Таблица замены металлической арматуры на композитную. Равнопрочная замена
- Таблица замены металлической арматуры на композитную. Равнопрочная замена
- Композитная арматура - сравнение со стальной. Особенности стеклопластика
- Арматура на разрыв таблица. Сортамент арматуры: классы по ГОСТ, таблица
- Стеклопластиковая арматура на изгиб. Гнутые элементы из стеклопластиковой арматуры
- Какую нагрузку выдерживает арматура 8 мм. Диаметр стальной арматуры
- Соответствие композитной арматуры. Сравнение стальной и композитной арматуры
- Прочность композитной арматуры. Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры
Таблица замены металлической арматуры на композитную. Равнопрочная замена
«Равнопрочная замена» – процесс замены стальной арматуры на стеклопластиковую, имеющую иной диаметр, но такую же прочность на растяжение. С этого определения вытекает еще одно, которое характеризует стеклопластиковую арматуру – «равнопрочный диаметр».
Определения «равнопрочная замена» и «равнопрочный диаметр» ввели потому как ранее в России фигурировал нормативный вакуум. Чтобы выйти из данной ситуации было принято решение создать таблицу «равнопрочной замены». С помощью таблицы строители могли бы выполнить счеты конструкции для стальной арматуры, чтобы вместо нее применять композитную арматуру для нахождения нужного ей диаметра. Однако такая система действий не имеет правильность. Возникают вопросы, связанные с тем, что в таблице не учитывается все особенности стали и композита. К примеру, если произойдет пожар и повышение температуры конструкции, композитная и стальная арматура будут вести себя по-разному.
Следует учесть, что при растяжении модуль упругости у стальной арматуры различается с модулем упругости у композитной. И все же, если не затрагиваются подходящие конструкции, такие как перекрытия, то применение «равнопрочной замены» оправдывается.
Композитная арматура - сравнение со стальной. Особенности стеклопластика
Арматура, изготовленная из стеклопластика, — это пруток, диаметр которого может находиться в интервале 4–18 мм, а длина составлять до 12 метров. Производится он из сверхпрочного пластика. На поверхность такого прутка в процессе его изготовления наносятся спиралевидные ребра, благодаря которым обеспечивается его надежное сцепление с бетонными конструкциями.
Пластиковая арматура, если сравнивать ее с металлическими изделиями аналогичного назначения, благодаря своим прочностным характеристикам и коррозионной устойчивости позволяет создавать более надежные и долговечные каркасные сооружения, что и объясняет популярность, которую активно приобретает данный материал.
Сравнение характеристик металлической и композитной арматуры
Немаловажным является и то, что арматура, изготовленная из стеклопластика, в отличие от металлических изделий, требует особых условий производства, использования качественного сырья и специального оборудования, поэтому ее изготовление в кустарных условиях исключено. Именно поэтому, приобретая на современном строительном рынке арматуру, изготовленную из стеклопластика, вы можете быть уверены в том, что это материал, изготовленный в полном соответствии с требованиями соответствующего нормативного документа.
Уникальные характеристики, которыми отличается арматура, сделанная из стеклопластика, объясняются свойствами ее структуры, включающей в себя:
- внутренний стержень, обеспечивающий прочность арматуры; такой стержень изготовлен из параллельных стеклопластиковых волокон, надежно соединенных полимерной смолой;
- внешний слой, который представляет собой волокнистое тело, накрученное по спирали вокруг внутреннего стержня; этот слой стекловолокна может быть нанесен по технологии песчаного напыления или двунаправленной навивки.
Стеклопластиковая арматура лучше, чем стальная, работает на сжатие на 30%, а на растяжение на 20%
Стеклопластиковая арматура, в зависимости от предпочтений производителя, может быть изготовлена по различным методикам. Так, на современном рынке есть возможность встретить изделия, внутренний стержень которых выполнен в виде косички из стеклопластикового волокна.
Арматура на разрыв таблица. Сортамент арматуры: классы по ГОСТ, таблица
Арматура из разных марок стали с широким диапазоном толщин используется для армирования бетона, кирпичной кладки. Портландцемент является универсальным материалом для использования при строительстве фундаментов, зданий, многого другого. Но он склонен к образованию трещин, при работе на изгиб ломается. Появилась необходимость принять дополнительные меры – армировать бетон. Оно обеспечивает прочность на разрыв, кручение, сдвиг. Одновременно удаётся снизить расход бетона и, как следствие, сроки строительства. Изделия из железобетона – сложная композитная конструкция. В её структуре прутки арматуры, которую окружает оболочка из бетона. Вид профиля арматурного стержня, его геометрические характеристики влияют на прочность изделия, его стойкость к трещинам, деформации. С 2019 года действует новый стандарт ГОСТ 34028-2016. Изменено не только обозначение классов (1). Старая маркировка по ГОСТ 5781-82: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI. Таблица 1. Последние позиции – канатная арматура. Классы арматуры
Изменения произошли также в таких показателях.
- Поверхностном покрытии арматуры.
- Маркировке.
- Испытаниях на изгиб-разгиб.
- Классы не привязаны к определённой марке стали. Рекомендуется только её химический состав. Это позволяет гибко реагировать и внедрять новации отечественной и зарубежной сталелитейной промышленности.
- Введён прямой запрет на производство арматуры из рельсов, листовых обрезков.
- Разрешается выпуск арматуры с формой профиля, отличной от 4-х стандартных.
Теперь вместо ничего не говорящих римских цифр за литерой А: I, II, III указан предел текучести: 240, 300, 500. Цифры обозначают прочностные характеристики: предел текучести в Н/мм2. Это предельная нагрузка, после небольшого превышения которой начинается необратимая пластическая деформация, проще – разрушение.
Чем выше этот показатель, тем прочнее арматура.
Для наглядности рекомендуемые замены сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Ещё одна цель изменений в стандарте – максимально сблизить отечественные и европейские требования.
Функциональность
Для армирования сборного железобетона используется арматура до класса А600. Классы выше этого закладываются в напряжённые ЖБ конструкции.
Виды арматуры по назначению.
- Рабочая (продольная и поперечная): принимает основные типы нагрузок в железобетонном изделии, диаметр определяется расчётами.
- Монтажная (распределительная и конструктивная): для формирования объёмных каркасов, сеток.
- Распределительная: обеспечивает правильное расположение рабочих стержней.
- Конструкционная: не рассчитывается; устанавливается в местах, которые могут подвергаться случайным нагрузкам.
- Анкерная: для формирования закладных элементов, в том числе захватных петель.
Расход арматуры всех видов в железобетонных конструкциях составляет от 50 до 80 кг на кубометр бетона, но не менее 8 кг. Расчёт необходимого количества для ленточного фундамента приведён ниже.
Технология производства
В зависимости от технологии арматура подразделяется на стержневую горячекатаную, проволочную холоднотянутую, укреплённую механически или термически.
В зависимости от способа производства (1 –4 по ГОСТу 34028-2016) критическая температура нагрева или предел огнестойкости различны.
Арматура А400, А400С, А500, А500С производится вторым способом и держит температуру до 520 °С. Классы А400, А400С, произведённая первым способом – 550 °С.
Форма поверхности
Рис.1
В новом стандарте закреплены такие формы конфигурации прокатного профиля: 1ф, 2ф, 3ф, 4ф. Вместе с тем по согласованию с заказчиком возможна иная форма. В массовом строительстве применяется форма 2.
Маркировка
Чтобы проинформировать потребителя об особых свойствах металлопродукции, производители дополнительно маркируют её.
- А – прокат арматурный.
- Ап – прокат для предварительно напряжённых конструкций.
- Н – повышенная категория пластичности.
- Е – высокая пластичность для сейсмоопасных районов.
- К – коррозионностойкая, с нанесением защитного покрытия (оцинкованием, гальваническим способом).
- У – выносливая по отношению к циклическим нагрузкам.
- С – свариваемая.
- Т – уплотнённая термическим или механическим способами.
Буквенное обозначение дополнительных характеристик следует за цифрами-показателями предела текучести.
Маркировка присутствует на каждом прутке. Каждому классу присвоен номер (3)
Таблица 3
На одной из сторон между профильными рёбрами увеличенной толщины или рёбрами с изменённым направлением считаются рёбра нормального размера. Их количество – в соответствии с таблицей 2 – означает класс арматуры.
Стеклопластиковая арматура на изгиб. Гнутые элементы из стеклопластиковой арматуры
Так как пластиковую арматуру поставляют в рулонах (50 или 100 м), то нет необходимости производить связку продольных несущих прутков: можно просто отрезать кусок необходимой длины. При обустройстве арматурного каркаса для ленточного фундамента часто используют □-образные вертикальные хомуты в качестве поперечных армирующих элементов, а для усиления углов и примыканий необходимы Г- и П-образные дополнительные элементы. Самостоятельно изготовить такие гнутые элементы из прямых стеклопластиковых прутков невозможно (арматура или сломается, или примет прежнее состояние после снятия усилия на изгиб). Придать любую форму стеклопластиковому прутку можно только на этапе его изготовления в заводских условиях. Поэтому необходимо, в соответствии с эскизом, приобрести нужное количество готовых гнутых элементов. Вязку дополнительных крепежных элементов арматурного каркаса можно произвести с помощью вязальной проволоки и обычного крючка или пластиковых хомутов.
На заметку! Если вы не найдете в продаже гнутых стеклопластиковых элементов необходимых размеров или форм, то можно изготовить их самостоятельно из обычной стальной арматуры (придется приобрести небольшое ее количество).
Разнообразие крепежных элементов, которые применяют для вязки стеклопластиковой арматуры, позволяет выбрать тот способ, который будет удобен именно вам (как в технологическом, так и в материальном смысле).
Какую нагрузку выдерживает арматура 8 мм. Диаметр стальной арматуры
Промышленность выпускает стальную арматуру диаметром от 6 до 8 мм. Производители дают следующую раскладку:
- 6-10 мм – монтажные пруты;
- 12-16 мм – продольный верхний и нижний каркас жилых и нежилых зданий коммерческого назначения расчетным весом не более 80 тонн. Этот показатель рассчитан исходя из известного параметра: 1 мм2арматуры сечением 12 мм выдерживает нагрузку до 300 кг без учета остаточной деформации.
- 18-80 мм – строительство массивных сооружений, в том числе подземных, гидроэлектростанций и тому подобное.
Однако есть научные способы определения, какой именно диаметр арматуры нужно заложить в ленточный фундамент. А именно – СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».
Согласно пункту 7.3.5 указанного норматива, минимальное содержание продольных стальных стержней должно быть не менее 0,1% от площади сечения железобетона. Исходя из этого правила арматура ленточного фундамента 50х100 см под бетонный или кирпичный дом должна составлять количественно не менее 50 см2.
Если на железобетонную «ленту» будут устанавливаться опорные столбы или колонны, то площадь сечения продольной части арматурного каркаса увеличивается до 0,2-0,4% (для каждого ряда).
В таблице ниже дан номинальный диаметр стальных прутов и их количество в теле бетонной конструкции. Для расчетов был выбран наиболее распространенный тип остова – ленточный фундамент, одинаково применяемый под такие строения как коттедж, дача, баня, склад и тому подобное.
Как пользоваться таблицей? Для начала надо определить площадь сечения фундамента. Для этого высоту нужно умножить на ширину и найти оттуда 0,1%. Все количественные данные берутся в миллиметрах. Далее в таблице необходимо найти показатель, наиболее приближенный к полученному значению.
Чаще всего используются столбцы 4 и 6. Когда определен требуемый диаметр арматуры и количество продольной рядов, надо высчитать поперечную или монтажную сталь. Ее сечение должно быть ¼ размера рабочих стержней, но не менее 6 мм.
Для сложных случаев ниже представлена таблица минимально допустимых диаметров необходимой арматуры (продольной и поперечной).
Обычно строители ориентируются на следующее правило: под здание расчетной массой до 50 т нужна рабочая арматура диаметром 8-10 мм, монтажная – сечением 6 мм. Для тяжелых домов с большим весом – от 12 до 14 мм.
Металлические стержни 6-10 мм продаются бухтами или прутками. Сталепрокат большего диаметра поставляются только в виде прутков. Длина стандартная – 6, 9 и 11,7 метров. Цена исчисляется в рублях за 1 тонну.
Соответствие композитной арматуры. Сравнение стальной и композитной арматуры
Сравнительная таблица
Характеристики | Металлические пруты | Композитные стержни |
Материал | Сталь | Стекловолокно, другие материалы, связанные полимером или термореактивными смолами |
Диаметр, мм | 6-40 | 4-12 |
Длина, м | 6-12 | 6-100 |
Вес, кг/п.м. | от 0,03 | от 0,222 |
Коррозионная стойкость | Подвергается коррозии | Относится к нержавеющим материалам первой группы химической стойкости |
Теплопроводность | 0,35-0,5 Вт/м*К | до 47 Вт/м*К |
Электропроводность | Да | Нет, диэлектрик |
Временное сопротивления разрыву | 0,37-1,23 кН/мм2 | 1,25 кН/мм2 |
Модуль упругости | 200 кН/мм2 | 30-55 кН/мм2 |
Предел прочности на растяжение, Мпа | 390 | 1200 |
Диапазон рабочих температур | до + 1200°С | -15°С - + 160°С |
Срок эксплуатации | Различная, определяется строительными нормами | До 80 лет |
Если сравнить возможности стеклокомпозита и металла, можно выделить ряд преимуществ по обоим видам арматуры. Выбор оптимального материала и характеристик арматурных прутов следует делать с учетом назначения, требований к прочности и долговечности конструкций, в которых они будут использоваться. При сравнении соотношения стоимости арматуры композитной к металлической выигрывает стекловолоконная арматурная продукция.
Сравнительная таблица цен на стеклопластиковую и стальную арматуру
Арматура, материал | Диаметр арматуры,мм. | Стоимость 1 п.м., руб. | Вес 1 п.м., кг. |
Прочность композитной арматуры. Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры
При соблюдении строительных норм композитная арматура может заменить металлическую во всех сферах применения:
- Коттеджное строительство : любые виды фундаментов и гибких связей для стен.
- Бетонные конструкции в промышленных зданиях и многоэтажных домах.
- Производство тяжелых и легких бетонов.
- Слоистая кирпичная кладка различных типов.
- Берегоукрепление и строительство береговых сооружений (не боится контакта с водой).
- Укладка дорожного полотна (увеличивает срок службы на треть).
- Создание сейсмоустойчивых поясов (рекомендована для использования в зонах высоких вибраций).
- Возведение монолитных зданий с применением несъемной опалубки.
- Электрификация (осветительные опоры и ЛЭП).
- Изготовление железнодорожных шпал.
Характеристики композитной арматуры нагляднее всего представить в сравнении с металлическими аналогами:
Металлическая арматура класса А-III (А400С) | Стеклопластиковая арматура | Базальтопластикоая арматура | |
Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С и др. | Стекловолокно с диаметром 13-16 микрон, связанное полимером | Базальтовое волокно с диаметром 10-16 микрон, связанное полимером |
Временное сопротивление при растяжении, МПа | 360 | 600-1200 (уменьшается с увеличением диаметра) | 700—1300 (уменьшается с увеличением диаметра) |
Модуль упругости, МПа | 200 000 | 45 000 | 60 000 |
Относительное удлинение, % | от 14 | 2,2 | 2,2 |
Плотность, т/м3 | 7,85 | 1,9 | 1,9 |
Коррозийная стойкость | Ржавеет | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости |
Теплопроводность | да | нет | нет |
Электропроводность | да | диэлектрик | диэлектрик |
Профили (диаметр), мм | 6-80 | 4-20, в перспективе до 60 | 4-20, в перспективе до 60 |
Длина, м | 6-12 (в связи с требованиям к транспортировке) | Любой размер | Любой размер |
Прикидывая целесообразность покупки композитной арматуры и сравнивая ее стоимость с металлической, многие обращают внимание только на цену погонного метра. Компания ROCKBAR (производитель стеклопластиковой арматуры) совместно с Университетом Шеффилда (Великобритания) провела сравнительные испытания на временное сопротивление и прочность материалов, результатом которых стала таблица равнопрочностной замены:
Композитная арматура | Стальная арматура класса А-III (А400С) | ||||||
Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. | Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. |
4 | 0,02 | 50000 | от 8,75 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
5 | 0,03 | 33333 | от 9,54 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
6 | 0,04 | 25000 | от 11,59 | 8 | 0,40 | 2531,7 | от 16,50 |
7 | 0,06 | 16667 | от 13,95 | 10 | 0,62 | 1620,8 | от 24,12 |
8 | 0,08 | 12500 | от 17,27 | 12 | 0,89 | 1126,1 | от 27,15 |
10 | 0,20 | 5000 | от 25,60 | 14 | 1,21 | 826,5 | |
12 | 0,23 | 4348 | от 35,38 | 16 | 1,58 | ||
14 | 0,30 | 3333 | от 48,42 | 20 | |||
16 | 0,35 | 2857 | от 61,88 | ||||
18 | 0,43 | 2326 | |||||
20 | 0,60 |
Примечание: цены взяты с официальных сайтов производителей, в розничных сетях могут немного отличаться в большую сторону.
Несложные подсчеты показывают, что экономия при покупке арматуры из композитных материалов может доходит до 2 раз по сравнению с металлической. Не стоит забывать и о других статьях расходов:
- экономия на доставке за счет легкости и компактности;
- экономия на погрузке и выгрузке — не нужно нанимать рабочих;
- экономия на расходных материалах — стеклопластик можно нарезать кусачками или болторезом;
- экономия на обрезках — арматура в бухтах нарезается по необходимым размерам без отходов.