Сравнительная оценка применения стальной арматуры класса А-500С и стеклопластиковой арматуры АКП-СП в плитных фундаментах для малоэтажной застройки

Сравнительная оценка применения

стальной арматуры класса А-500С

и стеклопластиковой арматуры АКП-СП

в плитных фундаментах для малоэтажной застройки.

Общие данные

Ведомость чертежей

1. Исходные данные

·  Принимаем расчетное сопротивление грунта R0 = 1.5кг / см²

·  Размеры здания в плане 10х10 м с шагом поперечных стен не более 5 метров

·  Здание 2-х этажное. Перекрытие – монолитный железобетон t=180. Кровля – деревянные стропила. Наружные стены – кирпичная кладка 250 мм и штукатурка по утеплителю

·  Высота этажа 3м.

·  Фундамент – плитного типа, мелкого заложения

2. Задачи:

·  Расчет фундаментной плиты с использованием стальной арматуры класса А-500С

·  Расчет фундаментной плиты с использованием стеклопластиковой арматуры АКП-СП

·  Сравнительные выводы расхода и цены для обоих видов арматуры.

Нагрузка от стен:

·  кирпичная кладка 250 мм при высоте кладки 7 м

(ƴ кл =1.3тн / м³)

q = 0.25м * 1.3т / м³ * 7м * 1.1 = 2.5т / м

·  утеплимм при высоте стены 7 м

(ƴ ут =0.2тн / м³)

q = 0.2м * 0.2т / м³ * 7м * 1.1 = 0.31т / м

·  штукатурка 50 мм при высоте стены 7 м

(ƴ шт =1.4тн / м³)

q = 0.05м * 1.4т / м³ * 7м * 1.1 = 0.54т / м

Вес от наружных стен составляет: q = 2.5т / м + 0.31т / м + 0.54т / м = 3.35тн / м

Вес здания при общей площади S = 10м * 10м = 100м² , при общей длине внутренних несущих стен

l = 10м + 10м = 20м и при общей длине наружных стен lнар = (10м + 10м) *2 = 40м

составляет:

P =100м² *(0.89тн / м² + 0.4тн / м² ) + 20м * 2.5тн / м + 40м * 3.35тн / м = 313тн

Расчетная нагрузка на основание здания

p0 = 313тн /100м² = 3.13тн / м² = 0.313кг / см²

·  При внесении изменений в предложенные конструкции здания и габариты, сбор нагрузок необходимо выполнить заново вместе с расчетом фундаментной плиты.

·  При изменении пролетов между несущими стенами расчет плиты также выполняется заново.

·  При выборе в качестве несущих конструкций – колонн вместо стен, фундаментную плиту необходимо дополнительно проверить на продавливание в местах их опирания.

4. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры класса А-500С при толщине плиты 300 мм

·  Толщину фундаментной плиты назначаем – 300 мм исходя из условия обеспечения толщины защитного слоя (расстояние от поверхности apматуры до соответствующей грани конструкций) стальной арматуры не менее 40 мм при наличии бетонной подготовки.

·  Расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А-500С

Rb = 4 500кг/см²

·  Расчет плиты производим как многопролетной балки без защемления концов с учетом давления под фундаментной плитой 3.13тн/м, которое и будет нагрузкой на плиту, а стены – опорами.

Эпюра М

·  Максимальный пролетный момент между стенами Mпр max = 5,5 тн* м

·  Максимальный опорный момент над средней стеной Mоп max = - 9,8 тн* м

5. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры из

стеклопластика при толщине плиты 300 мм

·  Толщину фундаментной плиты назначаем аналогичную – 300 мм.

·  Расчетное сопротивление растяжению арматуры из стеклопластика R АКП-СП b =12 000кг/см²

·  Нагрузки принимаем те же – 3.13 тн/м²

·  Максимальный пролетный момент между стенами Mпр max = 5,5 тн* м

·  Максимальный опорный момент над средней стеной Mоп max = - 9,8 тн* м

Подбор сечения арматуры в нижней зоне под стенами (перпендикулярно стенам)

Определяем коэффициент A0 при b =1(м):

Площадь сечения арматуры класса АКП-СП:

Принимаем основную в нижней зоне армирования из Ø8 AКП-СП с шагом 200 (As=2.51см²)

Дополнительно вводим арматуру Ø8 АКП-СП с шагом 200 перпендикулярно несущим стенам

5.02см² >3.44 см², следовательно, условие выполнено.

Подбор сечения арматуры в верхней зоне в пролетах (между стенами)

Определяем коэффициент A0 при b =1(м):

Площадь сечения арматуры класса АКП-СП:

Принимаем в верхней зоне армирования сетку из Ø8 АКП-СП с шагом 200 (As=2.51см²)

6. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры из

стеклопластика при толщине плиты 200 мм

·  При армировании фундаментной плиты арматурой из стеклопластика можно уменьшить величину защитного слоя, т. к. арматура не подвержена коррозии и имеет лучшие характеристики по расчетному сопротивлению на растяжение.

·  Толщину фундаментной плиты назначаем – 200 мм.

·  Величина защитного слоя 30 мм.

·  Рабочая зона сечения - R АКП-СП b =кг/см²

·  Расчетное сопротивление растяжению арматуры из стеклопластика R АКП-СП b =кг/см²

·  Нагрузки принимаем те же – 3.13 тн/м²

·  Максимальный пролетный момент между стенами Mпр max = 5,5 тн* м

·  Максимальный опорный момент над средней стеной Mоп max = - 9,8 тн* м

Подбор сечения арматуры в нижней зоне под стенами (перпендикулярно стенам)

Определяем коэффициент A0 при b =1(м):

Площадь сечения арматуры класса АКП-СП:

Принимаем основную в нижней зоне армирования из Ø10 AКП-СП с шагом 200 (As=3.93см²)

Дополнительно вводим арматуру Ø10 АКП-СП с шагом 200 перпендикулярно несущим стенам

7.86см² >5.7 см², следовательно, условие выполнено.

Подбор сечения арматуры в верхней зоне в пролетах (между стенами)

Определяем коэффициент A0 при b =1(м):

Площадь сечения арматуры класса АКП-СП:

Принимаем в верхней зоне армирования сетку из Ø10 ACП с шагом 200 (As=3.93см²)

7. ВЫВОДЫ

·  Для выбранного 2-х этажного здания, в фундаментной плите толщиной 300 мм принята арматура Ø12 А - 500С с шагом 200 в обоих направлениях в верхней и нижней зонах с местным усилением под стенами в нижней зоне.

·  При той же толщине плиты стеклопластиковая арматура должна быть не менее Ø8 АКП-СП.

Таблица сравнения расхода и стоимости арматуры при толщине плиты 300 мм

·  Затраты на стеклопластиковую арматуру при одинаковой толщине фундаментной плиты в 3 раза меньше, чем на стальную

·  В связи с тем, что антикоррозийная стойкость стеклопластиковой арматуры несравнимо выше стальной, может быть уменьшен защитный слой бетона и, соответственно, толщина плиты. При толщине плиты 200 мм применяется стеклопластиковая арматура - Ø10 АКП-СП с шагом 200 в обоих направлениях в нижней и верхней зонах армирования с местным усилением под стенами.

Таблица сравнения общей стоимости материалов

на фундаментную плиту при толщине плиты 300 и 200 мм

·  Из таблицы видно, что при использовании арматуры из стеклопластика и уменьшении толщины плиты до 200 мм общая стоимость материалов будет минимальной из рассмотренных вариантов.

·  При внесении изменений в предложенные конструкции здания и габариты, сбор нагрузок необходимо выполнить заново вместе с расчетом фундаментной плиты.

·  При изменении пролетов между несущими стенами расчет плиты также выполняется заново.

·  При выборе в качестве несущих конструкций – колонн (вместо стен), фундаментную плиту необходимо дополнительно проверить на продавливание в местах их опирания.

·  Расчет фундаментной плиты произведен только на прочность.

·  Расчет произведен исходя из цен на стеклопластиковую арматуру, действительных на дату 12.01.2013

·  Обращаем внимание, что при расчете надземных конструкций необходимо обязательно производить расчет по деформациям, т. к. модуль упругости арматуры АКП-СП в 4 раза ниже модуля упругости стальной арматуры.