АКТУАЛИЗАЦИЯ ТИПОВОЙ СЕРИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ

UPDATING OF A TYPICAL SERIES OF REINFORCED CONCRETE BEAMS USING FIBERGLASS REINFORCEMENT

Nikolay Maslov

student, Department Construction of unique buildings and structures, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты расчета прочности двускатной балки таврового сечения и выполнен сравнительный анализ различных вариантов армирования – стальной и стеклопластиковой арматурой. Сделаны выводы об эффективности применения полимеркомпозитной арматуры для продольного и поперечного армирования бетонных балок.

ABSTRACT

The paper presents the results of calculating the strength of a T–section gable beam and performs a comparative analysis of various reinforcement options - steel and fiberglass reinforcement. Conclusions are drawn about the effectiveness of the use of polymer composite reinforcement for longitudinal and transverse reinforcement of concrete beams.

Ключевые слова: полимеркомпозитная арматура, стеклопластиковая арматура, алгоритмы расчета.

Keywords: polymer composite reinforcement, fiberglass reinforcement, calculation algorithms.

В России армирование железобетонных конструкций покрытий с пролетами 12 метров и более чаще всего осуществляется предварительно напряженной стальной арматурой. Предварительное напряжение позволяет повысить трещиностойкость железобетонной конструкции и снизить её деформативность. Однако, предварительно напряженные конструкции обладают рядом недостатков по сравнению с конструкциями ненапрягаемыми. Например, при отпуске арматуры с упоров на концевых участках элементов могут возникнуть продольные трещины, что нарушает принцип совместной работы арматуры с бетоном.

Для предотвращения такой ситуации используется косвенное армирование концевых участков конструкций в виде сеток различной конфигурации или отдельных стержней. Но дополнительное армирование приводит к перерасходу стали, увеличению собственного веса конструкции и, как следствие, к увеличению стоимости. Использование современных композитных материалов позволяет значительно снизить сложность и стоимость арматурных конструкций.

В данной работе, используя разработанный алгоритм расчета прочности нормальных сечений (алгоритм №1), и алгоритм расчета прочности наклонных сечений (алгоритм №2) изгибаемых бетонных элементов, армированных полимеркомпозитной арматурой, произведён расчет двускатной балки таврового сечения и выполнен сравнительный анализ различных вариантов армирования.

Для железобетонной двускатной балки таврового сечения пролетом 12 метров была принята стальная продольная арматура класса А600; для бетонной балки с полимерным композитным армированием была принята стеклопластиковая арматура АСП с расчетным сопротивлением 1150 МПа. Предполагалось, что класс бетона, размеры поперечного сечения, пролет и нагрузка, действующая на балку, одинаковы для обоих методов армирования (рисунок 1). В результате расчета прочности нормальных сечений необходимая площадь поперечного сечения продольной рабочей стеклопластиковой арматуры АСП получилась почти в 3 раза меньше, чем продольной рабочей стальной арматуры класса А600. Однако, принимая во внимание требование обеспечения минимального процента армирования (для стальной арматуры 0,1 процента; для полимерной арматуры 0,13 процента), требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры в этих случаях получилась практически одинаковой.

Рисунок 1. Алгоритм №1 (фрагмент). Подбор продольной полимерной композитной арматуры в изгибаемом бетонном элементе таврового сечения

Рисунок 2. Алгоритм № 2 (фрагмент). Подбор поперечной полимерной композитной арматуры в изгибаемом бетонном элементе

При расчете диаметра поперечных стержней для балок с одинаковым шагом поперечных стержней потребовалось 2 стержня диаметром 18 миллиметров стальной арматуры класса A240 или 2 стержня диаметром 6 миллиметров арматуры АСП. Диаметр арматуры уменьшился в 3 раза, площадь поперечного сечения в 8,9 раз, масса арматуры на 1 метр в 49,9 раз. Следовательно, проведенные расчеты подтверждают эффективность использования композитной стеклопластиковой арматуры при поперечном армировании бетонных балок.

Список литературы:

1. СП 295.1325800.2017. Конструкции бетонные, армированные полимерной композитной арматурой. Правила проектирования.»
2. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003
3. Захаров А.О., Алешина Е.А., Котова Н.В. Применение алгоритмов расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов при изучении дисциплины «Железобетонные и каменные конструкции» // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 16-18 мая 2017 г. – Новокузнецк : Изд. центр СибГИУ, 2017. – Вып. 21. – Ч. 5: Технические науки. – 390 с. – С. 271-273.