1. Общие положения.
1.1. Рекомендации предназначены для использования при проектировании опытных конструкций из бетонов с арматурой из высокопрочных стеклопластиков - стеклопластбетонных конструкций. Несущая способность и пригодность к нормальной эксплуатации каждого типа таких конструкций подлежат экспериментальной проверке. Массовое применение стеклопластбетонных конструкций может быть рекомендовано только после и апробации в реальных эксплуатационных условиях на объектах экспериментального строительства.
1.2. Учитывая высокую стоимость и дефицитность стеклопластиков, применение стеклопластбетонных конструкций должно в каждом конкретном случае технически и экономически обосновываться.
Стеклопластики обладают высокой стойкостью в ряде агрессивных сред, высокими электроизолирующими и рядом других специфических свойств. Использованием этих свойств в первую очередь определяется целесообразность применения стеклопластиков в качестве арматуры.
Основными областями применения стеклопластиковой арматуры в бетонах являются конструкции из специальных бетонов с высокой сопротивляемостью воздействию агрессивных сред и несущие электроизолирующие конструкции.
1.3. Расчет стеклопластбетонных конструкций производится согласно СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции" с учетом специфических свойств арматуры из стеклопластиков и особенностей ее работы в бетоне, изложенных в настоящих Рекомендациях.
1.4. Вследствие низкого модуля упругости и высокой прочности стеклопластиков их применяют в качестве арматуры с предварительным напряжением. Рекомендуются продольные линейные или кольцевые арматурные элементы, в некоторых случаях допустима оттяжка линейной арматуры.
Применение стеклопластиковой арматуры для ненапряженных каркасов, сеток и хомутов в большинстве случаев нецелесообразно и их использование должно быть специально обосновано.
1.5. Стеклопластиковую арматуру напрягают механическим способом.
Мгновенная передача усилия обжатия на бетон для стеклопластиковой арматуры периодического профиля не допускается.
1.6. Закладные детали в стеклопластбетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, изготавливаются из нержавеющих сталей либо из обычных сталей с защитными покрытиями.
1.7. Допускается применение смешанного армирования, когда в одном элементе наряду со стеклопластиковой арматурой устанавливают напряженную и ненапряженную стальную арматуру (поперечную или продольную). Такое армирование должно быть специально обосновано.
1.8. К трещиностойкости стеклопластбетонных конструкций должны предъявляться требования 1-й категории. Применение конструкций с трещинами требует специального обоснования.
1.9. Величины напряжений в стеклопластиковой арматуре не должны превышать расчетные сопротивления, определяемые для всех характерных фаз изготовления и работы стеклопластбетонных конструкций.
Предельную величину предварительного напряжения Ϭ0 (а также Ϭ’0) следует назначать с учетом допустимых отклонений ρ, которые принимаются равными 0,05Ϭ0 (0,05 Ϭ’0), таким образом, чтобы выполнялось условие
Ϭ0+p≤0,8RaII, (1)
где RaII - расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний второй группы.
1.10. Потери предварительного напряжения стеклопластиковой арматуры должны определяться по табл.1, при этом суммарную величину потерь при проектировании конструкций следует принимать не менее 500 кгс/см2.
1.11. Если, при определении потерь предварительного напряжения по табл.1, заранее известен срок загружения конструкции, потери от усадки и ползучести бетона умножаются на коэффициент β, определяемый по формуле СНиП II-21-75
β=4τ/(100+3τ) (2)
и принимаемый не более единицы, а потери от релаксации напряжений вычисляются по формуле
aτbϬ0, (3)
где τ - время в сутках, отсчитываемое при определении потерь от ползучести - со дня обжатия бетона, от усадки - со дня окончания бетонирования, от релаксации напряжений - со дня натяжения арматуры;
a и b- коэффициенты, принимаемые равными соответственно 0,013 и 0,17 в воздушно-сухих условиях при температуре 20°С, 0,02 и 0,2 в воздушно-сухих условиях при температуре 80°С, 0,027 и 0,2 в водонасыщенном состоянии и температуре 20°С.
Таблица 1
Потери предварительного напряжения стеклопластиковой арматуры
-
Наименование факторов, вызывающих потери предварительного напряжения
Величина потерь предварительного напряжения кгс/см2
1
2
1. Релаксация напряжений
арматуры СПА-6 (ТУ 7 БССР)
а) в воздушно-сухих условиях при температуре 20°С
б) в воздушно-сухих условиях при температуре 80°С
в) в водонасыщенном состоянии и температуре 20°С
0,06 Ϭ0
0,11 Ϭ0
0,16 Ϭ0
При определении потерь от релаксации Ϭ0 принимается без учета потерь в кгс/см2.
При временном воздействии повышенной температуры и влажности в процессе изготовления или эксплуатации конструкции, релаксацию определяют по формуле п.1а табл.1 и по формуле (3) п.1.11 настоящих Рекомендаций для τ с момента напряжения арматуры до окончания действия повышенной температуры или влажности; в дальнейших расчетах принимают большее значение.
2. Температурный перепад (разность температур натянутой арматуры и устройства, воспринимающего усилие натяжения при пропаривании или прогреве бетона, а также при экзотермическом саморазогреве полимербетона)
αδtEаΔt,
где αδt - коэффициент линейной температурной деформации бетона в 1/град.С;
Ea- модуль упругости стеклопластиковой арматуры в кгс/см2;
Δt - разность между температурой прогреваемой конструкции и устройства, воспринимающего усилие натяжения, в град. С.
3. Ползучесть и усадка бетона
Потери вычисляются умножением величины соответствующих потерь предварительного напряжения стальной арматуры, определенной с учетом вида бетона, технологии изготовления и условий эксплуатации на
1.12. Величина предварительного напряжения в стеклопластиковой арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры
mɤ=1±Δmɤ, (4)
где Δmɤ, принимается равным 0,1.
Знак «плюс» принимается при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения, знак «минус» - при благоприятном.
При определении потерь предварительного напряжения арматуры, а также при расчете по деформациям, значения Δmɤ допускается принимать равным нулю.
1.13. Величины напряжений в бетоне и стеклопластиковой арматуре, а также усилий предварительного обжатия бетона, вводимые в расчет предварительно напряженных конструкций, определяются в соответствии с указаниями СНиП II-21-75, а также с учетом физико-механических свойств стеклопластиковой арматуры. 1.14. Изменение температуры стеклопластбетонных конструкций вызывает изменение напряжений в бетоне и арматуре; при этом величина напряжений в арматуре определяется по формуле
Ϭa=Ϭ0+(αδt-αat)Δt*Ea , (5)
где αat- коэффициент линейной температурной деформации арматуры в 1/oC;
Δt - разность между последующей и предыдущей температурой конструкции в oC.
Соответствующее изменение напряжений в бетоне при обычных коэффициентах армирования в расчетах можно не учитывать.
1.15. Эксплуатация стеклопластбетонных конструкций при длительных воздействиях температуры выше 80°С допускается при специальном обосновании.
1.16. Предел огнестойкости изгибаемых стеклопластбетонных элементов на основе цементных бетонов, в зависимости от их конструкции, составляет от 15 до 20 мин, что дает основание для их применения в зданиях, относящихся к 1V степени огнестойкости.