несут нагрузки, их делают из тонкой и гладкой арматуры. При ширине ленточного фундамента 40 см достаточно использовать всего четыре продольных прутка – два сверху и два снизу. Реже используется армирование по три и четыре прутка в каждом поясе. Такое усиление оправдано на слабом или подвижном грунте или при строительстве массивных домов. Самым оптимальным вариантом при ленточном фундаменте является использование стеклопластиковой арматуры АКС 6, 7 для одноэтажных домов, и АКС 8, 10 для двухэтажных домов и домов с мансардой.Общая длина ленты фундамента под дом 6 м на 6 м с одной внутренней несущей стеной составит 30 м (24 м периметр внешних стен + 6 м под внутренней). Расход ребристой арматуры для продольного армирования в 4 прутка составит 30 м х 4 = 120 м. Вертикальные и поперечные прутки можно устанавливать с шагом 0,5 м. При ширине ленты 30 см и высоте 70 см с учетом отступом от поверхности фундамента в 5 см на каждое соединение будет нужно 1,6 м гладкой арматуры диаметра 6 мм (либо стеклопластиковой арматуры АКС 4, 5). Таких соединений будет 61 штука, общий расход гладкой арматуры будет 97,6 м. Каждое такое соединение имеет 4 связки арматуры. На одну связку нужно 30 см вязальной проволоки, поэтому общий расход вязальной проволоки на ленточный фундамент составит 0,3 м х 4 х 61 = 73,2 м.

СТОЛБЧАТЫЙ ФУНДАМЕНТ: Расчет количества арматуры и вязальной проволоки

Для армирования столбиков достаточно металлической арматуры диаметром 10 мм или стеклопластиковой арматуры 6 АКС. Для вертикальных прутков используется ребристая арматура, горизонтальные прутки используется только для того, чтобы связать их в единый каркас. Обычно арматурный каркас для столбика состоит из 2-4 прутков, длина которых равна высоте столба. Если диаметр столба большой (более 20 см), то надо использовать больше, равномерно распределяя их внутри столба. Для армирования 2-метрового столба диаметром 20 см можно ограничиться четырьмя прутками из арматуры диаметра 10 мм (либо АКС 6), которые расположены на расстоянии 10 см друг от друга и перевязаны в четырех местах гладкой арматурой диаметром 6 мм (АКС 4-5). Расход ребристой арматуры на один столб составит 2 м х 4 = 8 м; длина гладкой 0,4 м х 4 = 1,2 м. При необходимом количестве столбов 30 шт общий расход ребристой арматуры будет 8 м х 30 = 240 м, а гладкой 1,2 м х 30 = 36 м. В одном столбе есть четыре горизонтальных прутка, каждый из которых крепится к четырем вертикальным, поэтому для вязки арматуры на каждый столб необходимо 0,3 м х 4 х 4 = 4,8 м вязальной проволоки. На весь фундамент из 30 столбов потребуется 4,8 м х 30 = 144 м.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ

Технические характеристики стеклопластиковой арматуры. Сравнение с металлической.

Неметаллическая композитная арматура для строительных работ.

Новым армированным элементом для выполнения строительных работ является высокопрочная неметаллическая арматура из композитных материалов.

Неметаллическая арматура выпускается в виде стержней со спиральной рельефностью, любой строительной длины из стеклянных волокон, пропитанных химически стойким полимером. Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой АКСп (МЗПКК).

По результатам исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 80 лет.

Такая долговечность обусловлена высокой химической стойкостью арматуры ко всем известным агрессивным средам - газовая среда повышенных концентраций, хлористые соли, противогололедные реагенты, морская вода и т. д.

Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Дорожное строительство.

• Изготовление бетонных плит для покрытий внутрипостроичных, объездных временных автомобильных и прочих дорог с полной заменой металлической арматуры на композитную арматуру.
• Армирование асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Устраняет колейность, предотвращает разрушение покрытия от образования различных трещин, обеспечивает гарантийный срок службы дороги.

• Строительство насыпей на слабых основаниях (болота, грунты повышенной влажности), притрассовые проезды, временные дороги. Используется сетка из композитной арматуры 8-12 АКСп.

Сетка 1 в основании дороги в сочетании с нетканым материалом 2 и сеткой 3 в средней части дороги.

• Укрепление откосов насыпей, берегов водоемов.

Сетка 1 укреплена на откосе буронабивных сваях 2, армированных композитной арматурой. Конструкция залита слоем бетона 3.

Промышленно – гражданское строительство.

• Использование в бетонных конструкциях зданий и сооружений различного назначения работающих при систематических воздействиях температур не выше +1000С и не ниже -700С. При этом бетонные конструкции могут быть из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.
• Использование для изготовления гибких связей в слоистой кладке кирпичных зданий.
• Ремонт поверхностей поврежденных железобетонных и кирпичных конструкций.

Замена металлической арматуры на неметаллическую композитную

Расчет и конструктирование бетонных изделий производятся в соответствии СНиП 52-01-2003 «бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», а также по «Рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой Р-16-78 (НИИЖБ, 1978г.).

При проектировании строительных конструкций с использованием арматуры следует руководствоваться равенством нагрузок, прикладываемых к армирующим элементам.

Fсеч –поперечное сечение арматуры, мм2

Ррасч- усилие растяжения арматуры при расчетном временном сопротивлении разрыву, н.

Неметаллическая арматура дешевле заменяемой металлической арматуры на 10-20%.