Реферат: Департамент строительства научно-техническое управление ниц "строительство" ведомственные строительные нормы проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций всн 56-97 Москва 1997

ДЕПАРТАМЕНТ СТРОИТЕЛЬСТВА
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
НИЦ "СТРОИТЕЛЬСТВО"

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ВСН 56-97

Москва - 1997

Настоящие строительные нормы разработаны НИИЖБом, МНИИТЭПом и фирмой "Фибробетон" в соответствии с Постановлением Правительства Москвы № 992 от 1 ноября 1994 г. "О комплексной программе по разработке и выпуску Московских городских строительных норм и правил, отраслевых стандартов и технических условий для строительства в г. Москве" по заданию Научно-технического управления Департамента строительства. Нормы подготовлены и вводятся впервые.

Разработке 1-ой редакции норм предшествовало обобщение отечественного и зарубежного опыта исследований, проектирования и технологии изготовления, устройства и возведения стеклофибробетонных, сталефибробетонных, базальтофибробетонных элементов, конструкций и сооружений.

При подготовке норм учтены основные положения действующих нормативных документов по проектированию и изготовлению бетонных, железобетонных, армоцементных и сталефибробетонных конструкций (СНиП 2.03.01-84; СНиП 2.03.03-85; СНиП 2.03.11-85; СНиП 10-01-94 и др.) а также рекомендаций, стандартов, технических условий и регламентов на материалы и технологию изготовления конструкций, приведенные в приложениях.

Настоящие ВСН согласованы с ведущими Научно-исследовательскими, проектными и производственными организациями.

В разработке ВСН участвовали: от НИИЖБ - к.т.н. Волков И. В., д.т.н. Хайдуков Г. К., инж. Газин Э.М., от МНИИТЭП - д.т.н. Жуковский Э. З., к.т.н. Шабля В. Ф., от фирмы "Фибробетон" - к.т.н. Анацкий Ф. И., Рудой В. М.

Нормы разработаны при участии Департамента строительства Правительства Москвы (к.т.н. Дмитриев А. Н.) и НИЦ "Строительство" (к.т.н. Гурьев В. В.).

Научное редактирование ВСН выполнено к.т.н. Волковым И. В. и к.т.н. Анацким Ф. И.

^ Департамент строительства

Ведомственные строительные нормы

ВСН 56-97
Департамент строительства

^ Научно-техническое управление

Ведомственные строительные нормы по проектированию и основным положениям технологий производства фибробетонных конструкций

Вводятся впервые
^ ЧАСТЬ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЕКЛОФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. 1.1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.
1.1.1. Настоящие нормы распространяются на проектирование элементов несущих и ограждающих конструкций и изделий из стеклофибробетона для зданий и сооружений различного назначения.

Стеклофибробетон является разновидностью фибробетона и изготавливается из мелкозернистого бетона (бетон-матрица) и армирующих его отрезков стекловолокна (фибр), равномерно распределенных по объему бетона изделия или отдельных его частей (зон). Совместность работы бетона и фибр обеспечивается за счет сцепления по их поверхности.

1.1.2. Нормы содержат указания по проектированию стеклофибробетонных конструкций, предназначенных для работы при систематическом воздействии температуры не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С.

При проектировании стеклофибробетонных конструкций, предназначенных для работы в условиях с систематическим воздействием температуры выше 50 °С, а также агрессивных по отношению к стеклофибробетону сред, необходимо учитывать дополнительные требования, предъявляемые к таким конструкциям соответствующими нормативными документами.

^ Внесены НИИЖБом, МНИИТЭПом, фирмой "Фибробетон"

Утверждены Научно-техническим управлением Департамента строительства
1 июля 1996 г.

^ Срок введения в действие
1 июля 1997 г.

По показателям прочности, морозостойкости и водонепроницаемости приняты классы бетона в соответствии с ГОСТ 25192, ГОСТ 26633, СНиП 2.03.01 и СТ СЭВ 3978.

Основные буквенные обозначения, принятые согласно СТ СЭВ 1565, и используемая в настоящих нормах терминология, приведены в справочном приложении 1.1.

1.1.3. Нормы предназначены для проектирования стеклофибробетонных конструкций и стеклофибробетонных конструкций с комбинированным армированием согласно классификации по п. 1.1.5.

1.1.4. Допускается проектирование фибробетонных конструкций с применением фибр из полипропилена, нейлона, углерода, арамида или карбона при соответствующем обосновании и согласовании с НИИЖБ.
^ Основные положения.
1.1.5. Стеклофибробетонные конструкции в зависимости от их армирования подразделяют на конструкции:

с фибровым армированием - при их армировании только фибрами из стекловолокна, равномерно распределенными по объему бетона всего элемента или его части;

с комбинированным армированием - при их армировании фибрами из стекловолокна, равномерно распределенными по объему (сечению) элемента, в сочетании со стержневой, проволочной стальной арматурой (или стержневой стеклопластиковой арматурой при соответствующем обосновании и согласовании с НИИЖБ).

1.1.6. Стеклофибробетонные конструкции, аналогично железобетонным согласно СТ СЭВ 1505, должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.

1.1.7. Конструкции из стеклофибробетона на портландцементе и глиноземистом цементе могут применяться в неагрессивных и агрессивных средах при соблюдении требований СНиП 2.03.11 и указаний п. 1.1.8 настоящих норм.

1.1.8. Степень агрессивного воздействия сред для стеклофибробетонных конструкций с фибровым армированием принимается по указаниям пп. 2.4-2.8 СНиП 2.03.11 как для конструкций из бетона-матрицы.

Для стеклофибробетонных конструкций с комбинированным армированием степень агрессивного воздействия сред принимается по указаниям пп. 2.4-2.8 СНиП 2.03.11 как для конструкций из железобетона.

Толщину защитного слоя фибробетона для рабочей стальной стержневой или проволочной арматуры в сборных конструкциях и изделиях рекомендуется принимать уменьшенной по сравнению с требованиями пп. 5.4 и 5.5 СНиП 2.03.03, но не более чем на 12 мм соответственно п. 2.19 СНиП 2.03.11.

1.1.9. Стеклофибробетон рекомендуется применять в тонкостенных элементах и конструкциях зданий и сооружений, для которых существенно важным является: снижение собственного веса, повышение трещиностойкости, обеспечение водонепроницаемости бетона и его долговечности (в т.ч., в агрессивных средах), повышение ударной вязкости и сопротивления истиранию, наличие радиопрозрачности, а также повышение архитектурной выразительности и экологической чистоты.

1.1.10. Выбор конструктивных решений стеклофибробетонных конструкций выполняется с учетом технико-экономической целесообразности применения таких конструкций в конкретных условиях строительства, максимального снижения их материало-, трудо- и энергоемкости, повышения долговечности и архитектурной выразительности. При этом следует учитывать методы изготовления, монтажа и условия эксплуатации конструкций.

1.1.11. Форма и размеры сечений элементов принимаются исходя из наиболее полного учета свойств стеклофибробетона, возможности заводского механизированного и автоматизированного изготовления, удобства транспортирования и монтажа конструкций.

1.1.12. При проектировании стеклофибробетонных конструкций следует учитывать наиболее эффективные технологии их изготовления (см. часть 2 настоящих норм).

1.1.13. Стеклофибробетон рекомендуется для изготовления конструкций, в которых могут быть наиболее эффектно использованы следующие его технические преимущества по сравнению с бетоном и железобетоном:

- повышенные трещиностойкость, ударная вязкость, износостойкость, морозостойкость и атмосферостойкость;

- возможность использования более эффективных конструктивных решений, чем при обычном армировании, например: применение тонкостенных конструкций, конструкций без стержневой или сетчатой распределительной и поперечной арматуры и др.;

- возможность снижения или полного исключения расхода стальной арматуры, например, в конструкциях с экономической ответственностью;

- снижение трудозатрат и энергозатрат на арматурные работы, повышение степени механизации и автоматизации при производстве фибробетонных конструкций, например, сборных тонкостенных оболочек, складок, ребристых плит покрытий и перекрытий, дорожных покрытий, монолитных и сборных полов промышленных и общественных зданий, конструкций несъемной опалубки и др.;

- возможность применения новых, более производительных приемов формования армированных конструкций, например, пневмонабрызга, погиба свежеотформованных листовых изделий и др.

Рекомендуемая номенклатура эффективных стеклофибробетонных конструкций приведена в справочном приложении 1.2.

1.1.14. Для приготовления стеклофибробетона применяется мелкозернистый бетон (матрица) на мелком плотном заполнителе по ГОСТ 8736, портландцементе по ГОСТ 10178 или глиноземистом цементе по ГОСТ 969, а также модифицированном портландцементе с ультрадисперсной кремнеземной добавкой или ВНВ. Применение других вяжущих допускается при соответствующем обосновании.

1.1.15. Для фибрового армирования мелкозернистого бетона на портландцементе и его разновидностях используются фибры из щелочестойкого стекла марки СЦ-6 в виде отрезков комплексных нитей рассыпающегося ровинга по ТУ 21-38-233-92.

Для фибрового армирования матрицы на глиноземистом цементе может использоваться фибра из обычного алюмоборосиликатного стекловолокна по ГОСТ 17139 при соответствующем обосновании.

При экспериментальном и экономическом обосновании и согласовании с НИИЖБ возможно применение фибр из стеклянного волокна со специальными защитными покрытиями.

1.1.16. Размеры и форма фибр из стекловолокна принимаются с учетом вида, назначения конструкции, технологических требований по ее изготовлению, с целью максимального использования прочностных свойств и обеспечения долговечности фибры в стеклофибробетоне.

1.1.17. Стеклофибробетонные элементы с фибровым армированием рекомендуется применять в конструкциях, работающих:

- преимущественно на ударные нагрузки, истирание, продавливание и атмосферные воздействия;

- на сжатие при эксцентриситетах приложения продольной силы, не превышающих величин, указанных в п. 3.3 СНиП 2.03.01 (например, в элементах пространственных покрытий);

- на изгиб при соблюдении условий, исключающих их хрупкое разрушение в конструкциях с экономической ответственностью;

- в условиях, указанных в п. 1.7б СНиП 2.03.01.

1.1.18. Стеклофибробетонные конструкции с комбинированным армированием применяются аналогично обычным или предварительно напряженным железобетонным конструкциям в зданиях и сооружениях, для которых существенное значение имеют снижение собственного веса, уменьшение раскрытия трещин, обеспечение водонепроницаемости, долговечность, стойкость при воздействии ударных нагрузок.

1.1.19. При проектировании сборных стеклофибробетонных конструкций особое внимание необходимо обращать на прочность, долговечность и технологичность соединений и узлов. Соединения и узлы сборных ограждающих конструкций должны удовлетворять также специальным требованиям к этим ограждениям (обеспечивать передачу усилий элементам несущих конструкций, выполнение теплотехнических требований, заданной деформативности, водонепроницаемости и др.).

1.1.20. Для предотвращения появления трещин, местных выколов и других дефектов стеклофибробетонных конструкций или изделий при их подъеме в процессе изготовления, складирования, транспортирования и монтажа следует применять специальные приспособления, в т.ч. беспетлевые захваты стеклофибробетонных конструкций и изделий.
^ Основные расчетные требования.
1.1.21. Стеклофибробетонные конструкции с фибровым или комбинированным армированием должны удовлетворять требованиям по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы) согласно СТ СЭВ 1406.

1.1.22. Проектирование конструкций выполняется по методике, аналогичной методике проектирования армоцеметных и сталефибробетонных конструкций с учетом прочностных и деформативных характеристик стеклофибробетона. При проектировании стеклофибробетонных конструкций следует руководствоваться общими положениями СНиП 2.03.01 (пп. 1.1¸1.6, 1.8-1.9, 1.22), СНиП 2.03.03 и настоящими нормами.

1.1.23. Расчет стеклофибробетонных конструкций, в т.ч. с комбинированным армированием, производится по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы) в соответствии с положениями настоящих норм, учитывающих следующие особенности стеклофибробетонных конструкций:

- дисперсность армирования;

- тонкостенность конструкций;

- уменьшенный (по сравнению с железобетонными конструкциями) защитный слой для стержневой или проволочной арматуры при комбинированном армировании;

- возможное изменение прочности на растяжение стеклофибробетона во времени в зависимости от влажности среды эксплуатации.

1.1.24. Значения нагрузок и воздействий, коэффициентов перегрузок, коэффициентов сочетаний нагрузок, а также разделение нагрузок на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП II-6, с учетом дополнительных указаний СНиП 2.03.01 и пп. 1.12 и 1.13 СНиП 2.03.03.

1.1.25. Трещиностойкость стеклофибробетонных конструкций с фибровым и комбинированным армированием должна отвечать требованиям п. 1.13 СНиП 2.03.03 и настоящих норм.

1.1.26. Категории требований к трещиностойкости стеклофибробетонных конструкций с комбинированным армированием в зависимости от условий их работы и вида арматуры, а также величины предельно допустимой ширины раскрытия трещин приведены в таблице 1.1.

Нагрузки, учитываемые при расчете стеклофибробетонных конструкций с фибровым или комбинированным армированием по образованию и раскрытию трещин, должны приниматься согласно табл. 2 СНиП 2.03.03.

1.1.27. Несущие стеклофибробетонные элементы, как правило, должны выполняться с комбинированным армированием.

Несущие элементы из стеклофибробетона без комбинированного армирования не должны иметь трещин при продолжительном действии нагрузки с коэффициентом перегрузки γ = 1 и удовлетворять требованиям по несущей способности.

1.1.28. Определение прогибов стеклофибробетонных конструкций с комбинированным армированием следует производить согласно положениям СНиП 2.03.01 и указаниям пп. 1.4.9-1.4.14 настоящих норм. Значения предельно допустимых прогибов следует принимать по СНиП 2.03.01.

Расчет прогибов стеклофибробетонных конструкций без комбинированного армирования не производится.

1.1.29. Статический расчет стеклофибробетонных конструкций в виде оболочек и складок следует выполнять как тонкостенных пространственных конструкций. Перераспределение усилий в статически неопределимых стеклофибробетонных конструкциях следует обосновывать экспериментальным путем.

1.1.30. Расстояния между температурно-усадочными швами в стеклофибробетонных конструкциях покрытий и др. следует устанавливать расчетом с учетом требований СНиП 2.03.01.

1.1.31. Средняя плотность мелкозернистого бетона, учитываемая при расчете стеклофибробетонных конструкций, принимается равной 2300 кг/м3. Средняя плотность стеклофибробетона принимается равной 2400 кг/м3. При наличии конкретных данных о средней плотности стеклофибробетона допускается принимать другие значения, обоснованные в установленном порядке.

1.1.32. В рабочих чертежах конструкций из стеклофибробетона следует указывать требования к материалам, а также сведения о технологических приемах изготовления, контроля качества и хранения конструкций.
^ Дополнительные указания по проектированию предварительно напряженных конструкций.
1.1.33. Предварительно напряженные стеклофибробетонные конструкции следует проектировать в соответствии с требованиями пп. 1.23-1.30 СНиП 2.03.01; пп. 1.21 и 1.25 СНиП 2.03.03 и настоящих норм.

1.1.34. Потери напряжения в предварительно напряженной арматуре для стеклофибробетонных конструкций следует определять по указаниям пп. 1.25-1.27 СНиП 2.03.01 как для конструкций из мелкозернистого бетона.

Потери от усадки стеклофибробетона допускается принимать с коэффициентом 0,9 при соответствующем обосновании.
^ Дополнительные указания по проектированию изгибаемых трехслойных элементов с эффективным утеплителем и наружными слоями из стеклофибробетона.
1.1.35. Настоящие нормы могут быть использованы при проектировании ограждающих трехслойных элементов, выполняемых с наружными слоями из стеклофибробетона и внутренним слоем - из фибролита по ГОСТ 8928, легкого бетона или плит из ячеистого бетона.

1.1.36. Наружные слои трехслойных элементов принимаются толщиной 15¸30 мм и выполняются из стеклофибробетона на основе мелкозернистого бетона класса не ниже В25 группы А.

1.1.37. Дисперсное армирование выполняется из отрезков щелочестойкого стекловолокна длиной 20¸40 мм, изготавливаемого по ТУ 21-38-233-92.

1.1.38. Внутренний слой толщиной 75-220 мм выполняется из фибролита по ГОСТ 8928 объемной массой не ниже 400, а также из легкого монолитного бетона или плит из ячеистого бетона, отвечающих соответствующим стандартам.

1.1.39. Настоящие указания по расчету распространяются на трехслойные элементы, изготавливаемые методом приформовывания слоев, т.е. с обеспеченным сцеплением слоев стеклофибробетона и внутреннего слоя утеплителя.

1.1.40. При проектировании с целью обеспечения прочности, жесткости и трещиностойкости трехслойных стеклофибробетонных элементов, рассчитываемых по настоящим нормам, следует принимать величину отношения расчетного пролета изгибаемого элемента к его полной высоте не менее 8.

Таблица 1.1

Условия работы элементов конструкций

Категория требований к трещиностойкости стеклофибробетонных конструкций с комбинированным армированием и предельно допустимая ширина acrc1 и аcrc2, мм, раскрытия трещин при армировании

стержневой классов А-I, А-II, А-III, А-IIIв и А-IV; проволочной классов В-I и Вр-I

стержневой классов A-V и А-VI; проволочной классов В-II, Вр-II, К-7 и К-9 при диаметре проволоки 4,5 мм и более

проволочной классов В-II, Вр-II и К-7 при диаметре проволоки 3 мм и менее

Элементы:










1. С полностью растянутым или частично сжатым сечением, воспринимающие давление жидкостей или газов

2-я категория

аcrc1 = 0,10

acrc2 = 0,06

1-я категория

1-я категория

2. Эксплуатируемые в отапливаемых зданиях с относительной влажностью внутреннего воздуха помещений выше 75 %, а также на открытом воздухе и в неотапливаемых зданиях в условиях увлажнения атмосферными осадками

2-я категория

acrc1 = 0,12

асrс2 = 0,09

1-я категория

1-я категория

3. Эксплуатируемые в отапливаемых зданиях с относительной влажностью внутреннего воздуха помещений от 60 до 75 %

2-я категория

acrc1 = 0,15

аcrc2 = 0,12

2-я категория

acrc1 = 0,12

acrc2 = 0,08

1-я категория

4. Эксплуатируемые в отапливаемых зданиях с относительной влажностью внутреннего воздуха помещений до 60 % и при отсутствии возможности систематического увлажнения конструкции конденсатом

2-я категория

acrc1 = 0,20

acrc2 = 0,15

2-я категория

acrc1 = 0,15

асrс2 = 0,10

2-я категория

acrc1 = 0,07

acrc2 = 0,05
^ 1.2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТЕКЛОФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. Мелкозернистый бетон.
1.2.1. Для стеклофибробетонных конструкций, проектируемых в соответствии с настоящими нормами, следует предусматривать конструкционный мелкозернистый бетон по ГОСТ 26633 средней плотности не менее 2000 кг/м3 на кварцевом песке с крупностью зерен от 1,5 мм до 2,3 мм в соответствии с ГОСТ 8736.

Бетон должен иметь водопоглощение не более 8 % по массе.

1.2.2. Мелкозернистый бетон для стеклофибробетонных конструкций в зависимости от вида и условий их работы предусматривается следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

бетон группы А (естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, на песке с модулем крупности свыше 2,0 но не более 2,5) - В20, В25, В30, В35, В40;

бетон группы Б (естественного твердения или подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении, на песке с модулем крупности 2,0¸1,5) - В20, В25, В30 и В35.

Допускается применение бетона промежуточных классов В22,5 и В27,5 при условии, что это приводит к экономии цемента по сравнению с применением бетона соответственно классов В25 и В30 и не снижает других технико-экономических показателей конструкций.

б) классов по прочности на осевое растяжение - Bt 1.6; Bt 2; Bt 2.4; Bt 2.8; Bt 3.2; Вt 3.6; Bt 4;

в) марок по морозостойкости - F50; F75; F100; F150; F200; F250; F300; F400, F500;

г) марок по водонепроницаемости - W4; W6; W8; W10; W12.

1.2.3. В качестве вяжущих для приготовления мелкозернистого бетона стеклофибробетонных конструкций следует применять портландцемент по ГОСТ 10178, глиноземистый цемент по ГОСТ 969 марок не ниже М400, а также добавки микрокремнезема по ТУ 7-249533; ТУ 7-249533-02; ТУ 2-249533-03 или вяжущее низкой водопотребности (ВНВ) по ТУ 21-26-20.

1.2.4. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков фактического загружения конструкций проектными нагрузками, способа возведения и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций назначается в соответствии с указаниями ГОСТ 13015.0 и стандартов или технических условий на конструкции конкретных видов.

1.2.5. Для предварительно напряженных стеклофибробетонных элементов бетон, в котором расположена напрягаемая арматура, принимается класса по прочности на сжатие в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкерных устройств не ниже, указанного в табл. 8 СНиП 2.03.01.

1.2.6. Минимальные марки по морозостойкости и водонепроницаемости стеклофибробетона в зависимости от условий работы стеклофибробетонных конструкций принимаются в соответствии с указаниями п. 2.9 СНиП 2.03.01 или проектных требований.

1.2.7. Для замоноличивания стыков стеклофибробетонных элементов следует принимать бетон или стеклофибробетон с прочностными характеристиками в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но не ниже, чем фибробетона соединяемых элементов.
^ Нормативные и расчетные характеристики мелкозернистого бетона.
1.2.8. Нормативные и расчетные сопротивления мелкозернистого бетона, а также коэффициенты условий работы принимаются в соответствии с указаниями пп. 2.11-2.13 СНиП 2.03.01.

1.2.9. Значения начального модуля упругости Eb, коэффициента линейной температурной деформации αbt, начального коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона) и модуля сдвига стеклофибробетона могут быть приняты как для мелкозернистого бетона в соответствии с указаниями пп. 2.14-2.16 СНиП 2.03.01. Допускается принимать уточненные опытным путем значения этих характеристик при соответствующем обосновании.
Арматура.
1.2.10. Для фибрового армирования стеклофибробетонных конструкций принимается фибра в виде отрезков стекловолокна, как правило, длиной от 10 мм до 60 мм, изготавливаемая путем рубки:

ровинга из щелочестойкого (цементостойкого) стекловолокна, выпускаемого по ТУ 21-38-233-92;

- ровинга из алюмоборосиликатного (нещелочестойкого) стекловолокна по ГОСТ 17139.

Длина фибры принимается в зависимости от размеров и армирования конструкций, вида технологического оборудования по приготовлению и укладке стеклофибробетонной смеси.

1.2.11. Для армирования мелкозернистого бетона на портландцементе используется фибра из щелочестойкого стекловолокна.

1.2.12. Фибра из нещелочестойкого (алюмоборосиликатного) стекловолокна может использоваться в случаях армирования бетона (матрицы) на основе глиноземистого цемента, портландцемента с добавкой гипса или микрокремнезема на ограниченный срок службы при соответствующем обосновании.

Использование фибры из алюмоборосиликатного (нещелочестойкого) стекловолокна для армирования стеклофибробетона на портландцементе допускается в качестве фибровой арматуры, рассчитываемой на восприятие технологических нагрузок при работе бетона конструкций в раннем возрасте в срок до одного месяца.

1.2.13. Допускается применение для фибрового армирования капроновых, нейлоновых, полипропиленовых высокомодульных волокон при соответствующем технико-экономическом и экспериментальном обосновании в установленном порядке.

1.2.14. Стержневая и проволочная арматура при комбинированном армировании стеклофибробетонных конструкций принимается в соответствии с указаниями СНиП 2.03.01.

1.2.15. Выбор стержневой и проволочной арматуры в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения, условий возведения и эксплуатации, а также выбор марок стали для закладных деталей производится по соответствующим указаниям СНиП 2.03.01 и СНиП 2.03.03.
^ Нормативные и расчетные характеристики арматуры.
1.2.16. За нормативные сопротивления растяжению фибровой арматуры Rf,ser принимаются наименьшие контролируемые значения временного сопротивления разрыву для фибры в виде отрезков комплексной нити или элементарного волокна в зависимости от предусмотренной проектом технологии изготовления конструкций.

Указанные контролируемые характеристики фибровой арматуры принимаются в соответствии с техническими условиями на фибру и гарантируются с вероятностью не менее 0,95.

1.2.17. Расчетные сопротивления фибровой арматуры растяжению для предельных состояний первой группы Rf определяются путем деления нормативных сопротивлений на коэффициент надежности по фибровой арматуре γf, принимаемый в зависимости от вида фибровой арматуры.

Таблица 1.2

Вид фибровой арматуры

Нормативные сопротивления растяжению Rsfn расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rsf,ser, МПа

Коэффициент надежности по фибровой арматуре γsf при расчете конструкций по предельным состояниям

Расчетное сопротивление растяжению фибровой арматуры для предельных состояний первой группы

первой группы

второй группы

1

2

3

4

5

Фибра из:

Щелочестойкого стекловолокна в виде отрезков комплексных нитей, получаемых из ровинга по ТУ 21-38-223 при марках стекла:













Щ-15ЖТ

1100

1,3

1,0

845

СЦ-6

1100

1,2

1,0

910

СЦ-6ПУ

1100

1,1

1,0

1000

2. Алюмоборосиликатного (нещелочестойкого) стекловолокна по ГОСТ 17139 в виде отрезков комплексных нитей

1200

1,3

1,0

930

1.2.18. Нормативные сопротивления, коэффициенты надежности и расчетные сопротивления растяжению для фибровой арматуры приведены в таблице 1.2.

1.2.19. Модуль упругости стекловолокна фибровой арматуры, приведенной в таблице 1.2. принимается равным Ef = 70000 МПа.

Для фибры из других видов волокон модуль упругости может приниматься по опытным данным при соответствующем обосновании.

1.2.20. При комбинированном армировании нормативные и расчетные сопротивления стержневой и проволочной арматуры, коэффициенты условий работы и модули упругости этой арматуры принимаются согласно указаниям СНиП 2.03.01.

1.2.21. Длину зоны передачи напряжений lp для напрягаемой арматуры без анкеров при комбинированном армировании стеклофибробетонных конструкций рекомендуется определять по указаниям п. 2.29 СНиП 2.03.01, как для используемого мелкозернистого бетона-матрицы.

Допускается принимать уменьшенные значения lp в зависимости от интенсивности фибрового армирования и технологии изготовления конструкций при соответствующем обосновании.
^ 1.3. РАСЧЕТ СТЕКЛОФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ.
1.3.1. Стеклофибробетонные конструкции при расчете по прочности рассматриваются как дисперсно армированные фибровой арматурой, равномерно распределенной по всему сечению (объему) элемента.

1.3.2. Расчет стеклофибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы производится с учетом основных положений СНиП 2.03.01, методики СНиП 2.03.03 и в соответствии с п.п. 1.3.5-1.3.30 настоящих норм.

1.3.3. Расчет элементов стеклофибробетонных конструкций по прочности производится для сечений, нормальных и наклонных к продольной оси. В случае надобности производится расчет элементов на местное действие нагрузки (смятие и продавливание).

1.3.4. Расчет элементов стеклофибробетонных конструкций на смятие следует производить в соответствии с указаниями п.п. 3.39, 3.40 СНиП 2.03.01.

Расчет стеклофибробетонных элементов на продавливание производится в соответствии с указаниями п. 1.3.30 настоящих норм.
^ Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента.
1.3.5. Предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента, определяются исходя из следующих предпосылок:

- сопротивление стеклофибробетона сжатию выражается напряжениями, равными Rfb, равномерно распределенными по сжатой зоне сечения;

- сопротивление стеклофибробетона растяжению выражается напряжениями, равными Rfbt, распределенными равномерно в пределах частей сечения по растянутой зоне сечения с учетом коэффициента полноты эпюры напряжений ω (см. п. 1.3.16) в зависимости от армирования и формы сечения элемента;

- напряжения в стержневой или проволочной арматуре, расположенной в сжатой зоне сечения, принимаются равными расчетному сопротивлению при сжатии обычной (Rsc) и преднапряженной (Rpc) арматуры;

- напряжения в стержневой или проволочной арматуре, расположенной в растянутой зоне сечения, принимаются равными расчетному сопротивлению растяжению Rs и Rsp.

При этом значения сопротивлений стеклофибробетона сжатию Rfb и растяжению Rfbt принимаются в зависимости от армирования, формы и размеров элемента по указаниям п.п. 1.3.6-1.3.12 настоящих норм.

1.3.6. Расчетное сопротивление растяжению стеклофибробетона Rfbt определяется в зависимости от класса бетона, количества, вида и размеров фибры, а также размеров элемента по указаниям пп. 1.3.7-1.3.9.

1.3.7. Значение Rfbt, определяются по формуле:

Rfbt = m1×μf×Rf×kl×γfbi×kor, (1)

где: m1 - коэффициент, учитывающий влияние бетона-матрицы на прочность фибробетона и принимаемый по указаниям п. 1.3.8;

μf - коэффициент фибрового армирования по объему;

Rf - расчетное сопротивление растяжению фибровой арматуры, принимаемое по таблице 1.2;

kor - коэффициент, учитывающий ориентацию фибр в объеме элемента, и принимаемый по указаниям п. 1.3.9;

kl - коэффициент, учитывающий влияние длины фибр, и принимаемый по указаниям п. 1.3.10;

γfbi - коэффициенты условий работы, учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия и многократную повторяемость нагрузки, условия и стадию работы конструкции, способ ее изготовления и др. Значения коэффициентов γfbi принимаются по указанию п. 1.3.11.

При этом должно соблюдаться условие:

μf > μcr, (2)

где: μcr - критический процент фибрового армирования, определяемый по указаниям п. 1.5.1 настоящих норм.

1.3.8. Значения коэффициента m1 при вычислении величины Rfbt для стеклофибробетона принимаются по данным, приведенным на рис. 1.1. Для промежуточных значений μf коэффициент m1 принимается по интерполяции.

При μf > 2,8 значения коэффициента m1 должны приниматься по опытным данным и согласованию с НИИЖБ.



Рис. 1.1 Изменение коэффициента m1 в зависимости от нормативной прочности на сжатие бетона-матрицы и объемного содержания стекловолокна.

1.3.9. Значения коэффициента kor в формуле 1 принимаются:

kor = 0,37 при 10 мм £ δ £ 15 мм;

kor = 0,35 при 15 мм < δ £ 25 мм;

kor = 0,32 при 25 мм < δ £ 30 мм;

Значения kor для элементов толщиной менее 10 мм и более 30 мм могут быть уточнены в опытном порядке при соответствующем обосновании.

1.3.10. Значения коэффициента kl в формуле 1 принимаются:

kl = 0,95 - при длине фибры 60 мм;

kl = 0,9 - при длине фибры 40 мм;

kl = 0,85 - при длине фибры 20 мм;

kl = 0,70 - при длине фибры 10 мм.

1.3.11. При вычислении величины Rfbt в формулу вводится коэффициент γfb1, значения которого принимаются в зависимости от вида фибробетона и влажности среды, в которой эксплуатируется конструкция, по табл. 1.3.

Таблица 1.3

Вид бетона

Значения коэффициента γfb1, при условиях эксплуатации конструкции

Воздушно-сухих

Влажных W > 80 %

На открытом воздухе

Стеклофибробетон на портландцементе и щелочестойком волокне при проценте фибрового армирования










1,2

0,9

0,70

0,70

2,0

0,95

0,73

0,75

2,8

1,0

0,75

0,80

при μf ≥ 3 %

1,0

0,80

0,90

1.3.12. Расчетное сопротивление сжатию стеклофибробетона Rfb определяется по формуле:

Rfb= γfb2×Rb, (3)

где: γfb2 - коэффициент условий работы, принимаемый равным:

γfb2 = 1 при μcr< μ < 1,5 %;

γfb2 = 1,1 при 1,5 % < μ < 2,5 %;

γfb2 = 0,95 при μ > 2,5 %.

1.3.13. Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси стеклофибробетонного внецентренно нагруженного элемента, когда сила действует в плоскости оси симметрии, производится согласно основным положениям СНиП 2.03.01 и рекомендациям пп. 3.3-3.40 СНиП 2.03.03 по приведенным в нем формулам с учетом указаний п. 1.3.5-1.3.18 настоящих норм.

При этом расчет стеклофибробетонных элементов ведется:

- при фибровом армировании (см. п. 1.1.4) - как армоцементных элементов с арматурой, приведенной к равномерно распределенной по сечению элемента (см. п. 3.2 СНиП 2.03.03);

- при комбинированном армировании (см. п. 1.1.4) - как армоцементных элементов с комбинированным армированием (см. п. 3.2 СНиП 2.03.03).

Расчет стеклофибробетонных элементов производится по расчетным формулам для армоцемента согласно СНиП 2.03.03 с изменениями, приведенными в пп. 1.3.14-1.3.18 настоящих норм, с использованием приведенных в них расчетных схем, усилий и эпюр напряжений в сечениях стеклофибробетонного элемента.

1.3.14. Расчет прочности нормальных сечений изгибаемых, внецентренно сжатых, центрально и внецентренно растянутых стеклофибробетонных элементов производится по формулам 1-43 пп. 3.4-3.19 СНиП 2.03.03 с заменой в них величин, используемых для армоцемента, на величины для стеклофибробетона в соответствии с табл. 1.4.

Таблица 1.4

Расчетные величины, заменяемые в формулах СНиП 2.03.03

Расчетные величины, используемые для стеклофибробетона по настоящим нормам

Rm×μm1

Rfbt

Rc1 или Rb + Rmc×μ’m1

Rfb

Rcf1

Rfb

Rcw1

Rfbw

Rcr1

Rfbr

Rm×μmr1

Rfbtr

Другие обозначения и величины в указанных формулах принимаются без изменений.

Величины Rfbt, Rfb, Rfbtf, (для полки), Rfbw (для ребра или стенки) и Rfb, Rfbtr (для кольцевого сечения) определяют по указаниям п. 1.3.7-1.3.12, принимая в формулах 4-6 значения коэффициентов ориентации соответственно для отдельных частей сечения элемента:

сжатой полки двутаврового сечения - k’orf;

растянутой полки двутаврового сечения - korf;

растянутой зоны сечения ребра или стенки - korw;

растянутой зоны кольцевого сечения - korr.

Равномерно распределенная по высоте сечения стальная стержневая или проволочная арматура может быть учтена в расчете путем ее приведения к фибровому армированию в соответствии с п. 3.2 СНиП 2.03.03 по формуле:

(4)

1.3.15. При расчете стеклофибробетонных конструкций по указаниям пп. 1.3.13-1.3.14 настоящих норм используются расчетные схемы внутренних усилий и напряжений, приведенные соответственно для элементов:

изгибаемых - на рис. 1.2-1.7;

внецентренно сжатых - на рис. 1.8 и 1.9;

внецентренно растянутых - на рис. 1.10