Перекрытия сталежелезобетонные: СТО 0047-2005 (02494680, 17523759) Перекрытия сталежелезобетонные с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Расчет и проектирование
| Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭ |
Сталежелезобетонные перекрытия по профилированному стальному настилу
Библиографическое описание:
Постанен, С. О. Сталежелезобетонные перекрытия по профилированному стальному настилу / С. О. Постанен, А. Ю. Березкина, В. В. Комиссаров, М. О. Постанен. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 26 (130). — С. 74-76. — URL: https://moluch.ru/archive/130/36140/ (дата обращения: 01.10.2020).
Дан обзор истории развития сталежелезобетонных конструкций. Проанализированы основные преимущества и недостатки применения сталежелезобетонных конструкций в современном строительстве. Приведены особенности конструирования сталежелезобетонных перекрытий по профилированному стальному настилу.
Ключевые слова: сталежелезобетонные конструкции, монолитная железобетонная плита, профилированный настил, несъемная опалубка, СПН
В современном строительстве вопрос увеличения прочности и несущей способности конструкций уже не является основным. Этому свидетельствуют многочисленные здания, построенные за последние годы, высота которых достигает сотни метров. Поэтому, одним из важнейших направлений прогресса в строительной области, на данный момент, является увеличение эффективности конструкций. Это подразумевает значительное сокращение материалоемкости, стоимости, трудоемкости и сроков строительства.
Одним из материалов, позволяющим улучшить эти показатели является сталежелезобетон, появившиеся в XIX веке, еще до появления классических железобетонных конструкций. Уже тогда строители заметили, что железные балки, оштукатуренные бетоном, имеют повышенную жесткость, прочность, а также являются более огне- и коррозионностойкими, чем обычные стальные элементы. Экспериментально это было подтверждено испытаниями, проведенными в Англии в 1923 году [1].
В последнее время широкое применение в экономически развитых странах мира получили монолитные сталежелезобетонные перекрытия по стальному профилированному настилу (СПН). В таких плитах СПН используется как несъемная опалубка, включающаяся в работу конструкции как листовая арматура. Начало внедрения изгибаемых железобетонных конструкций с внешней листовой арматурой относится еще к рубежу 40-ых и 50-ых годов прошлого столетия, когда СПН, использовавшийся ранее как несъемная опалубка, был объединен с укладываемым поверх листа бетоном специальными связями с целью вовлечения листа в работу как растянутой арматуры. Наиболее эффективная область их применения в современном строительстве — многоэтажные жилые и административные здания со стальным каркасом в труднодоступных и сейсмических районах, а также промышленные здания.
Наиболее значительными постройками, в которых применялись сталежелезобетонные перекрытия, являются: здание аэропорта в Шереметьево в Москве, здание прессового корпуса АЗЛК, административно-гостиничный комплекс центра международной торговли в Москве, Красноярский завод тяжелых экскаваторов, административное здание Союза писателей РСФСР в Москве, здание Музея обороны в Севастополе и другие. Зарубежный опыт использования сталежелезобетонных перекрытий характеризуется такими многоэтажными сооружениями как Ту Тертл Крик Виллэдж, Парклэйн Тауэр, Хьюстон Лайтинг энд ПауэрКомпэни Электрик Тауэр, Сире Тауэр в США и множество других [2].
Данная конструкция имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными сборными и монолитными перекрытиями из железобетона:
– снижение массы перекрытий на 30–50 % по сравнению железобетонными перекрытиями традиционной конструкции;
– снижения расхода бетона до 30 %, в сравнении с традиционными конструктивными решениями;
– снижение металлоемкости балок каркаса в результате их совместной работы с плитой;
– снижение трудоемкости опалубочных и арматурных работ;
– повышение устойчивости элементов каркаса, благодаря его пространственной работе, обеспеченной жесткими горизонтальными дисками перекрытий;
– возможность прокладки коммуникаций вдоль гофров настила;
– сокращение сроков строительства.
Для применения СПН в качестве внешней рабочей арматуры плиты на стадии эксплуатации, необходимо обеспечить ее сцепление и совместную работу с бетоном следующими способами:
– при прокате профиля настила необходимо выполнить регулярную выштамповку (рифы) в виде вмятин или выпуклостей, глубиной 3–5мм;
– требуется установить анкерные упоры на опорах плиты, как правило, они представлены в виде вертикальных стержней, так называемые стад-болты, которые приваривают к стальным опорным балкам каркаса через профилированный настил.
Стад-болты представляют собой комбинированные стержни диаметром до 25 мм из стали с пределом текучести не менее 350МПа. [3]
Рис. 1. Монолитная сталежелезобетонная плита, армированная профилированным стальным настилом
Еще не так давно в качестве СПН в нашей стране использовались всего два типа профилированных настилов: Н80А-674–0,9 и Н80А-674–1,0 отечественного производства, которые различаются толщиной стали (0,9 и 1,0 мм). На своих гранях они имеют местные локальные выштамповки овальной и призматической формы, предназначенные для повышения сцепления с бетоном. [4]
Однако, благодаря экспериментальным исследованиям ООО «ЦНИИПСК» им. Мельникова, по оценке влияния разных видов выштамповки на сцепление профилированных листов с бетоном, было выявлено, что наиболее эффективной для сцепления настила с бетоном является зигзагообразная выштамповка типа «змейка» по СТО 57398459–002–2011 «Перекрытия железобетонные монолитные с несъемной опалубкой из профилированного листа. Общие технические требования. Проектирование и производство работ».
Высота гофр варьируется в диапазоне от 50 до 157мм. Профили из оцинкованной стали толщиной 0,7–1,5 мм изготавливаются по ГОСТ 14198–80* «Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывной линией. Технические условия» и ГОСТ Р 52246–2004 «Прокат листовой горячеоцинкованный. Технические условия». Профили соединяются между собой по краям с помощью винтов или заклепок.
СПН не допускается применять в качестве внешней арматуры плит при следующих условиях:
– воздействие средне- и сильноагрессивной среды согласно СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии»;
– температура выше 40ºС и ниже -50ºС;
– влажность более 60 %;
– динамические воздействия с коэффициентом асимметрии цикла ρ
Также, в пределах толщины бетона следует предусмотреть противоусадочное армирование в виде сеток из проволоки класса В500, диаметром 3–5 мм, с шагом не более 150мм.
Для монолитных сталежелезобетонных плит разрешается использовать тяжелые бетоны класса прочности на сжатие не ниже В15, а также легкие бетоны класса прочности на сжатие не ниже В12,5. [3]
Анализ сталежелезобетонных конструкций доказывает эффективность их применения как в техническом, так и в экономическом аспекте. Однако, основной проблемой широкого применения сталежелезобетонных перекрытий по СПН в России является отсутствие нормативной базы для проектирования таких конструкций. Создание нормативной базы поспособствует более широкому применению таких конструкций и позволит полноценно использовать их преимущества.
Литература:
- Замалиев Ф. С. Прочность и деформативность сталежелезобетонных изгибаемых конструкций гражданских зданий при различных видах нагружения.: Дис. доктора технич. Наук / Казанский государственный архитектурно строительный университет — Казань, 2013. — 379 с.
- Царикаев В. К. История изобретения железобетона и развития его производства
- Айрумян Э. Л., Каменщиков Н.И, Румянцева И. А. Особенности расчета монолитных плит сталежелезобетонных перекрытий по профилированному стальному настилу // Промышленное и гражданское строительство. — 2015. — № 9. — С. 21–26.
- Айрумян Э. Л., Румянцева И. А. Армирование монолитной железобетонной плиты перекрытия стальным профилированным настилом // Промышленное и гражданское строительство. — 2007. — № 4. — С. 25–27.
Основные термины (генерируются автоматически): несъемная опалубка, Москва, современное строительство, бетон, конструкция, Перекрытие, профилированный настил, профилированный стальной настил, совместная работа.
Сталебетонные плиты перекрытий по профилированному стальному настилу в конструкциях зданий и сооружений
Авторы: Ю.Н.Елисеев, С.Н. Арутюнян
Приведены преимущества сталебетонных плит перекрытий с профнастилом. Представлены разные типы профнастилов и различные виды сталебетонных перекрытий, которые применяются в развитых странах мира, в том числе в России и в США. На основе исследований определены значения предела огнестойкости сталебетонных плит перекрытий для различных вариантов конструкции. Приведенные примеры расчетов и технико-экономические характеристики сталебетонных плит перекрытий по профнастилу позволяют понять диапазон пролетов и экономичность конструкции.
Плиты перекрытий занимают важное место в современных конструкциях зданий и сооружений. В гражданском и промышленном строительстве широко известны следующие железобетонные конструкции:
- сборные из плит заводского изготовления;
- монолитные, которые изготавливаются непосредственно на объекте с использованием опалубки.
В обоих случаях необходима арматура, воспринимающая растягивающие усилия, так как бетон воспринимает растягивающие усилия в 10…20 раз меньше, чем сжимающие.
Еще во второй половине XX века для создания монолитного перекрытия широко использовался обычный профилированный настил (профнастил), чаще всего марки Н-75, который служил несъемной опалубкой. Арматура укладывалась в бетонную плиту как при обычной опалубке. Этот способ значительно удешевлял строительство по сравнению со сборными плитами и ускорял процесс по сравнению с обычными монолитными конструкциями. С развитием науки и технологий появились новые виды профнастила и способы его крепления к элементам каркаса здания.
Все это позволило отказаться от обычной продольной растянутой арматуры в пролете вообще или использовать ее для дополнительного увеличения несущей способности плиты. В работу на восприятие растягивающих усилий профнастил включается с помощью элементов его крепления в сочетании с нанесением на стенки гофры специальных насечек (выштамповок) и иногда и просто отверстий, повсеместно применяемых на родине профнастила – в США.
Различные варианты профнастила для сталебетонных перекрытий представлены на рис. 1Рис. 1 Варианты профнастила для сталебетонных перекрытий с различными выштамповками
Различные конструкции сталебетонных перекрытий приведены на рис. 2, 3.Рис. 2. Сталебетонное перекрытие разработки Группы предприятий «Стальные конструкции»
Конструкция Hoesch Additiv Decke® разработки компании ThyssenKrupp BausystemeКонструкции ComFlor 100, ComFlor 210 разработки компании TATA SteelКонструкция Multidesk разработки компании KingspanКонструкция Cofrastra Décibel разработки компании Arcelor Mittal
Рис. 3. Варианты сталебетонных перекрытий, разработанных в зарубежных странах
Принципиальный вид конструкции представлен на рис 4.Рис 4. Принципиальный вид конструкции сталебетонного перекрытия
Рассмотрим принцип работы сталебетонного перекрытия под нагрузкой. По существу, сталебетонное перекрытие состоит из сталебетонной плиты с профнастилом и несущего основания (опорной балки). В сталебетонной плите с помощью выштамповок и анкерных упоров (анкеров) на опорах обеспечивается совместная работа профнастила с бетоном. При этом возможны три случая работы плиты с профнастилом, в зависимости от положения нейтральной оси по аналогии с работой железобетонных конструкций с жестокой арматурой таврового сечения (рис.5 а; б; в). Анкерные упоры, а при незначительных нагрузках (до 150-200 кг/м2) и электрозаклепки, обеспечивают совместную работу сталебетонной плиты с металлической балкой, создав условный тавр. В условном тавре верхняя полка (сжатая зона), состоящая только из бетона, а также верхней полки и верхней части стенки балки, воспринимают сжимающие усилия, а нижняя часть стенки и нижняя полка (растянутая зона) – растягивающие усилия (рис.5 г). В зависимости от положения нейтральной оси возможен еще один случай, где в сжатую зону входит только верхняя полка балки, а нижняя полка и стенка входят в растянутую зону (рис.5 д).
Рис. 5. Принцип работы сталебетонного перекрытия: а) – нейтральная ось располагается в полке плиты и не пересекает стенок профнастила; б) – нейтральная ось пересекает стенки профнастила; в) – нейтральная ось расположена на уровне верхней полки профнастила г) – нейтральная ось пересекает стенку комбинированной балки; д) – нейтральная ось расположена в верхней полке комбинированной балки
Анкерные упоры передают изгибающий момент на опорные балки, не позволяя бетону сдвигаться относительно профнастила. Тем самым не нарушается целостность конструкции перекрытия. Совместная работа сталебетонной плиты и опорной балки позволяет оптимизировать несущую способность конструкции и экономить общую материалоемкость, а, следовательно, и стоимость перекрытия.
Выштамповки, обеспечивающие совместную работу профнастила с бетоном, имеют различную конфигурацию (см. рис 1). Рисунок зигзагообразных выштамповок (типа «змейка») был предложен еще в 80-ые годы прошлого столетия работниками ЦНИИПСК им. Мельникова В.Ф. Беляевым, Э.Л. Айрумяном и И.А. Румянцевой. При испытаниях за рубежом «змейка» лучше всех выдержала “pull-out” тест по сравнению с другими видами выштамповок, а по сравнению с гладкими стенками она почти в шесть раз увеличила сцепление бетона и профнастила. “Pull-out” тест – испытание на сдвиг бетона относительно профнастила. При натурных испытаниях сталебетонных плит перекрытий с профнастилом без анкерных упоров в опорных сечениях отношение предельной нагрузки плит с выштамповками «змейка» к предельной нагрузке плит с гладкими выштамповками составило 2,5 [1].
В США часто вместо выштамповок применяются отверстия, выполняющие аналогичную функцию. Хотя в случае отверстий на стенках профнастила во время набора прочности в течение некоторого времени часть цемента утекает вместе с «молочком», это практически не влияет на работу конструкций. Имея колоссальный опыт проектирования и устройства такого вида перекрытий, а также отработанную систему внедрения прогрессивных технических решений в практику строительства, западные строительные компании успешно применяют их в зданиях и сооружениях различного функционального назначения, включая высотные и уникальные объекты.
Сталебетонные перекрытия зарекомендовали себя как эффективные проектно-конструкторские решения.
Во-первых, они способны воспринимать нагрузки, возникающие при эксплуатации, в широком диапазоне, что подтверждено расчетами и испытаниями конструкций. Во-вторых, перекрытия обеспечивают требуемую степень огнестойкости (не менее REI90 без дополнительной защиты профилированного настила) [2], обусловленную как конструктивными особенностями, так и возможностью нанесения на открытые участки профнастила специальных огнезащитных составов. В-третьих, возможность изготовления профнастилов значительных длин (до 18-20 погонных метров) обеспечивает проектировщику выбор самой экономичной схемы расчета конструкций зданий и сооружений – одно, двух, трех и много пролетной.
Результаты проведенных Группой предприятий «Стальные конструкции» испытаний сталебетонных перекрытий на несущую способность и огнестойкость подтвердили высокую эффективность конструкции. Так, в процессе испытаний на огнестойкость сталебетонное перекрытие показало время сохранения несущей способности и устойчивость до наступления предельного состояния по критерию REIв 91 мин. Это сопоставимо с результатами испытаний зарубежных аналогов, а также с оценками, полученными в ходе применения расчетно-аналитических методов определения пределов огнестойкости конструкций (табл. 2). Профилированные стальные настилы СКН-50Z-600 и СКН90Z-1000 доказали не только свои высокие несущие свойства, но и отличные огнезащитные характеристики — они препятствуют проникновению огня внутрь конструкции и мгновенно не разрушаются от воздействия высокой температуры.
К настоящему времени в Группе предприятий «Стальные конструкции» выполнены все необходимые работы для широкомасштабного внедрения данного типа перекрытия в строительную практику. Конструкция получила одобрение в научно-техническом совете московского строительного комплекса и внесена в реестр новой техники и технологий (рис. 7). Для проектирования и расчета несущей способности конструкций разработаны новые программные комплексы, такие как NormCAD-а.
| Наличие Стандарта организации на проектирование СБП | ДА (СТО
57398459-002-2011, СТО 57398459-035-2014) |
| Наличие Стандарта организации на монтаж СБП | ДА (СТО 57398459-003-2013) |
| Наличие испытаний СБП на пожаробезопасность в системе сертификации в области пожарной безопасности | ДА (15.10.2009) |
| Наличие патента на инновационную разработку | ДА (27.05.2007) |
| Включение в Реестр новой техники и технологий строительного комплекса г. Москвы | ДА (11.08.2009) |
| Одобрение Научно-техническим советом Москомархитектуры | ДА (27.01.2010) |
| Включение в территориальные сметные нормативы г. Москвы (ТСН-2001) | ДА (25.12.2009) |
| Наличие разрешения на применение от Госстроя России | ДА (11.04.2013) |
| Вывод на зарубежные рынки (Беларусь) и получение технического свидетельства о безопасности | ДА (06.08.2013) |
Рис. 6. Инновационность и нормативно-техническое обеспечение сталебетонного перекрытия разработки Группы предприятий «Стальные конструкции»
Рис. 7. Сталебетонное перекрытие в реестре новой техники и технологий строительного комплекса г. Москвы
Рис. 8. Патенты и сертификаты на сталебетонное перекрытие Группы предприятий «Стальные конструкции»
Какие выгоды принесет использование сталебетонных перекрытий?
Их много. Прежде всего – это высокая несущая способность. Примеры расчета параметров перекрытий приведены в табл. 1.
Табл 1. Примеры расчета параметров перекрытий. Максимальные пролеты сталебетонных перекрытий. Равномерно-распределенная нагрузка – 200 кг/ м2. Тип профнастила — СКН50Z-600
| Схема опирания | Толщина сталебетонного перекрытия, мм | Толщина металла профнастила, мм | ||||
| 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | ||
| Пролет, мм | ||||||
| Однопролетная | 100 | 4340 | 4467 | 4577 | 4705 | 4850 |
| 150 | 5790 | 5966 | 6124 | 6322 | 6533 | |
| 200 | 7073 | 7363 | 7570 | 7820 | 8088 | |
| 250 | 7306 | 7781 | 8203 | 8739 | 9341 | |
| Двухпролетная | 100 | 4441 | 4577 | 4696 | 4832 | 4995 |
| 150 | 5865 | 6049 | 6220 | 6423 | 6647 | |
| 200 | 7073 | 7434 | 7644 | 7899 | 8176 | |
| 250 | 7306 | 7781 | 8203 | 8739 | 9341 | |
Максимальные пролеты сталебетонных перекрытий Равномерно-распределенная нагрузка – 200 кг/ м2. Тип профнастила – СКН90Z-1000
| Схема опирания | Толщина сталебетонного перекрытия, мм | Толщина металла профнастила, мм | ||||
| 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | ||
| Пролет, мм | ||||||
| Однопролетная | 150 | 4845 | 5008 | 5113 | 5267 | 5482 |
| 200 | 6036 | 6238 | 6414 | 6603 | 6897 | |
| 250 | 6827 | 7258 | 7609 | 7877 | 8238 | |
| Двухпролетная | 150 | 5206 | 5395 | 5570 | 5746 | 6032 |
| 200 | 6344 | 6590 | 6801 | 7007 | 7354 | |
| 250 | 6827 | 7258 | 7680 | 8110 | 8616 | |
Во-вторых, высокая степень огнестойкости конструкции. Расчетные значения предела огнестойкости сталебетонных перекрытий для различных вариантов конструкции приведены в табл. 2.
В дополнение к этому, сталебетонные перекрытия имеют множество иных конкурентных преимуществ:
Высокие технические характеристики по прочности, жесткости и трещиностойкости. Отсутствие необходимости использования по всей длине пролета плиты продольной растянутой стержневой арматуры и обусловленное этим существенное снижение металлоемкости. Уменьшение толщины перекрытия, и как следствие увеличение полезной высоты помещений при неизменной высоте этажа или сокращение общей высоты здания, что обусловливает снижение затрат на обшивку здания, вертикальные несущие конструкции и обеспечивает большее пространство под инженерные сети. Высокая скорость укладки перекрытий. Сокращение трудозатрат и соответственно сроков монтажа перекрытий в 3,0 – 4,0 раза в сравнении с традиционными монолитными перекрытиями [3]. Нет необходимости во вспомогательных опорах на стадии бетонирования. Таким образом, не происходит ни перераспределения моментов, обусловленного осадкой колонн, ни деформации ползучести, обусловленной собственным весом конструкции. Такая технология, оказывающая положительный эффект на устойчивость бетона к трещинам, широко применяется в строительстве автомобильных парковок. Низкая стоимость конструкции. Уменьшение массы перекрытия на 30-50% по сравнению с традиционными монолитными перекрытиями. Объем бетона может быть уменьшен примерно до 60% от того количества, которое понадобилось бы для подобной монолитной железобетонной конструкции. В свою очередь, это влечет за собой уменьшение затрат на несущий каркас и фундамент. Последнее особенно важно при производстве работ в условиях реконструкции зданий и сооружений. Высокая надежность и долговечность конструкции. Высокая эксплуатационная технологичность и эстетический внешний вид. Специальная геометрия профиля и высококачественное декоративно-защитное покрытие делают сталебетонное перекрытие особенно удобным при использовании в качестве конструкции с видимой нижней стороной. Отсутствие потребностей в мощном подъемно-транспортном оборудовании, возможность устройства небольшими бригадами на небольших строительных площадках, в ограниченном пространстве и в труднодоступных районах. Безопасность производства строительно-монтажных работ с возможностью укладки перекрытий одновременно на нескольких этажах здания. При этом рабочие не мешают друг другу при проведении работ.
Кроме того, конструкция сталебетонного перекрытия позволяет прокладывать трубы, провода линий телекоммуникаций внутри гофров настила, закрытых снизу фальшпотолками (подвесными потолками), легко доступными и удобными для ремонтно-эксплуатационных служб.
В совокупности взятое, это приводит к существенным преимуществам сталебетонных перекрытий по сравнению с традиционными решениями.
Сравнительные технико-экономические характеристики перекрытий (1,2х6,0 м) различного конструктивного исполнения (монолитных плит перекрытий с использованием горячекатаной арматуры и с несъемной опалубкой из профилированного стального листа типа СКН50Z-600) приведены на рис9.
Рис.9. Сравнение технико-экономических характеристик плит перекрытий с размерами 1,2х6,0 м
Вывод:
Сталебетонные перекрытия с использованием профилированных стальных настилов специальной формы зарекомендовали себя как конструкции с высокими технико-экономическими показателями. При использовании данных конструкций стоимость плиты перекрытия, в сравнении с монолитной плитой из горячекатаной арматуры, сокращается примерно в 1,25 раза, а трудоемкость изготовления и монтажа – почти в 3,5 раза. При этом обеспечиваются требуемые параметры огнестойкости и надежности конструкции. Совместная работа элементов конструкции позволяет снижать ее материалоемкость, в том числе — металлоемкость каркаса зданий.
Библиографический список
сталежелезобетонные перекрытия — это… Что такое сталежелезобетонные перекрытия?
- сталежелезобетонные перекрытия
3.2 сталежелезобетонные перекрытия: Перекрытия со стальными балками и монолитной железобетонной плитой по ним;
3.2 сталежелезобетонные перекрытия: Междуэтажные перекрытия со стальными балками и монолитной железобетонной плитой по ним.
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- Сталежелезобетонное пролетное строение
- сталемедная проволока
Смотреть что такое «сталежелезобетонные перекрытия» в других словарях:
СТО 0047-2005: Стандарт организации. Перекрытия сталежелезобетонные с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Расчет и проектирование — Терминология СТО 0047 2005: Стандарт организации. Перекрытия сталежелезобетонные с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Расчет и проектирование: 3.5 анкерный упор: Стальной холодноформованный уголок фирмы «Хилти», закрепленный … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТО 0062-2009: Стандарт организации. Упоры анкерные стержневые системы КОСО и технология их приварки к стальным балкам монолитных сталежелезобетонных перекрытий и закладным пластинам. Технические требования — Терминология СТО 0062 2009: Стандарт организации. Упоры анкерные стержневые системы КОСО и технология их приварки к стальным балкам монолитных сталежелезобетонных перекрытий и закладным пластинам. Технические требования: 3.4 анкерные упоры:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Саяно-Шушенская ГЭС — Саяно Шушенская ГЭС … Википедия
комбинированная балка — 3.4 комбинированная балка: Стальная балка, работающая совместно с монолитной железобетонной плитой, за счет анкерных упоров, установленных по верхнему поясу балки; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Загорская ГАЭС — Загорская ГАЭС … Википедия
анкерный упор — 3.5 анкерный упор: Стальной холодноформованный уголок фирмы «Хилти», закрепленный к стальной балке с помощью дюбелей; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
дюбель — 3.8 дюбель: Стальной гвоздь с шайбой для крепления настила к стальным, бетонным и каменным конструкциям с помощью пристрелки специальным пистолетом; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
неполное соединение в комбинированной балке — 3.8 неполное соединение в комбинированной балке: Соединение монолитной плиты и балки, в котором установленное количество анкеров не обеспечивает восприятие расчетного сдвигающего усилия; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
полное соединение в комбинированной балке — 3.7 полное соединение в комбинированной балке: Соединение монолитной плиты и балки, в котором расчетное сдвигающее усилие воспринимается полностью необходимым количеством анкеров; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
самонарезающий винт — 3.6.9 самонарезающий винт: Винт, изготовленный из материала с более высоким сопротивлением деформации, внедряющийся путем вращения в отверстие, выполненное в материале с меньшим сопротивлением деформации, чем у винта. Винт выполнен с конусной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПРЕИМУЩЕСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ИЗ СТАЛЬНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОЛОВ
16. Балочно-перекрытие.
ENDP311 Конструктивный бетонный дизайн 16.Конструкция балки и перекрытия Система балок и перекрытий Как работает перекрытие? L-образные и тавровые балки Удерживающие балку и плиту вместе Школа гражданского строительства Университета Западной Австралии
Дополнительная информацияВВЕДЕНИЕ В БЕТОННЫЕ ПОКРЫТИЯ
ВВЕДЕНИЕ В БЕТОННЫЕ Тротуары Резюме Арво Тинни Консультации по вопросам управления Тинни Февраль 2013 г. В этом документе описывается опыт и методологии проектирования бетонных покрытий в Австралии.Это
Дополнительная информацияВведение в балки
ГЛАВА Проектирование конструкционной стали Метод LRFD ВВЕДЕНИЕ В БАЛКИ Третье издание Инженерная школа А. Дж. Кларка Департамент гражданского и экологического проектирования Часть II Проектирование и анализ конструкционной стали
Дополнительная информацияПрочность бетона
Глава Прочность бетона.1 Важность силы 2 Требуемый уровень силы ВИДЫ СИЛЫ. Прочность на сжатие.4 Прочность на изгиб.5 Прочность на растяжение.6 Сдвиг, кручение и комбинированные напряжения.7
Дополнительная информацияЗатвердевший бетон. Лекция № 14
Твердый бетон Лекция № 14 Прочность бетона Прочность бетона обычно считается его наиболее ценным свойством, хотя во многих практических случаях и другие характеристики, такие как прочность
Дополнительная информацияМАТЕРИАЛЫ И МЕХАНИКА ГИБКИ
ГЛАВА Конструкция из железобетона Пятое издание МАТЕРИАЛЫ И МЕХАНИЗМЫ ИЗГИБА A.Школа инженеров Дж. Ларка, Департамент гражданской и экологической инженерии, часть I, проектирование и анализ бетона b FALL
Дополнительная информацияПожарные и бетонные конструкции
Противопожарные и бетонные конструкции Авторы: Дэвид Н. Билоу, P.E., S.E., директор по проектированию конструкций, Portland Cement Association 5420 Old Orchard Road, Skokie, IL 60077, телефон 847-972-9064, электронная почта: [email protected]
Дополнительная информацияСтресс-деформационные отношения
Взаимосвязь напряжений и деформаций Испытания на растяжение Одним из основных компонентов в изучении механики деформируемых тел являются резистивные свойства материалов.Эти свойства относятся к напряжениям
Дополнительная информация1.5 Бетон (Часть I)
1.5 Бетон (Часть I) В этом разделе рассматриваются следующие темы. Составляющие бетона Свойства затвердевшего бетона (Часть I) 1.5.1 Составляющие бетона Введение Бетон — композитный материал
Дополнительная информацияОптимизация конструкции плоских балок
Оптимизация конструкции плоской балки NSCC29 R.Abspoel 1 1 Подразделение структурной инженерии, Делфтский технологический университет, Делфт, Нидерланды РЕФЕРАТ: В проектировании стальных пластинчатых балок высокая степень
Дополнительная информацияРисунок 5-11. Испытательная установка
5.5. Процедура нагрузки Для нагрузочных тестов использовалась конфигурация с равномерной нагрузкой. Для этого использовалась воздушная камера, размещенная на верхней поверхности плиты, и нагрузка прикладывалась путем постепенного увеличения
Дополнительная информация9.3 Двусторонние плиты (Часть I)
9.3 Двусторонние плиты (Часть I) В этом разделе рассматриваются следующие темы. Введение Анализ и особенности проектирования при моделировании и анализе Распределение моментов по полосам 9.3.1 Введение Плиты
Дополнительная информацияДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТАЛЬНОГО ВОЛОКНА
Международный журнал гражданского строительства и технологий (IJCIET), том 7, выпуск 2, март-апрель 2016 г., стр.179 184, идентификатор статьи: IJCIET_07_02_015 Доступно в Интернете по адресу http://www.iaeme.com/ijciet/issues.asp?jtype=ijciet&vtype=7&itype=2
Дополнительная информацияКак сделать стальную балку
Resistenza a taglio di travi in calcestruzzo fibrorinforzato Università degli Studi di Brescia [email protected] Милан 17 июня 2015 г. Краткое описание Фактор действия на сдвиг, влияющий на прочность на сдвиг
Дополнительная информацияЖелезобетонная конструкция
ОСЕНЬ 2013 C C Конструкция из железобетона CIVL 4135 ii 1 Глава 1.Введение 1.1. Задание для чтения Глава 1, разделы с 1.1 по 1.8 текста. 1.2. Введение При проектировании и анализе армированного
Дополнительная информацияAPE T углепластик Аслан 500
Полимерная лента, армированная углеродным волокном (CFRP), используется для структурного усиления бетона, кирпичной кладки или деревянных элементов с использованием техники, известной как укрепление на поверхности или NSM. Использование CFRP
Дополнительная информацияКонтроль качества: Приложение-А.
Контроль качества: Качество построенных работ было проверено нашими сотрудниками в соответствии с периодичностью и положениями, указанными в разделе 900 MoRT & H, и в соответствии с положениями, указанными в Соглашении о концессии.
Дополнительная информацияСтатика конструктивных опор
Статика опор конструкции ВИДЫ СИЛ Внешние силы воздействия других тел на рассматриваемую конструкцию.Силы внутренних сил и пары, действующие на элемент или часть конструкции
Дополнительная информацияАнализ структурной целостности
Анализ целостности конструкции 1. КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ Игорь Кокчаров 1.1 НАПРЯЖЕНИЯ И КОНЦЕНТРАТОРЫ 1.1.1 Напряжение Приложенная внешняя сила F вызывает внутренние силы в несущей конструкции. Внутренние силы
Дополнительная информацияОпалубка для бетона
ВАШИНГТОНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДЕПАРТАМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ CM 420 ВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Зимний квартал 2007 г. Профессор Камран М.Опалубка Nemati для проектирования горизонтальной и горизонтальной бетонной опалубки
Дополнительная информация .Бетон, армированный волокном — Что нужно знать перед покупкой »Canzac
Как показывает практика, волокна небольшого диаметра обычно используются там, где контроль распространения трещин является наиболее важным аспектом при проектировании. Большое количество волокон (количество волокон на кг) позволяет более тонко распределить арматуру из стальных волокон по матрице и, следовательно, лучше контролировать трещины в процессе сушки. С другой стороны, поскольку они демонстрируют лучшее сцепление с матрицей при высоких деформациях и большой ширине трещин, более длинные, сильно деформированные волокна обеспечивают лучшую «прочность» после растрескивания.Однако, в отличие от более коротких волокон, резко уменьшенное количество волокон в более длинном продукте соответственно снижает контроль над начальным распространением трещин.
СВОЙСТВА УСИЛИЯ
Когда стальные волокна добавляются в строительный раствор, портландцементный бетон или огнеупорный бетон, прочность на изгиб композита увеличивается с 25% до 100% — в зависимости от пропорции добавленных волокон и состава смеси. Технология стального волокна фактически превращает хрупкий материал в более пластичный.Катастрофическое разрушение бетона практически исключается, потому что волокна продолжают поддерживать нагрузку после появления трещин. И хотя измеренные темпы улучшения различаются, бетон, армированный стальным волокном, демонстрирует более высокую прочность на изгиб после трещины, лучшее сопротивление растрескиванию, улучшенную усталостную прочность, более высокое сопротивление отслаиванию и более высокую прочность на первые трещины, на рисунке 2 показана прочность бетона на изгиб при армировании с различной пропорцией волокон. . Кроме того, деформированные волокна обеспечивают надежное механическое соединение в бетонной матрице, препятствуя выдергиванию.Доступны стальные волокна длиной от 38 мм до 50 мм и соотношением сторон от 40 до 60. Волокна производятся либо деформированными, либо с крючковатым концом, и соответствуют ASTM A-820.
| |
ПЛИТЫ НАПОЛЬНОЙ ПЛИТЫ ИЗ СТАЛЬНОГО ВОЛОКНА АРМИРОВАННОГО БЕТОНА (SFRC)
Традиционная практика обычно концентрирует армирование сварной проволочной сеткой в одной плоскости плиты перекрытия. Ткань очень мало способствует укреплению внешних зон, поэтому на стыках и краях часто наблюдается скалывание.Основная функция сварной проволочной сетки — удерживать плиту перекрытия вместе после того, как первые небольшие микротрещины переросли в более крупные трещины. Это служит для поддержания некоторой степени «структурной целостности». Традиционный подход к плитам перекрытия состоит в том, чтобы поддерживать «целостность материала» с помощью смесей SFRC. Эта целостность обеспечивается:
- Повышение начальной прочности первой трещины.
- Большое количество волокон, перехватывающих микротрещины и предотвращающих их распространение за счет контроля прочности на разрыв.
- В отличие от арматуры и сварной проволочной сетки, волокна рассредоточены по всей плите для изотропного армирования, поэтому нет слабой плоскости, по которой может проследовать трещина.
- Повышение прочности на изгиб может позволить использовать более тонкую плиту и избавиться от громоздкой сварной проволочной сетки.
- Плиты SFRC способны выдерживать любую нагрузку, будь то коммерческое использование в легких условиях или тяжелое производство. Единственная переменная — это количество добавляемого волокна, которое может составлять всего 12.От 5 кг / м3 до 100 кг / м3.
КАК ОНИ ЭКОНОМИЮ ВРЕМЯ И ДЕНЬГИ
Полное устранение армирования стальной тканью, экономия материалов и рабочей силы
- Уменьшите толщину плиты, что снизит затраты на бетон и укладку.
- Возможности увеличения расстояния между швами. Экономия на затратах на формирование и обслуживание стыков
- Простота конструкции. Более простые соединения и отсутствие ошибок в позиционировании стальной ткани
- Увеличьте скорость строительства.Экономьте время и сокращайте расходы.
ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
- Значительно снижен риск растрескивания.
- Края стыков с уменьшенным скалыванием.
- Более прочные суставы.
- Высокая ударопрочность.
- Повышенная усталостная выносливость.
- Снижение затрат на техническое обслуживание.
- Увеличенный срок службы
ТИПОВЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВКЛЮЧАЮТ
Промышленные плиты первого этажа — склады, фабрики, подвесы для самолетов, дороги, мосты, парковочные места, взлетно-посадочные полосы, перроны и рулежные дорожки, коммерческие и жилые плиты, сваи, торкрет-бетон, туннели, дамбы и стабилизация.
ПОВЫШЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Бетон, армированный стальной фиброй, представляет собой литьевой или распыляемый композитный материал, состоящий из гидравлических цементов, мелких или мелких и крупных заполнителей с дискретными стальными волокнами прямоугольного поперечного сечения, случайным образом распределенными по матрице. Стальные волокна укрепляют бетон, сопротивляясь растрескиванию. Фибробетон имеет более высокую прочность на изгиб, чем неармированный бетон и бетон, армированный сварной сеткой. Но в отличие от обычного армирования, которое усиливается в одном или, возможно, двух направлениях, стальные волокна изотропно армируются, значительно улучшая сопротивление бетона растрескиванию, фрагментации, растрескиванию и усталости.Когда неармированная бетонная балка подвергается нагрузке изгибом, ее прогиб увеличивается пропорционально нагрузке до точки, в которой происходит разрушение и балка разламывается. Это показано на Рисунке 1. Обратите внимание, что неармированная балка выходит из строя в точке A и прогибается B. Балка, армированная стальным волокном, выдержит большую нагрузку до того, как возникнет трещина в кулаке (точка C). Он также подвергнется значительно большему прогибу перед тем, как балка развалится (точка D). Повышенный прогиб от точки B к точке D отражает ударную вязкость, придаваемую армированием волокном.Нагрузка, при которой возникает первая трещина, называется «прочностью первой трещины». Первая трещиностойкость обычно пропорциональна количеству волокна в смеси и ее конструкции.
Для объяснения механизма усиления были предложены две теории. Первый предполагает, что по мере того, как расстояние между отдельными волокнами становится ближе, волокна лучше способны задерживать распространение микротрещин в матрице. Вторая теория утверждает, что усиление механизма армирования волокном связано со связью между волокнами и цементом.Было показано, что микротрещины в цементной матрице возникают при очень малых нагрузках. Затем стальные волокна служат небольшими арматурными стержнями, проходящими через трещины. Таким образом, пока связь между волокнами и цементной матрицей остается неповрежденной, стальные волокна могут нести растягивающую нагрузку. Площадь поверхности волокна также является фактором прочности соединения. Прочность сцепления также можно повысить с помощью деформированных волокон, которые доступны в различных размерах.
ДИЗАЙН СМЕСЕЙ ПРОДУКЦИИ
Пропорции стальных волокон в смесях обычно находятся в диапазоне от 0.От 2% до 2,0% (от 15 до 150 кг / м3) от объема композита. Ключевые факторы, которые следует учитывать, во многом зависят от рассматриваемого приложения и / или физических свойств, желаемых в готовом проекте. Конструкции смесей с пропорциями волокон выше 60 кг / м3 обычно корректируются с учетом присутствия миллионов армирующих элементов из стальных волокон. Корректировки включают увеличение коэффициента цементирования, уменьшение верхнего размера крупного заполнителя и добавление суперпластификатора. Рекомендуется тестирование прототипа для определения оптимального дизайна для каждого приложения.
преимущества
Армирование бетона стальной фиброй дает прочный бетон с высокой прочностью на изгиб и усталостный изгиб, улучшенной стойкостью к истиранию, растрескиванию и ударам.
Отказ от традиционной арматуры и в некоторых случаях уменьшение толщины сечения может способствовать значительному повышению производительности. Стальные волокна могут обеспечить значительную экономию затрат, наряду с уменьшенным объемом материала, более быстрым строительством и сокращением затрат на рабочую силу.
Случайное распределение стальных волокон в бетоне гарантирует, что напряжение без трещин будет размещаться по всему бетону. Таким образом, микротрещины перехватываются до того, как они появятся и ухудшат характеристики бетона.
Стальная фибра — гораздо более экономичная альтернатива конструкции.
недостатки
Стальные волокна не будут плавать на поверхности должным образом обработанной плиты, однако плиты, поврежденные дождем, позволяют обнажить как заполнитель, так и волокна, и будут выглядеть как эстетически плохие, сохраняя при этом структурную прочность.
Волокна могут заменять армирование во всех конструктивных элементах (включая первичное армирование), однако в каждом элементе будет точка, в которой экономия затрат альтернативного волокна и экономия конструкции уменьшатся.
Необходимо строго контролировать отходы бетона, чтобы свести их к минимуму. Бетонные отходы — это потраченные впустую волокна.
Посмотреть ассортимент
СТАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ ПОДХОДЯЩИЕ СТАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА ДЛЯ ВАШЕГО ПРОЕКТА.
.Новые области применения бетона, армированного стальным волокном …
После многих лет исследований и разработок стали доступны не только рекомендации, но и нормы для проектирования и изготовления бетона, армированного стальным волокном. Немецкие директивы, например, являются дополнением к нормам Германии по строительному бетону и включены строительным ведомством в список официальных строительных материалов. В Модельном кодексе 2010, который должен быть научным и служить шаблоном для будущей версии Еврокода, целая глава посвящена проектированию и строительству стального фибробетона с традиционным армированием или без него (комбинированное армирование).Дальнейшие инструкции разработаны в разных странах.
Вышеупомянутые стандарты охватывают новый диапазон применений, например фундаментные плиты многоэтажных зданий, облицованные стеллажи, несущие полы, водонепроницаемые полы и многие другие типы плит, к которым предъявляются высокие требования к конструкции и удобству эксплуатации.
Область применения была расширена благодаря обширной работе комитета, но также был достигнут прогресс в области производства стальной фибры как таковой.После многих лет исследований на рынке появляются новые типы стальной фибры, которые поднимают производительность на новый уровень.
1. Введение
Вопрос о «необходимости» новых типов волокон для SFRC находит ответ при рассмотрении всех недавних возможностей применения, которые появились в результате многолетнего опыта работы с этим строительным материалом и которые после многих лет работы комитета поддерживаются руководящими принципами, стандартами и правилами. . В частности, немецкая директива SFRC, которая включена в список официальных строительных материалов, представляет собой директиву с кодовым символом и позволяет множество приложений для SFRC и комбинированного армирования.
Типовой кодекс 2010 года широко рассматривается как состояние науки и может быть одним из документов, который послужит шаблоном для будущей версии Еврокода, в которой, вероятно, будет участвовать SFRC. В рамках Модельного кодекса 2010 SFRC рассматривается и подлежит проектированию и строительству для структурных приложений.
2. Краткий обзор свойств стальной фибры
В следующем обзоре представлены три основных параметра свойств стальной фибры. Характеристики SFRC в основном основаны на этих свойствах стального волокна.Следующие предписания действуют для типичных классов прочности бетона от C20 / 25 до C35 / 45.
Анкоридж
Крепление стальной фибры спроектировано так, чтобы обеспечить контролируемое вырывание при повышенной деформации. Здесь решающую роль играет сопротивление вырыванию из бетонной матрицы. Проверенная система представляет собой типичный тип крепления с крюком на конце. Он обеспечивает достаточное сопротивление выдергиванию и в то же время обеспечивает механизм контролируемого вытягивания волокна.
Прочность на разрыв
Предел прочности на разрыв стальной фибры необходимо согласовать с типом крепления. Таким образом можно наилучшим образом использовать предел прочности при растяжении при сохранении пластичности. Для проволоки с более высоким пределом прочности на разрыв без адаптации прочности анкеровки предел прочности на разрыв фактически не будет использоваться приблизительно. В случае слишком сильного закрепления без адаптации прочности на разрыв может наблюдаться хрупкое поведение материала, результатом которого является разрыв волокна.Волокна нормальной прочности с типичным одинарным крючком оказались лучшими для стальных волокон, обычных на рынке.
Пластичность
Пластичность может быть термином и свойством материала, которые в основном связаны с SFRC. Бетон реагирует хрупко, как и волокна. Для всех типичных стальных волокон, известных на рынке, определяют пластичность с помощью вышеупомянутой процедуры вытягивания. Это не пластичность проволочного типа!
3. Новое поколение стальной фибры
Bekaert создал семейства волокон, чтобы четко различать волокна с разными уровнями производительности.Все известные волокна с типичным креплением на концах с крючками и нормальной прочностью на разрыв около 1100 Н / мм² входят в семейство волокон Dramix® 3D. Все типичные применения применимы к этим типам волокон, при этом сохраняется основной механизм вытягивания волокна.
Логическим развитием было увеличение предела прочности на разрыв до проволоки с высокой прочностью на разрыв 1500 Н / мм² и, соответственно, улучшение типа анкеровки (двойной крючок) для эффективного использования прочности проволоки. Эта разработка поднимает производительность на более высокий уровень, но дополнительно поддерживает механизм извлечения, как описано ранее.Компания Bekaert объединила эти волокна в семейство волокон Dramix® 4D. Серия Dramix® 4D разработана с учетом оптимального удобства обслуживания.
Совершенно новая разработка для стальной фибры предлагается серией Dramix® 5D. Уникальность этого типа волокон заключается в механизме действия SFRC. Анкерное крепление выполнено в виде крюка идеальной формы, который полностью закреплен в бетоне и не соответствует стандартной процедуре извлечения. Следовательно, вытягивание волокна не обеспечивает пластичность.Напротив, для стальных волокон в качестве исходного материала используется особый материал, особый тип обработанной проволоки: проволока со сверхвысокой прочностью на разрыв, которая сама по себе обладает огромной способностью к деформации (рис. 1).
При полном закреплении волокна типа 5D защелкивания можно избежать из-за деформирующей способности его материала. Это совершенно новый принцип для SFRC, подход, похожий на конструкционный бетон. Этот способ действия позволяет максимально использовать предел прочности на разрыв и дает логическое обоснование для использования проволоки сверхвысокой прочности на разрыв.На рисунке 2 показано использование прочности на разрыв волокна Dramix® 3D, 4D и 5D в эталонном бетоне: отчетливо видно оптимизированное использование прочности на разрыв для волокна типа 5D. Это исследование основано на тесте на вытягивание одного волокна.
Хорошо зарекомендовали себя в качестве меры производительности для SFRC статические испытания пучка. Для волокон 5D, используемых в этих испытаниях балок, можно наблюдать множественное растрескивание, что указывает на характеристики, превышающие прочность бетона на изгиб.Волокна 5D демонстрируют поведение материала с деформационным упрочнением при нормальных / обычных дозах в этих статически определенных испытаниях пучка; поведение, которое до настоящего времени не было связано со стальной фиброй. Тип волокна 5D разработан для самых сложных условий, в частности, для проверок расчетов по предельному состоянию бетонных конструкций. На рисунке 3 показаны типичные результаты испытаний пучка в соответствии с EN 14651 для волокон 3D, 4D и 5D.
4. Масштабные испытания
Чтобы проверить эффективность нового типа волокна Dramix® 5D, в Университете Кайзерслаутерна были проведены крупномасштабные испытания плит с упругим слоем.Было проведено сравнение с типичными трехмерными волокнами, которые также были протестированы таким же образом. Крупномасштабные испытания подтвердили высокий уровень эффективности новых типов волокон 5D. По сравнению с обычными типами волокон волокна 5D продемонстрировали впечатляющие характеристики как с более высокой несущей способностью, так и с гораздо более выраженным эффектом множественного растрескивания при значительно меньшем раскрытии трещин.
Для проверки свойств материала, а также для использования в качестве основы для обратного расчета балки были отлиты и испытаны в соответствии с EN 14651 и определениями Немецкого руководства.Испытания балок с волокнами 5D четко выявили деформационное упрочнение в этих одинарных пролетных балках, поведение материала, которое никогда не было связано с типичными стальными волокнами, а скорее отражает поведение конструкционного бетона.
5. Возможности рынка
Хорошо известные области применения
Использование SFRC в основном связано с промышленными полами, подземными работами, сборными железобетонными изделиями и второстепенными жилыми помещениями. Что касается полов, то, как правило, этажи не являются конструктивными (здание возводится на фундаменте, затем пол укладывается позже и не нарушает целостность здания).Внедрены различные методы строительства, такие как распил или бесшовные полы для внутренних или внешних помещений для различных видов использования, и они останутся основными областями применения SFRC. Многие другие хорошо зарекомендовавшие себя области применения показаны на рис. 6. Существовало нежелание использовать конструкции, основной причиной которых было отсутствие стандартов и ограниченные характеристики типичных стальных волокон.
Новые области применения SFRC с акцентом на SLS и / или ULS
Большие поверхности, интенсивное использование, без стыков:
Бесшовные промышленные полы все чаще заменяют бесшовные полы.В то время как у бесшовных полов есть усадочные швы каждые 40 метров или менее, у бесшовных полов нет вообще никаких швов, независимо от того, насколько велика поверхность пола. Оптимизированный контроль трещин и высокая ударопрочность серии Dramix®4D в сочетании только с верхней сеткой обеспечивают интенсивное использование системы и снижение затрат на обслуживание и ремонт.
Гидроизоляционные полы, водонепроницаемые конструкции и плиты с покрытием
Серия Dramix® 4D была специально разработана для обработки трещин между 0.1 и 0,3 мм, что позволяет создавать прочные гидроизоляционные и / или водонепроницаемые конструкции с самыми строгими требованиями к удобству обслуживания. Комбинированное армирование также может использоваться в качестве основы для твердых тонких покрытий, таких как эпоксидные слои и другие покрытия. Наряду с только одной верхней сеткой может быть применено ограничение ширины трещины, разработанное для конкретных требований SLS.
На рис. 7 показана типичная иллюстрация водонепроницаемого пола. Для обеспечения герметичности было нанесено покрытие. Плита подвергается очень строгому ограничению ширины трещины, чтобы покрытие оставалось неповрежденным.Комбинированное решение, включающее только верхнюю сетку + высокопроизводительный SFRC, является наиболее практичным, экономичным и экономящим время способом строительства.
Несущие перекрытия и сейсмостойкие перекрытия
Промышленные полы обычно опираются на грунт и не нарушают целостность фактического здания. Однако есть несущие перекрытия, на которых возводится все здание. Эти перекрытия также служат фундаментной плитой, которая поддерживает всю нагрузку здания.
На рис. 8 показан плотный фундамент 30-метрового производственного сооружения. Все здание возведено на плите с консольными колоннами, оказывающими на плиту нагрузки более 5 МН и 2 МНм. Дополнительным требованием было создание бесшовной конструкции с ограничением ширины трещины до 0,2 мм. При проектировании и исполнении использовалось комбинированное армирование, что позволило сэкономить около 60% традиционного армирования, которое в противном случае потребовалось бы. Огромный эффект от этого решения заключался в экономии времени и практичности (например,г. включено использование сеток Bamtech).
В сейсмических зонах перекрытия функционируют как анкерная балка для элементов конструкции, таких как колонны и опорные основания. Приходится иметь дело со значительными подъемными силами и силами в плоскости во время сейсмического события. Комбинированное решение предлагает практичное, экономичное и экономящее время решение. Использование более эффективных волокон, таких как волокно Dramix® 5D, позволяет заменить значительное количество традиционного армирования.
Пол на сваях
ПолыSFRC на сваях уже время от времени возводятся, но с более жесткими ограничениями в отношении расстояний между сваями, толщины плиты и дополнительного количества арматуры.На сегодняшний день выполненные свайные полы SFRC обычно представляли собой решения с дополнительным армированием по решетке свай или с куском сетки над сваями. Благодаря своей исключительной несущей способности стальные волокна Dramix® 5D позволяют строить перекрытия на сваях без традиционного армирования. Это не только экономит время при строительстве, но и открывает новые возможности для полов на сваях.
Плакированный фундамент стеллажа
СкладыClad Rack — это системы хранения любого типа, в которых стеллажи являются частью конструкции здания, что позволяет избежать строительных работ в обычном здании.Для этого типа склада стеллажи выдерживают не только нагрузку хранимых товаров, но и нагрузку на ограждающую конструкцию здания, а также внешние воздействия, такие как ветер, снег и сейсмические воздействия. Большинство облицованных стеллажей представляют собой автоматические системы (AS / RS), использующие роботизированное оборудование для обработки грузов.
Соответственно, в основе этой стеллажной системы лежит настоящий фундамент плота, который дополнительно должен соответствовать требованиям пола. Плот выполняется до монтажа стеллажной системы; это означает, что необходимо учитывать температуру для монолитного типа плиты.Типичное решение с SFRC может быть в сочетании или даже без использования сетки или любых других традиционных методов армирования. Благодаря своим уникальным возможностям, серия 5D обеспечивает максимальную прочность и долговечность, чтобы сохранить целостность облицованной конструкции стойки от нисходящих вилок, подъема от ветровых нагрузок и сейсмических сил. Отказ от традиционного армирования позволяет добиться значительной экономии
Плотные фундаменты
Бетон, армированный стальными волокнами, уже много лет используется в фундаментных плитах жилых домов.Юридическая возможность спроектировать такую несущую конструкцию была подтверждена местными общими разрешениями. Однако фундаментные плиты были ограничены определенными нагрузками и размерами. В соответствии с последними правилами (например, немецкими директивами) нет ограничений ни в отношении применимых нагрузок, ни в отношении измерения размеров. В качестве таких плотовых фундаментов многоэтажных домов любого типа может быть выполнено SFRC или комбинированное армирование соответственно. Так как в большинстве случаев это тяжелонагруженные плоты, большие по размеру и строго ограниченные по ширине трещин, в большинстве случаев применяется комбинированное армирование.Как показывает практика, заменяется около 50% традиционной арматуры. Это явно зависит от характеристик SFRC, поэтому использование волокон Dramix® 4D или 5D особенно выгодно и приведет к большей экономии.
Плотный фундамент здания, изображенного на рисунке 10, выполнен с комбинированной арматурой. Одной из основных причин решения в пользу SFRC было сведение к минимуму сдвиговых шпилек и усиления сдвига. С помощью решения с использованием комбинированного армирования удалось добиться того и другого.В основном уменьшены требования к арматуре изгиба и армирования для ширины трещин. Сверху большинство предполагаемых срезных шпилек и срезной арматуры полностью пропущены комбинированным решением. Таким образом, экономия затрат, экономия времени и конструктивность стали основными причинами этого решения. Ключевые приложения расширенной области применения для SFRC показаны на рисунке 6. Разумеется, возможны и другие элементы, отличные от упомянутых здесь.
6. Выводы и перспективы
Область применения SFRC и особенно комбинированного армирования больше, чем когда-либо.Благодаря накопленному опыту, доказанной экономической целесообразности и валидации с точки зрения кодексов и стандартов путь к новым приложениям был расчищен. С разработкой новых продуктов из стального волокна был добавлен важный элемент. Все части головоломки собраны, чтобы охватить расширенные возможности армированного стальным волокном бетона, известным способом экономичного, прочного и экономящего время строительства.
7. Список литературы
- [1] Deutscher Ausschuß für Stahlbeton (DAfStb): Richtlinie Stahlfaserbeton (Немецкий комитет по конструкционному бетону, директива DAfStb по стальному фибробетону), издание 2010 г.
- [2] Кодекс модели Фибоначчи 2010, окончательный проект, том 1 и 2
- [3] Deutscher Ausschuß für Stahlbeton 1996: Richtlinie für Betonbau beim Umgang mit wassergefährden Stoffen, сентябрь 1996 г., Beuth-Verlag GmbH, Берлин
- [4] Европейский комитет по стандартизации: EC2-1, Проектирование бетонных конструкций — Часть 1: Общие правила и правила для строительства
- [5] Deutscher Ausschuß für Stahlbeton: Winterberg R., Einfluss von Stahlfasern auf die Durchlässigkeit von Beton, Heft 483, Beuth-Verlag GmbH, Берлин
- [6] Brite-Euram: BRPR-CT98-0813, Методы испытаний и проектирования для бетона, армированного стальной фиброй
- [7] EN 14651: 2005 Метод испытания металлического фибробетона — Измерение прочности на растяжение при изгибе (предел пропорциональности (LOP), остаточный)
- [8] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V., DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton, Fassung Oktober 2001, Eigenverlag, Berlin
- [9] RILEM TC 162 TDF, Расчет бетона, армированного стальной фиброй — Метод, рекомендации, материалы и конструкции, март 2001 г.
- [10] U.Gossla, Bodenplatten aus selbst verdichtendem Stahlfaserbeton