Современные эффективные конструкционные материалы

ОГЛАВЛЕНИЕ
Прогрессивные конструкционные материалы.
Поведение материалов при особых нагрузках и воздействиях.
Особенности расчет конструкций при повышенных, высоких и отрицательных температурах.
Особенности проектирования железобетонных и конструкций в сейсмических районах.
Особенности производства железобетонных и каменных конструкции работ в зимних условиях.
Современные способы стыковки арматуры.
Эффективные железобетонные конструкции для гражданского и промышленного строительства.
Современные методы расчета железобетонных и конструкций.
И т.д.

Занятие 1

Современные эффективные конструкционные материалы

Нормативные и расчетные характеристики бетона (в соответствии с СП 63.13330.2012)
Высокопрочные бетоны

Преимущества высокопрочного бетона
Снижение объема и веса.
k=Rb,80/Rb,25 =41,0/14,5=2,83.
При бетоне В25,
пусть V=1м3, G = 2400кг.
При бетоне В100,
V=1м3/2,83 = 0,353м3,
G=2400/2,83 ≈ 848 кг.
Цена бетона(средняя) по Москве
класса В20 =2900 руб/м.3
класса В50 =3900 руб/м.3
класса В80 =7500 руб/м3

Поперечные сечения элементов могут быть уменьшены.
Снижается вес и, следовательно, постоянная нагрузка на конструкции
Внутренние пространства помещений увеличиваются.
Мощность грузоподъемных механизмов может быть уменьшена.
Число грузоподъёмов сокращается.
Уменьшается число и грузоподъёмность транспортных средств.
Общая экономическая эффективность выше.
Достоинства

Нормативные и расчетные характеристики арматуры (в соответствии с СП 63.13330.2012)
Высокопрочные стали

Расход стали уменьшается значительно
Снижается вес и, следовательно, постоянная нагрузка на конструкции
Мощность грузоподъемных механизмов может быть уменьшена.
Число грузоподъёмов сокращается.
Уменьшается число и грузоподъёмность транспортных средств.
Общая экономическая эффективность выше.
Повышенная потребность в высокопрочных сталей стимулирует развитие металлургической промышленности
Достоинства

Цена арматуры (средняя) по Москве
класса А500С Ц=35400руб/т
класса А800 Ц=44000 руб/т.
класса К1500 Ц=47600 руб/т.
класса К7О Ц=83000 руб/т.

Канат К7О
Канат К70 «Моностренд»
Оболочка
Смазка
Фиксатор
Канат

Другие виды арматуры
Композитная арматура в конструктивных элементах
Неметаллическая арматура в зависимости от вида наполнителя бывает следующих разновидностей: стеклокомпозитная, углекомпозитная, базальтокомпозмитная, арамидокомпозитная.
Основные физико-механические свойства композитной арматуры (АКП) и металлической арматуры А400.

Достоинства неметаллической арматуры
высокая прочность (800-2000МПа)
малый вес (в 7-10 раз меньше, чем у металлической арматуры)
устойчивость к коррозии, кислотам, щелочам.
низкая теплопроводность(композитные аналоги почти не теплопроводны, показатель теплопроводности в 100 раз ниже)
диэлектрик (не пропускает электрический ток)
радиопрозрачна (не создает помех и искажений для радиоволн)
простой монтаж(без сварки, композитную арматуру вяжут проволокой или стягивают пластиковыми креплениям.)

Пример армирования буронабивной сваи

Выгода в цене 10-50%. Из-за малого веса существенно экономятся также расходы при транспортировке и монтаже.
Экономические показатели использования стеклопластиковой арматуры АСП-1200МПа и металлической арматуры А400.

Предел прочности на сжатие у композитной арматуры в 2-4 раза выше, чем у металлической.
Модуль упругости в 2-4 раза меньше, поэтому область применения ограничена.
В некоторых конструктивных элементах, где прогибы не имеют существенного значения, использование пластиковой арматуры выгоднее, чем металлической.
Однако, для несущих конструкций, где прогибы и трещиностойкость важны, к использованию неметаллической арматуры необходимо подходить с осторожностью.

Фибробетоны
Снижение хрупкости бетона при ударе и уменьшение его растрескивания при затвердевании можно улучшить если в бетонную смесь добавить дисперсные волокна (фибры) и равномерно распределить их массе.
При этом характеристики бетона значительно улучшаются:
прочность на растяжение увеличивается на 25 – 30%;
возрастает ударная вязкость;
повышается трещиностойкость.
Фибры для бетона делются на две группы
Металлическая – может иметь различную конфигурацию и размеры (диаметр может составлять от 0,1 – 0,5 мм, длина 10 – 50 мм).
Неметаллическая фибра, которая может быть представлена волокнами названных материалов: