Подойдет ли композитная арматура для ленточного фундамента

Возведение загородного коттеджа, частного дома начинается с укладки опоры. Арматура для ленточного фундамента является основой, на которой затем выстраивают здание. Каждое строение предварительно рассчитывается, подбирают толщину стержней, их количество.

Арматура для фундамента, цена на большие оптовые заказы уточняется у менеджеров нашей компании «Сетка Плюс».

Особенности композитной арматуры

Композитная арматура в ленточном фундаменте представлена изделиями, созданными из стеклянных или базальтовых волокон, пропитанных для связки полимерной основой. Их также изготавливают из углеродных и арамидных волокон.

Материалы стержней влияют на состав, их изготавливают из стекло -, базальто- и углепластика. Он легко определяется по внешним признакам:

• Стеклопластиковые прутья светлых тонов, отливают желтизной;
• Базальтовая и углепластиковая окрашена в чёрный тон.

Изделие имеет сечение, которое обеспечивает нужный режим работы армированных бетонных конструкций. Для визуального отличия стрежней с разными диаметрами, улучшения их вида, некоторыми производителями в состав сырья добавляются цветные пигменты.

Строительный материал выполняется:

• Из стеклопластика (АСП). Стекловолокно смешивают с термореактивными смолами, выполняющих роль связующих элементов. Отличительной особенностью является маленький вес и высокая прочность;
• Из базальтопластика. В основе – базальтовые волокна, связующий элемент из органической смолы. Преимущества — высокая стойкость к воздействиям щелочей, кислот, газов, солей.

Прочную основу стержня производят из элементов с вяжущими свойствами. Они придают изделиям необходимую прочность. Применение — жилое и промышленное строительство. Стеклопластик обладает преимуществами перед бетонными конструкциями, используется для укрепления:

• бетонных сооружений, выполняющих ограждающую функцию;
• кладки из пенобетона или газобетона;

Особенности ленточного фундамента

Наибольшую популярность среди опорных конструкций, которые возводятся под здание для строительства загородных коттеджей, имеют ленточные опоры. Они способны выдерживать нагрузки деревянных и кирпичных построек, незаменимы для зданий, у которых массивные стены, они:

• Просты в возведении;
• Обходятся сравнительно не дорого;
• Подходят для разных типов строения.

Имеют разновидности монолитной и сборной конструкции.

Для опор присущи следующие особенности:

• Соблюдение температурного режима;
• Чёткое исполнение технологического процесса;
• Подготовка опалубки;
• Дополнительное уплотнение бетонного слоя;
• Надёжность, долговечность.

Чтобы сделать расчет арматуры для ленточного фундамента, требуется руководствоваться правилами СП по бетонным и железобетонным конструкциям. Расчёт выполняют поэтапно:

1. Определяют несущую способность конструкции и оценку управляться с нагрузкой.
2. Определяют показатель жесткости (учитывают деформацию и величину трещин изделия на железобетонной основе).

Совместимость композитной арматуры и ленточного фундамента

Композитный материал применяют при строительстве домов до 4 этажей. Он лёгкий, поставляется в бухтах до 100 метров.

Нарезка прутков из бухты не составляет труда, а вязка делается без швов. Толщина арматуры для ленточного фундамента выбирается согласно требуемым правилам использования материалов. Каркас монтируют с помощью вязки. Тоненькие прутики связывают в прямоугольники, выполняя установленные требования, как вязать арматуру для ленточного фундамента.

Узнать, сколько арматуры для ленточного фундамента нужно, можно при помощи специального калькулятора.

Преимущества использования стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента

Ленточные опоры очень прочные и надёжные. В строительстве применяют стеклопластиковые и базальтопластиковые материалы, у которых имеются положительные качества:

• Отсутствуют коррозийные процессы;
• Обладают малым весом и небольшими габаритами;
• Доступная цена;
• Повышенная прочность, превышающая в 2 раза металлические стержни соответствующего сечения;
• Низкая теплопроводность;
• Не проводят электричество.

К недостаткам композиционных материалов относят невозможность проведения сварочных работ во время обустройства каркаса опоры.

Изделия производят из стержней толщиной от 4 до 18 мм. Поверхность имеет насечку или навивку. Изготавливают из материалов:

• Волокон неорганического сырья;
• Полимерной добавки, в состав которой входят термопластичные или термореактивные структуры.

Для строительства домов, коттеджей предварительно определяют, какая арматура нужна для ленточного фундамента. Композиционные прутики для закладки используют аналогично стальным стержням. Из прутов собирается каркас с определённым шагом. Места пересечений крепят стяжками, вязальной проволокой.

Производителями не предоставлены рекомендации, запрещающие применение композитного армирования при возведении любого вида фундамента. Для малоэтажных построек опоры выполняют с учётом, сколько арматуры на ленточный фундамент будет использовано.

Армирование ленточного фундамента композитной арматурой из стеклопластика

В зависимости от сечения опора бывает прямоугольной и Т-образной:

1. При выполнении Т-образной конструкции стенка работает на сжатие. Стеклопластик в стену можно закладывать без предварительных расчётов. Подошва воспринимает изгиб, поэтому для неё нужно рассчитать, сколько нужно материала для ленточного фундамента.
2. Для прямоугольного сечения применяют композитные стержни. Это связано с работой конструкции на сжатие.

Стеклопластиковые изделия активно используются для постройки опоры жилого дома, являющегося самой главной частью сооружения. Неправильно уложенная опора приводит к быстрому разрушению и деформации строения. Композитный материал используют для поддержки и увеличения крепости фундамента. Стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента скрепляют в единый каркас и заливают бетонной смесью для получения единой монолитной плиты.

Для получения качественного каркаса необходим специальный инструмент, помогающий выгибать прутья и стержни. Чтобы построить ленточный фундамент из композитного материала, необходимо определить, какую арматуру используют для ленточного фундамента. Затем требуется:

• Прорыть траншею длиной;
• Рассчитать закладочную глубину;
• В созданную прослойку добавляют гравий, который улучшает укладку. Её обильно поливают;
• Создают стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента;
• Монтаж проводят на кирпиче или другую опору;
• Определяют, какой диаметр арматуры нужен для ленточного фундамента (обычно используют прутья диаметром 8 мм), шаг арматуры в ленточном фундаменте;
• Прутья монтируют равными промежутками и закрепляют их вертикальными и поперечными стойками с промежутками в 40 см. На них затем фиксируют первые верхние прутики арматуры и связывают между собой поперечными прутиками.
• Перед тем, как вязать арматуру, продольные прутья раскладывают на земле, делают отметки в местах фиксации поперечных элементов, следя за тем, чтобы углы арматуры ленточного фундамента находились под прямым углом;
• Шаг арматуры может составлять от 15 до 30 см:
• Определяют, сколько нужно арматуры для ленточного фундамента.

Далее подготавливают опалубку опоры из доски, сколачивая прямоугольник нужного размера. Подготовленные прямоугольники собирают в коробку и устанавливают на место, где установят ленточный фундамент, пластиковая арматура совместно с распорными брусками будет посыпана грунтом, а готовую форму зальют бетоном.

Строительные площадки не обходятся без композиционных материалов, которые удешевляет постройку, сохраняя при этом высокое качество и надёжность опоры строения.

«Сетка Плюс» — завод стеклопластиковой арматуры, лидер на рынке металлической сетки и композитной арматуры. На нашем сайте вы также можете приобрести арматурную сетку для фундамента и сетку кладочную по выгодной цене.

Цены на сетку рабицу и другие строительные материалы от нашей компании можно узнать по телефону 8 (800) 700-06-03.

Обвязка фундамента стеклопластиковой арматурой: как правильно, фото, видео

Содержание

1. Характеристики стеклопластиковой арматуры
   1. Стеклопластик и сталь – сравнение характеристик
2. Особенности использования арматуры
   1. Для плитного фундамента
   2. При вязке проволокой
   3. Хомутами
   4. Для ленточного фундамента
   5. Для столбчатого фундамента
3. Инструкция по вязке арматуры
   1. Нюансы вязки проволокой
4. Заключение

Новые строительные материалы, в числе которых и стеклопластиковая арматура (СПА), очень медленно вытесняют старые, проверенные десятилетиями материалы. Все привыкли, что в железобетоне должная быть стальная арматура, о полной замене которой в масштабном строительстве речь пока не идёт. Однако для строительства фундаментов малоэтажных зданий гораздо выгоднее использовать композитные стержни, так как при меньшей цене и весе они могут выдерживать те же самые нагрузки. В чём достоинства такой замены, и как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, будет рассказано в этой статье.

Стеклопластиком называется вид композиционного материала из термопластичного полимера, наполненного волокнами стекла или кварца. Основными преимуществами являются:

• малый удельный вес;
• высокая коррозионная стойкость;
• прочность на разрыв, не уступающая стали.

До недавних пор стеклопластики использовались преимущественно в космической и авиационной технике, но теперь, когда создана технология пултрузии (формирование неметаллической рельефной арматуры методом протяжки), появилась возможность и для широкого применения в строительстве.

Бетонный цоколь по монолитной плите

• Существуют различные вариации композитов, в том числе и комбинированных, но одним из самых доступных является стеклопластик. По сравнению с металлом он дороже, это если сравнивать цену за тонну. Но учитывая малый вес, погонных метров композитной арматуры в этой тонне (если сравнивать одинаковые диаметры) будет в пять раз больше. А значит, и по цене выгоднее.
• Как и стальная, арматура из стеклопластика предлагается в виде тонких и толстых стержней, стержневых карт и кладочных сеток. Для подбора арматуры по диаметру производятся такие же расчёты, как и для стальной, но всегда получается, что диаметр СПА может быть на одну ступень ниже. То есть, вместо металлической арматуры АIIID12 можно использовать стеклопластиковые стержни диаметром 10 мм – и вот почему.
• Модуль упругости, это усилие, которое надо приложить, чтобы растянуть материал на определённое расстояние. У композитной арматуры модуль ниже почти в 5 раз, чем у стальных стержней. Но величина эта постоянна, тогда как у стали она зависит от нагрузок и температуры окружающей среды.
• Есть ещё такой показатель, как предел прочности. Это предельная нагрузка, после которой материал полностью разрушается. У стальной арматуры он равен 400 Мпа, а вот у композиционной – не менее 1200 Мпа. У самого бетона эти цифры несопоставимо меньше, поэтому при пиковых нагрузках он разрушается первым, после чего в работу включается предел прочности арматуры.
• Чем он выше, тем большую нагрузку сможет выдержать тот же фундамент. Выходит, что конструкция, армированная стеклопластиком, будет держаться в три раза дольше. Но учитывая большую эластичность стеклополимерного композита, конструкция при этом существенно провиснет, из-за чего бетон будет сильнее растрескиваться.
• Чтобы найти золотую серединку, расчёт арматуры для фундамента должен производиться специалистом. При условии правильного подбора диаметров и шага элементов каркаса, стеклопластик может служить гораздо дольше из-за отсутствия коррозии.

В случае с фундаментами способность стеклопластика к более сильному прогибу особого значения не имеет, так как лента или плита всей площадью опирается на грунт. Это не то, что плита перекрытия или балка, которая имеет всего две точки опоры. Фундамент должен продемонстрировать высокую прочность, а с этим у армированной стеклопластиком фундаментной конструкции проблем точно не будет.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект FH-90 Windows

Общая площадь:

90м²

Подробнее

Проект FH-114 Optimus

Общая площадь:

114м²

Подробнее

Проект дома FH-115 Status

Общая площадь:

115м²

Подробнее

Главным конкурентом стеклопластиковой арматуры является стальная, поэтому именно с ней и надо сравнивать технические характеристики:

Характеристика арматуры	Ед. изм.	Стеклопластик	Металл
Максимальная прочность на разрыв (чем больше, тем лучше)	МПа	1600	690
Модуль упругости (чем больше, тем лучше)	МПа	56000	200000
Относительное удлинение (чем меньше, тем лучше)	%	2,2	25
Коэффициент теплопроводности (чем меньше, тем лучше)	Вт/м*С	0,35	46
Коррозионная устойчивость		Не подвержен коррозии	Подвержен коррозии
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше)	10-6 С продольно	8-10	11,7
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше)	10-6 С поперечно	22	11,7
Устойчивость к излому		Низкая	Высокая
Электропроводность		Диэлектрик	Проводник
Оптимальное восприятие температур	Градус Цельсия	-60…. .+90	-200…..+750
Способы вязки арматуры		Хомуты, вязальная проволока, фиксаторы	Сварка, вязальная проволока
Возможность изготовления гнутых элементов в условиях стройки		нет	есть
Способность пропускать электромагнитные волны		Да	Нет
Экологичность		Малый процент токсичности	Нетоксичен

Композитная арматура может иметь различное назначение, и в том числе бывает специально предназначена для усиления бетонных конструкций. Как и стальная, она изготавливается гладкой и рифлёной, и продаётся в виде стержней или сетчатых карт. Для конструкций ленточного типа можно приобрести и готовый каркас для фундамента из стеклопластиковой арматуры.

Чтобы не нарваться на дешёвую подделку, покупать всё это нужно либо непосредственно у производителя, либо у официального дилера. У контрафактной арматуры может быть некачественная заливка витков, бывает более низкая или неравномерная плотность навивки стекловолоконного жгута (ровинга).

Но прежде, чем купить материал, нужно правильно его рассчитать, поэтому рассмотрим, как это делается на примере небольшого фундамента размером 6*6 м.

В плитном фундаменте не может использоваться арматура диаметром меньше 6 мм, если она стеклопластиковая, и она должна быть только профилированная. Ориентироваться надо на плотность грунта и вес строения. Минимальный диаметр арматуры можно взять, если постройка, к примеру, лёгкая каркасная, а грунт прочный. Если же дачный дом или гараж строится из каменных материалов, лучше взять пруты или сетку диаметром 10 мм.

При размере ячейки сетки 200 мм, количество прутков, укладываемых в одном направлении, составит 31 штуку — соответственно, 62 стержня на один уровень. Всего уровней два, поэтому нам понадобится 124 шестиметровых прутка, в метрах это будет 744.

Для соединения верхних и нижних сеток можно использовать обрезки той же арматуры. Учитывая, что пруты укладываются 31 на 31, всего получится 961 соединение. При толщине плиты 200 мм, за минусом толщины защитных слоёв (по 50 мм с каждой стороны), длина соединительных прутков составит 100 мм, или 0,1 м.

Умножив её на количество соединений, получим 96,1 метр. Чтобы получить общую длину арматуры на плиту, надо суммировать 744 и 96,1. Округляем до целого числа, и в итоге получаем 841 м.

Теперь посчитаем количество необходимой проволоки, что может зависеть от схемы вязки. Обычно сначала связывают прутки нижнего пояса, после чего к ним присоединяют вертикальные элементы, которые будут соединять нижнюю сетку с верхней.

Схемы вязки арматуры

Чтобы произвести одно соединение, в среднем требуется 0,3 м проволоки. В одном уровне у нас 961 соединение, а в двух (снизу и сверху) – 1922. Путём умножения длины одного куска проволоки на их количество, получаем общую длину 576,6 м.

Стеклопластиковую арматуру можно – и даже более удобно, вязать не проволокой, а пластиковыми стяжками, используемыми обычно для связки проводов. Так как они продаются штучно, их количество будет соответствовать количеству соединений на каркасе.

Вязка пластиковыми стяжками

Как вариант, можно использовать специальные соединительные хомуты. Есть и такие, которые одновременно выполняют функцию подставки, обеспечивающей нужную толщину защитного слоя бетона.

Хомуты для соединения композитной арматуры

Отличительным свойством ленточной конструкции является её высота, которая всегда больше ширины. Лента лучше, чем плита работает на изгиб, поэтому диаметр арматуры здесь может быть меньше. В ней тоже делается два пояса армирования, только соединяются уровни чаще не короткими прутками как в плите, а гнутыми П-образными элементами.

Расчёт армирования производится в таком порядке (просчитаем всё тот же фундамент 6х6 м с одной внутренней стеной):

1. На подставки продольно укладывают более толстые рифлёные стержни (для одноэтажного дома можно брать диаметром 8 мм). Их при ширине ленты в 30-40 см будет всего по паре снизу и сверху.
2. Соединяющие их вертикальные стержни нагрузку не несут, а потому могут быть гладкими, без спиральной навивки – диаметр 6 мм.
3. При общей длине ленты 30 м, армируемой в 4 ряда, расход основной (продольной) арматуры составит 120 м.
4. Хомуты или вертикально-поперечные прутки устанавливаются через 0,5 м. Допустим, сечение ленты составляет 0,3*0,7 м, при котором на одно соединение будет уходить 1,6 м арматуры диаметром 6 мм. Всего секций перевязки образуется 61 — умножив эту цифру на 1,6, мы получим общую длину арматуры 97,6 м.
5. Каждая секция каркаса, связанная поперечной арматурой, имеет 4 соединения. Всего 4х61=244 соединения. Столько нужно хомутов или стяжек, если использовать для вязки их.
6. Если 244 умножить на 0,3 м, мы получим расход проволоки — 73,2 м.

Обвязка фундамента стеклопластиковой арматурой

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

При вязке каркаса можно уменьшить диаметр арматуры, но при этом придётся увеличить количество продольных стержней. Можете просчитать оба варианта по цене и выбрать тот, который окажется наиболее выгодным.

Столбчатый фундамент работает не на изгиб, а на сжатие, так как рабочая арматура располагается не горизонтально, а вертикально. В таком положении она работает в облегчённом режиме, поэтому брать ребристые стержни можно диаметром 6 мм. По горизонтали монтируются гладкие прутки диаметром 4-5 мм, которые должны связать рабочую арматуру в пространственный каркас.

Форма каркасов для бетонного фундаментного столба

В зависимости от формы и размеров сечения столба, в каркасе могут присутствовать 2, 3 или 4 пояса рабочей арматуры. Для армирования столбов длиной 2 м и диаметром 0,2 м, обычно делают каркас прямоугольной формы из 4-х, связанных поперечной арматурой продольных прутков. Диаметры – 10 и 6 мм, с перевязкой в четырёх местах.

В таком случае, на один столб уйдёт 2*4=8 м основной арматуры, и 0,4*4=1,2 м перевязочной арматуры. Останется только умножить эти цифры на количество столбов, и вы получите общую длину стержней. На каркасе столба 4 пояса, в которых имеется по 4 соединения. Перемножив эти цифры, получаем 16 точек перевязки. Если вязать будете не стяжками, а проволокой, умножьте её расход 0,3 м на 16. Всего получится 4,8 м вязальной проволоки на один столб.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

На заметку: Арматура для ростверка считается по аналогии с конструкцией ленточного типа.

Каркас ростверка, обвязывающего столбы

Речь о том, как правильно вязать пластиковую арматуру для фундамента, пойдёт в следующей главе.

Перед тем, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, желательно посмотреть видео. Однако это не отменяет наличия чертежа, в котором будут чётко обозначены все элементы каркаса и указаны расстояния между ними. Соответственно, на основании этого чертежа и должны отрезаться пруты рабочей и поперечной арматуры.

Вязать каркас для фундаментной ленты удобнее укрупнёнными блоками, которые затем опускаются в опалубку и привязываются друг к другу. При структурировании каркаса плиты, вяжут сначала сетку нижнего уровня, к ней фиксируют вертикальные перемычки, а затем уже приступают к формированию верхнего ряда.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект Windows Villa FH-90WV

Общая площадь:

90м²

Подробнее

Проект Master Dom FH-144 c мастер-спальней

Общая площадь:

144м²

Подробнее

Проект FH-150 Full HDom

Общая площадь:

150м²

Подробнее

Угловое соединение

В последнее десятилетие композитная арматура стала весьма востребованной в малоэтажном строительстве. Она отлично подходит для армирования фундаментов, так как расчётное сопротивление растяжению у СПА в 3 раза выше, чем у стальных стержней. Композит лучше сохраняет свою форму при повышении температуры и практически не поддаётся деформированию, а благодаря меньшему весу стержней снижается и масса монолита. Полимеры не способны увлажняться, а потому не подвержены коррозии. Вывод напрашивается сам: конструкция, армированная стеклопластиком, прослужит гораздо дольше металлической.

Армированная волокном полимерная арматура для бетонных элементов

Рис. 1: Примеры стержней из стеклопластика с различными характеристиками поверхности.

Полимер, армированный волокном (FRP), предлагает новые возможности для конструкционных и неструктурных применений в строительстве зданий. Стержни из стеклопластика и, в последнее время, сетки (рис. 1 и 2) для использования в качестве армирования бетона приобрели популярность, предлагая некоторые явные преимущества, такие как устойчивость к коррозии, высокое отношение жесткости к весу и относительно более низкие трудозатраты и затраты на обработку. Стержни FRP успешно использовались в качестве конструкционной арматуры в бетонных элементах зданий и мостов (например, плиты и балки) в течение последних трех десятилетий. На рис. 3 показан ход строительства жилого дома в Грейт-Харборе, Берри-Айленд, Багамы, где для всех конструкционных бетонных элементов, включая каменные стены, использовалась арматура из полимера, армированного стекловолокном (GFRP). На рис. 4 показано использование прямых и изогнутых стержней из стеклопластика для изготовления изогнутых крышек в проекте замены моста на 23-й авеню через Ибис-Уотервей, округ Броуард, штат Флорида, 9.0003

Недавно появился интерес к использованию стержней и сеток из стеклопластика в качестве вторичной арматуры для бетонных элементов, таких как простые бетонные основания, плиты на грунте и простые бетонные стены, вместо обычной стальной арматуры, подверженной температурным и усадочным нагрузкам. Использование сетки из армированного базальтовым волокном полимера (BFRP) в качестве вторичного армирования показано на рис. 5. Сетка BFRP использовалась для этого проекта в международном аэропорту Флорида-Кис-Марафон в Марафоне, штат Флорида. Диаметр сетки составлял 3,6 мм (0,14 дюйма). провод, изготовленный в виде ортогональной сетки 100 x 100 мм (4 x 4 дюйма). Плита перекрытия, построенная на существующей бетонной плите (с трещинами и зазорами), используется для ангара для легких самолетов. Толщина плит варьируется от 100 до 150 мм (от 4 до 6 дюймов).

Оценка стержней и сеток FRP, используемых в качестве первичной или вторичной арматуры бетона в соответствии с законными строительными нормами и правилами в Соединенных Штатах, является темой этой статьи.

 

Строительные нормы и правила США Рис. 2. Пример сетки FRP. Пересечения соединены неструктурным полимерным соединителем
.

В Соединенных Штатах, где полномочиями по регулированию строительства наделены местные органы власти, используется система типовых строительных норм и правил. Международный строительный кодекс (IBC) и Международный жилищный кодекс (IRC) — это два типовых кодекса, которые были разработаны для установления минимальных требований по охране здоровья и безопасности населения. В целом IBC и IRC касаются прочности конструкции, средств эвакуации, санитарии, надлежащего освещения и вентиляции, доступности, энергосбережения и безопасности жизни в отношении новых и существующих зданий, сооружений и систем. В настоящее время IBC принят по всей стране, а также на территории США, в то время как IRC также принят в большинстве штатов.

Рисунок 3: Строительство прибрежной резиденции. Бетонные плиты,
бетонных колонн и каменные стены включали арматуру из стеклопластика.

Инженеры и архитекторы обычно руководствуются национальными и местными строительными нормами, которые основаны на кодах моделей. Эти типовые нормы становятся особенно важными, когда соблюдение законно принятых строительных норм и правил требуется юрисдикцией, имеющей право утверждать строительные проекты. Соответствие может быть легко достигнуто, если в конструкцию включены материалы или узлы, указанные в IBC или IRC. Однако, если в проекте используются материалы или сборки, которые конкретно не указаны в IBC и IRC, может потребоваться демонстрация соответствия строительным нормам. Раздел 104.11 положений IBC[1] позволяет утвердить альтернативный материал, конструкцию или метод строительства, если должностное лицо, занимающееся строительством, считает, что предложенная конструкция является удовлетворительной и соответствует цели положений настоящего Кодекса, при условии, что материал и оцениваемый метод, по назначению, по меньшей мере эквивалентен предписанному по качеству, прочности, эффективности, огнестойкости, долговечности и безопасности. Подраздел 104.11.1 IBC, который относится к отчетам об исследованиях, позволяет выпускать такие отчеты из утвержденных источников, когда это необходимо, чтобы помочь в утверждении материалов или сборок, которые специально не рассматриваются.

Рисунок 4: Строящийся прибрежный мост. Стойки и изогнутая крышка
были усилены арматурными стержнями из стеклопластика, которые поставлялись как в прямом, так и в предварительно изогнутом виде.

Более постоянным вариантом было бы пересмотреть IBC и IRC, чтобы разрешить использование альтернативных материалов или сборок, таких как стержни FRP и мешанки, для использования в качестве структурного и вторичного армирования; однако такие изменения должны пройти длительный процесс общественного обсуждения и утверждения Советом по международному кодексу. С этой целью Комитет 440 ACI по армированию полимеров, армированных волокном, приступил к разработке обязательного языкового кода, регулирующего использование армирования FRP. Этот код будет зависеть от Кодекса ACI 318[2] и разработан таким образом, чтобы его можно было легко принять посредством ссылки в модель и местные строительные нормы и правила.

Предпочтительным методом является обеспечение соответствия нормам в соответствии с разделом 104.11 IBC. Обычно это достигается путем тестирования продукта в соответствии с критериями приемки (AC), которые определяют выборку продукта, тестирование и требования к качеству, которые должны быть выполнены для подтверждения соответствия коду. Результаты этих требований обобщаются в исследовательском отчете, предоставляемом должностным лицам кодекса, как указано в Разделе 104.11.1 IBC. Отчеты об исследованиях обычно выпускаются органами по сертификации, аккредитованными в соответствии со стандартом ISO/IEC 17065.[3] Все испытания должны проводиться в лаборатории, соответствующей стандарту ISO/IEC 17025. [4] Орган по сертификации (оценочное агентство) требует аккредитации признанным органом по аккредитации, который непосредственно проверяет компетентность лаборатории, посещая объект и наблюдая за его персоналом во время испытаний. Орган по аккредитации также должен определить, имеется ли в лаборатории надежная система качества, обеспечивающая точность сообщаемых результатов, и средства для проведения расследований и внесения исправлений в случае возникновения сомнений в отчетах.

На сегодняшний день IBC и IRC не включают положения об использовании стержней и сеток FRP в качестве замены стальной арматуры. Глава 19 IBC относится к ACI 318 для проектирования железобетонных зданий; аналогично, ACI 318 также не рассматривает использование стержней и сеток FRP в качестве замены стальной арматуры. Поэтому AC454[5] и AC521[6] для использования FRP в качестве армирования бетона были разработаны Службой оценки ICC (ICC-ES) в соответствии с разделом 104.11 IBC и разделом R104.11 IRC.[ 7]

 

Критерии приемлемости для соответствия строительным нормам и правилам Рис. 5. Сетку из стеклопластика можно использовать в качестве вторичного армирования в плитах на грунте.

Разработка АС обычно начинается с подачи заявки от заинтересованной стороны, которая курирует изобретение или производство альтернативного строительного продукта, системы или технологии. После рассмотрения IBC и IRC для подтверждения того, что предложенная альтернатива не соответствует положениям IBC или IRC, с помощью продюсеров, ученых и других заинтересованных сторон составляется AC. Затем проект AC предоставляется общественности через открытую онлайн-публикацию для получения комментариев. Собираются общественные комментарии, подготавливается и публикуется ответное письмо сторонников предложенных критериев, и при необходимости вносятся дополнительные изменения. В качестве последнего шага проводятся открытые общественные слушания, на которых избранные независимые должностные лица кодекса действуют в качестве оценочного комитета, который выслушивает опасения общественности и ответы сторонников AC и задает свои вопросы и комментарии. Затем оценочная комиссия голосует за предложенный AC. Для принятия и выдачи АС требуется простое большинство голосов. Поскольку использование стержней и сеток FRP в качестве основного или вторичного армирования не подпадает под действие действующих норм, AC454 и AC521 были разработаны в соответствии с разделом 104.11 IBC и разделом R104.11 IRC с окончательными датами утверждения в октябре 2020 г. декабря 2020 года соответственно.

Рисунок 5: Сетку FRP можно использовать в качестве вторичного армирования плит на грунте.

AC454 применяется к стержням из стеклопластика или армированного стекловолокном куска, изогнутой формы и непрерывным закрытым скобам и связям (обручам), которые используются для армирования элементов бетонных конструкций. AC требует оценки физических и механических свойств, характеристик при ускоренном воздействии окружающей среды, характеристик при воздействии пожаров и процедур проектирования конструкций. AC454 применим к стержням FRP, которые являются сплошными и имеют круглое или некруглое поперечное сечение, или полые и имеют круглое поперечное сечение. Стержни, соответствующие стандарту AC454, используются в качестве арматуры в конструкционных бетонных элементах, таких как колонны, балки, стены, неглубокие фундаменты и односторонние или двусторонние плиты, а также в качестве поперечной арматуры для изгибаемых элементов. В соответствии с AC454 стержни FRP ограничены конструкциями, построенными в категории сейсмостойкости A или B с использованием бетона нормальной массы. Ссылки AC454 включают ASTM D7957/D7957M-17[8] для большей части необходимых испытаний и ACI 440.1R-15[9] для проектных положений. Тем не менее, AC454 также описывает полномасштабные структурные испытания элементов, армированных некруглыми сплошными стержнями FRP или круглыми полыми стержнями FRP.

Рис. 6: Опалубка, арматурные стержни и инициатор трещин для подготовки образца для испытания на усадочное растрескивание.

AC521 применяется к стеклянным или базальтовым стеклопластиковым стержням нарезанной длины или сеткам, изготовленным из сплошной проволоки с непрерывными, непрерывными круглыми поперечными сечениями. Элементы, оцениваемые в соответствии с AC521, включают физические и механические свойства. Стержни и сетки из FRP, оцененные в соответствии с AC521, используются в качестве альтернативы усадке и армированию от температуры, указанным в разделе 24.4 ACI 318-19.для простых бетонных оснований и для простых бетонных плит на земле (согласно определению ACI 360R-10[10]). Однако этот AC не отменяет требования к соединениям, указанным в Разделе 14.3.4 ACI 318-19 (и, следовательно, IBC и IRC). Стержни и сетки из стеклопластика в соответствии с этим AC также используются в качестве альтернативы горизонтальной термоусадочной арматуре в конструкционных гладких бетонных стенах, описанных в разделе 1906 IBC, разделах R404.1.3 и R608.1 IRC и ACI 332-14, разделах 8.2.1. и 8.2.7,[11] за исключением стен, где требуется вертикальное армирование. AC521 также предусматривает испытания на усадочное растрескивание (рис. 6). Целью испытания на усадочное растрескивание является демонстрация эквивалентности между заданной конфигурацией стержня или сетки FRP (то есть размером поперечного сечения FRP и расстоянием между ними) и выбранной конфигурацией стальной арматуры с точки зрения контроля характеристик растрескивания при усадке. Цель состоит в том, чтобы позволить подрядчику получить одобрение строительного чиновника на использование решения FRP в качестве альтернативы решению из стали без необходимости дополнительных испытаний или инженерных расчетов.

Помимо испытаний в соответствии с требованиями критериев приемлемости, не менее важным аспектом оценки продукции является требование документирования мер контроля качества при изготовлении материалов. Меры предназначены для проверки того, что произведенные материалы будут соответствовать характеристикам, ранее продемонстрированным в ходе испытаний. В качестве средства проверки система качества должна быть проверена аккредитованным инспекционным агентством. Инспекционное агентство должно быть независимым и соответствовать требованиям, изложенным в ISO/IEC 17020,[12] как определено признанным органом по аккредитации. Агентству по оценке поручено требовать, чтобы инспекционное агентство регулярно и не реже одного раза в год проверяло каждое производственное предприятие, чтобы гарантировать, что материалы FRP производятся и соответствуют критическим характеристикам и измерениям, указанным в документации по качеству.

 

Резюме

Комитет ACI 440 занимается разработкой зависимого от ACI 318 обязательного языкового кода, регулирующего использование армирования FRP. Комитет ожидает, что документ будет завершен к 2022 году. Как только этот кодекс будет опубликован ACI, он будет представлен на общественное рассмотрение в рамках процесса Совета по международным кодексам, чтобы его можно было принять в IBC и IRC для строительства бетонных зданий.

IBC и IRC являются преобладающими строительными и жилыми нормами в Соединенных Штатах. Для строительства зданий с использованием альтернативных материалов, не подпадающих под действие норм, существует два варианта:

• Строительные нормы и правила должны включать новую технологию в процессе публичных слушаний Совета по международным нормам или
.
• Соответствие строительным нормам показано на основании Раздела 104.11 IBC или Раздела R104.11 IRC.

Первый случай может быть выполнен после того, как комитет ACI 440 успешно разработал проектный код. Второй случай требует, чтобы сторонник альтернативных материалов продемонстрировал соответствие строительным нормам через AC454 или AC521, где AC454 применяется к приложениям структурного усиления, а AC521 применяется к приложениям усиления усадки и температуры.

 

Ссылки

1. «Международные строительные нормы и правила (IBC) 2021 года», Международный совет по нормам и правилам, Country Club Hills, IL, 2021, 833 стр.
2. Комитет ACI 318, «Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону (ACI 318-19) и комментарий (ACI 318R-19)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2019, 623 стр.
3. ISO/IEC 17065:2012, «Оценка соответствия. Требования к органам, сертифицирующим продукцию, процессы и услуги», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2012 г., 27 стр. 9.0054
4. ISO/IEC 17025:2017, «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2017 г. , 30 стр.
.
5. AC454, «Критерии приемлемости армированных волокном полимерных (FRP) стержней для внутреннего армирования бетонных элементов», ICC Evaluation Services, Inc., Country Club Hills, IL, 2020, 20 стр.
6. AC521, «Критерии приемлемости армированных волокном полимерных (FRP) стержней и сеток для внутреннего армирования ненесущих бетонных элементов», ICC Evaluation Services, Inc., первое издание, Country Club Hills, IL, 2020, 8 стр.
7. «Международный жилой кодекс (IRC) 2021 года», Совет по международному кодексу, Country Club Hills, IL, 2021.
8. ASTM D7957/D7957M-17, «Стандартные технические условия на сплошные круглые полимерные стержни, армированные стекловолокном, для армирования бетона», ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, 5 стр.
.
9. Комитет ACI 440, «Руководство по проектированию и строительству конструкционного бетона с армированными волокном полимерными стержнями (ACI 440.1R-15)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2015 г. , 88 стр.
10. Комитет ACI 360, «Руководство по проектированию плит на грунте (ACI 360R-10)», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2010 г., 72 стр.
.
11. Комитет ACI 332, «Требования жилищного кодекса к конструкционному бетону (ACI 332-14) и комментарии», Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2014 г., 56 стр.
.
12. ISO/IEC 17020:2012, «Оценка соответствия. Требования к работе различных типов органов, осуществляющих инспекцию», Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария, 2012 г., 18 стр.

 

Эта статья впервые появилась в февральском номере Concrete International за 2021 год и перепечатывается с разрешения.

---

Первоначально создано и опубликовано источником, указанным выше, который несет исключительную ответственность за его содержание. Любые факты, мнения или утверждения, изложенные в этой статье, основаны на утверждениях автора и не обязательно отражают мнение Международного совета по кодексам. Журнал Building Safety Journal представляет этот контент для повышения осведомленности об общедоступной информации в Интернете и не проверяет точность каких-либо фактов, утверждений или мнений, изложенных в статье.

 

Удерживание вашего проекта: сравнение вариантов армирования бетона

Исследование излюбленной арматуры бетона в строительной отрасли

Бетон чрезвычайно прочен, но попытка сохранить его вместе может потребовать геркулесовых усилий. К счастью, для решения именно этой задачи доступен широкий спектр вариантов армирования бетона.

Стальная арматура 

Достоинства: арматура хорошо известна и используется во всем мире для создания всего, от бетонных плит до сверхвысоких небоскребов. Изобилие означает, что большая часть арматуры дешева в производстве и недорога в покупке. Существует широкий диапазон марок и длин для соответствия требованиям вашего проекта, и они могут быть покрыты эпоксидной смолой для замедления коррозии.

Плохо: К сожалению, этот широко распространенный продукт для армирования бетона не препятствует образованию трещин; арматура только задерживает развитие трещин. Он может легко подвергаться коррозии при контакте с водой или воздухом, что значительно сокращает срок службы зданий и инфраструктурных объектов. Многие из этих проектов требуют значительного количества арматуры, которую трудно транспортировать и которая требует больших затрат при установке.

Арматура — отличное решение, если вы хотите недорогой продукт и не заботитесь о длительном обслуживании.

Арматура из стекловолокна

Достоинства: Только четверть веса арматуры, стекловолокно не подвергается коррозии и поэтому может служить намного дольше, чем стандартная арматура. Он также имеет более высокую прочность на растяжение.

Минусы: Арматура из стекловолокна должна быть изготовлена ​​до установки, поэтому изготовление каждого изгиба арматуры может потребовать времени и дополнительных затрат. С легким материалом легче обращаться, что может снизить затраты на установку, но все равно может занять несколько дней. Что наиболее важно, нет никаких оснований для утверждения кода с арматурой из стекловолокна, и поэтому ее нельзя использовать в приложениях, относящихся к Строительным нормам и правилам.

Подобно стальной арматуре, этот раствор просто перевязывает трещины в бетоне и не препятствует их образованию.

Сварная сетка

Плюс: Поскольку стержни сварены вместе, они не двигаются так сильно, как арматура. Сокращается количество ошибок, а установка выполняется намного быстрее, чем другие варианты; С меньшим количеством таскания и связывания ваши трудозатраты будут снижены. Сварная сетка также поставляется во многих вариантах, таких как нержавеющая сталь, алюминий, медь и оцинкованная сталь.

Плохо: Трещины в бетоне все равно будут образовываться, и сетка может остановить их до того, как они станут еще хуже. Сетка часто тоньше и, следовательно, слабее, чем арматура, и используется только для неструктурных решений.

Волокна (пластиковые и стеклянные)

Достоинства: Волокно равномерно распределяется по бетону, обеспечивая 100% покрытие. Он прост в обращении и быстрее устанавливается, чем варианты, описанные выше. Он не ржавеет, поэтому коррозия не вызывает беспокойства и имеет низкое отношение веса к прочности.

Плохо: Заливка и отделка бетона с фиброй может быть утомительной и может привести к получению бетона низкого качества. Есть проблемы с морозостойкостью, стекло трескается. Любое синтетическое или стеклянное волокно необходимо будет заказывать в больших количествах, чтобы обеспечить соответствующую выплату — к сожалению, многие продукты из волокна продаются предприятиями, которые не помогают в разработке. Поскольку его нельзя использовать в приложениях Building Code, проекты и отчеты об оценке недоступны.

Helix ^® Micro Rebar ^™

из бетона. Большая часть ваших трудозатрат на армирование бетона будет сведена на нет, равно как и затраты на здоровье и безопасность – продукт поставляется в удобных коробках по 45 фунтов (20 кг).

Каждая деталь имеет покрытие для дополнительной коррозионной стойкости, что обеспечивает долговечность и предотвращает образование трещин. спираль ^® Micro Rebar ^™ имеет запатентованную конструкцию, что позволило использовать его в бетонных конструкциях, включая: плиты на грунте, фундаменты, стены, сборные железобетонные изделия, инфраструктуру и плиты на металлическом настиле.

Штатные инженеры Helix Steel работают с клиентами, чтобы обеспечить правильную дозировку и дать рекомендации по спецификациям проекта. Эти преимущества обеспечивают значительную экономию средств и времени для тех, кто в строительной отрасли ищет превосходный продукт, а также сокращает сроки строительства.

Helix Steel имеет 20-летний опыт создания альтернативных решений по армированию в несущих конструкциях, с двумя отчетами об оценке, принятыми в соответствии со строительными нормами, от ICC и IAPMO с использованием методов ACI 318 и ACI 332.

Плохо: Строительная отрасль избегать инноваций, даже если они означают значительные преимущества для них и их клиентов. Helix ^® Micro Rebar ^™ еще не получил широкого распространения, поэтому инженеры, подрядчики и разработчики не решаются использовать этот вариант в дальнейшем.

Обновите свой бетон с помощью арматуры для бетона, которая держит

Если вы стремитесь улучшить качество строительства с помощью бетона, нет другого более быстрого, дешевого и лучшего способа армирования многих бетонных конструкций, чем Helix ^® Micro Rebar ^™ . Поговорите с командой Helix Steel о преимуществах и недостатках этой арматуры для бетона и узнайте, как микроарматура Helix ^® Micro Rebar ^™ может принести пользу вам и вашему проекту в ближайшее время.