Строительный форум

Стеклопластиковая композитная полимерная арматура процентов на 40 дешевле стальной А-III. Это ощутимая выгода. http://www.gidrosar.ru/polymer/armatura-stekloplast

Отредактировал GIDRO (2010-11-01 09:10:05)

Меньший модуль упругости? Ну это не очень большой недостаток.

Меньший модуль упругости?
Ну это не очень большой недостаток....

Привет,Бармалею!
Я восхищен Вашими познаниями в сопромате и тем, как Вы его демонстрируете. Но хочу все же заметить, что низкое относительное удлиннение при разрыве у арматуры в железобетоне - это не плюс, а минус, железобетонные конструкции с такой арматурой менее надежны, могут разрушаться хрупко, внезапно, что нехорошо. Более высокие значения относительного сопротивления при разрыве, например как у стали А400 (примерно 12-15%) лучше (если есть 25%, то это еще лучше), так как они благоприятно сказываются на работе конструкции, позволяют создать конструкцию, разрушение которой не будет внезапным, так как сначала появятся трещины, прогиб, можно будет вовремя усилить конструкцию без аварии.
Кроме, того модуль упругости стеклопластиковой арматуры около 50 000 МПа, а у стальной арматуры 200 000 МПа. Начало образования трещин в железобетонных конструкциях начинается при относительных деформациях растяжения 0,0003. Считаем по известной формуле: напряжения в арматуре равны модуль упругости умножить на относительные деформации,  получаем: при появлении трещин в конструкции (а это уже близко к пределу несущей конструкции) напряжения в стеклопластиковой арматуре будут равны 15 МПа, а в стальной арматуре 60 МПа. То есть прочность стальной арматуры будет использована полностью, а прочность стеклопластиковой арматуры значительно не до использована, и не просто недоиспользована. Стеклопластиковая арматура будет работать при напряжении в 4 раза меньшем, чем у стальной арматуры. А полученная в лаборатории прочность стеклопластиковой арматуры в 1500 МПа может использоваться только для рекламы, в деле  в железобетонной конструкции она никогда достигнута не будет.

гонтарь написал:

Но хочу все же заметить, что низкое относительное удлиннение при разрыве у арматуры в железобетоне - это не плюс, а минус, железобетонные конструкции с такой арматурой менее надежны, могут разрушаться хрупко, внезапно, что нехорошо. Более высокие значения относительного сопротивления при разрыве, например как у стали А400 (примерно 12-15%) лучше (если есть 25%, то это еще лучше), так как они благоприятно сказываются на работе конструкции, позволяют создать конструкцию, разрушение которой не будет внезапным, так как сначала появятся трещины, прогиб, можно будет вовремя усилить конструкцию без аварии.
Кроме, того модуль упругости стеклопластиковой арматуры около 50 000 МПа, а у стальной арматуры 200 000 МПа. Начало образования трещин в железобетонных конструкциях начинается при относительных деформациях растяжения 0,0003. Считаем по известной формуле: напряжения в арматуре равны модуль упругости умножить на относительные деформации,  получаем: при появлении трещин в конструкции (а это уже близко к пределу несущей конструкции) напряжения в стеклопластиковой арматуре будут равны 15 МПа, а в стальной арматуре 60 МПа. То есть прочность стальной арматуры будет использована полностью, а прочность стеклопластиковой арматуры значительно не до использована, и не просто недоиспользована. Стеклопластиковая арматура будет работать при напряжении в 4 раза меньшем, чем у стальной арматуры. А полученная в лаборатории прочность стеклопластиковой арматуры в 1500 МПа может использоваться только для рекламы, в деле  в железобетонной конструкции она никогда достигнута не будет.

Мои познания в сопромате оставляют желать лучшего. Но меня интересует пару вопросов по этой арматуре.
1. Для чего рассчитывают 2-е условие на раскрытие трещин?
2. Следуя простой логике в случае со стеклопластиковой арматурой раскрытия трещин не произойдет пока она не лопнет (ну или будут мелкие очень)  Если напряжения в стеклопластиковой арматуре составят 15 МПа, то она будет продолжать работать, пока значение не превысит прочность.
Прошу не пинать и популярно объяснить, спасибо.
ЗЫ, касаемо разрушения взрывного характера из за низкого относительного удлинения, никаких споров, так и будет.

Mendeleev написал:

АндрейВл написал:

1. Для чего рассчитывают 2-е условие на раскрытие трещин?

Может Вы имели ввиду расчет по 2-й группе предельных состояний?

Да, именно расчет по 2-й группе предельных состояний.

гонтарь написал:

Прочность армированной бетонной конструкции определятся не только прочностью арматуры, а совместной работой арматуры и бетона,

Вот это очень важный момент, поскольку у стеклопластиковой арматуры модуль упругости значительно меньше чем у бетона.

Господа, ну а как же на счет арматуры с высоким модулем упругости, порядком 200 000 МПа? Вы о ней умолчали, но такая арматура тоже имеет место на рынке. Исходя из выше перечесленных коментариев и данных о разрыве (1750) и модуле упругости, могу ли я сделать вывод что данная стеклопластиковая арматура превосходит металическую по качественным характеристикам более чем в 4 раза?
   Жду ваших ответов и мнений!
   Характеристики высокомодульной арматуры можете посмотреть здесь (ТУ 2010)
       http://www.armatura-liana.com/ru/tu-2296-290-36554501-2010.html

Почему то почта не уведомляет об ответах, поэтому и пишу с опозданием.

гонтарь написал:

Попытаюсь ответить на вопросы:
1. "Для чего рассчитывают 2-е условие на раскрытие трещин или для чего считают прочность по второй группе предельных состояний и в частности ширину раскрытия трещин?"
Подоплека вопроса скорее всего в том, что стеклопластиковая арматура не ржавеет (при воздействии воды и воздуха)  и о ширине раскрытия трещин можно не волноваться. Это при стальной арматуре накладываются ограничения на ширину раскрытия трещин, так как она может начать ржаветь. Но вопрос раскрытия трещин это не только вопрос коррозии. По –моему, будет совсем неуютно находиться в помещении конструкции которого над головой или на стенах будут покрывать видимые трещины шириной 0,5-1,5 мм, эти же трещины снизят звукоизоляцию, воздухо и паропроницаемость. То есть для стеклопластиковой арматуры также как и для стальной арматуры должны быть ограничения по раскрытию трещин.
2. "Следуя простой логике в случае со стеклопластиковой арматурой раскрытия трещин не произойдет пока она не лопнет."
Это неверное утверждение. Относительная деформация стеклопластиковой арматуры при разрыве равна от 2,5% до 2,8 %. В соответствии  с СП52-101-2003 появление трещин в армированных конструкциях из бетона происходит при относительных деформациях растяжения 0,015%, то есть трещины появятся задолго до того, как лопнет арматура, и успеют раскрыться. А ширина раскрытия трещин зависит от расстояния между трещинами, и в соответствии с формулой того же СП, ширина раскрытия трещин обратно пропорциональна величине модуля упругости арматуры. Чем ниже модуль упругости арматуры, тем больше ширина раскрытия трещин.
3."Если напряжения в стеклопластиковой арматуре составят 15 МПа, то она будет продолжать работать, пока значение не превысит прочность."
Прочность армированной бетонной конструкции определятся не только прочностью арматуры, а совместной работой арматуры и бетона, условиями равновесия сил и моментов внутри работающего сечения конструкции, которые зависят от прочности, относительных деформаций при разрушении, модулей упругости и т.д. совокупный учет этих факторов, а также внешние ограничения, налагаемые условиями первого и второго предельных состояний, определяют, будет стеклопластиковая арматура работать, пока значение ее не превысит собственную прочность или не достигнет этой прочности и разрушится в результате разрушения бетона или достижения предельных деформаций при изгибе – прогибов.

1. Несомненно, однако в СНиП есть оговорка, что расчет на раскрытие трещин не ведут, если они не предусмотрены в конструкции (неточно, но суть надеюсь правильная?) То есть второе условие так же может быть рассчитано без проблем.
2.Выше написано Вами:

Кроме, того модуль упругости стеклопластиковой арматуры около 50 000 МПа, а у стальной арматуры 200 000 МПа. Начало образования трещин в железобетонных конструкциях начинается при относительных деформациях растяжения 0,0003. Считаем по известной формуле: напряжения в арматуре равны модуль упругости умножить на относительные деформации,  получаем: при появлении трещин в конструкции (а это уже близко к пределу несущей конструкции) напряжения в стеклопластиковой арматуре будут равны 15 МПа, а в стальной арматуре 60 МПа. То есть прочность стальной арматуры будет использована полностью, а прочность стеклопластиковой арматуры значительно не до использована, и не просто недоиспользована. Стеклопластиковая арматура будет работать при напряжении в 4 раза меньшем, чем у стальной арматуры.

Не очень понял выводы. Имеем растянутую арматуру с напряжением в 15 мПа, почему она должна лопнуть? Почему она перестанет работать? Что произойдет физически? Если удлинение мало, сцепление с бетоном "хорошее", то есть стержень "не вываливается", то и трещина должна образоваться позже, чем у стальной, точнее при большей нагрузке.
3. Не пойму, почему арматура должна разрушиться в результате разрушения бетона? Про совместную работу, несомненно. Я так понимаю эту совместную работу - бетон работает на сжатие, арматура на растяжение. При растяжении сначала разрушается бетон, то есть образуется трещина, потом в этом месте трещина будет увеличиватся уже в зависимости от относительного удлинения арматуры. Либо она будет увеличиваться из за разрушения сцепления бетона с арматурой. Но, сама арматура будет нести, пока не возникнет пластичная деформация материала. У стальной арматуры она возникнет раньше, у стеклопластикой позже.
В чем я не логичен?, или я вообще не понимаю вообще физику процесса в связке арматуры и бетона?

поскольку у стеклопластиковой арматуры модуль упругости значительно меньше чем у бетона.

Может быть вместо бетона написать сталь? Модуль упругости у бетона меньше, чем 50 000.

АндрейВл написал:

Мой интерес экономия на арматуре при сохранении необходимой несущей способности плиты...

Стеклопластиковая арматура при одинаковых параметрах дороже, чем стальная, так что экономии нет и не будет, сразу забудьте про неё. Её рационально применять в условиях действия агрессивной среды, там где стальная подвергается сильной коррозии.

Отредактировал Mendeleev (2012-02-08 20:47:51)

Вообще перечитываю сообщения и все меньше понимаю.
Например Менделеев: "если модуль будет мал арматура просто растянется а бетон как известно не сильно эластичный материал", но это не так. Модуль упругости, не есть характеристика эластичности материала. И стальная арматура того же диаметра больше растянется при приложении одинаковой силы. То есть в данном случае и трещина со сталью будет больше.
Ещё гонтарь: "Более высокие значения относительного сопротивления при разрыве, например как у стали А400 (примерно 12-15%) лучше (если есть 25%, то это еще лучше), так как они благоприятно сказываются на работе конструкции, позволяют создать конструкцию, разрушение которой не будет внезапным, так как сначала появятся трещины, прогиб, можно будет вовремя усилить конструкцию без аварии. "
А дальше: " А ширина раскрытия трещин зависит от расстояния между трещинами, и в соответствии с формулой того же СП, ширина раскрытия трещин обратно пропорциональна величине модуля упругости арматуры. Чем ниже модуль упругости арматуры, тем больше ширина раскрытия трещин. "
Где же логика? Почему нет ни слова о нагрузке, когда эти трещины появляются, а берется значение относительно деформации. Но будет ли относительная деформация у конструкций со стальной арматурой и стеклопластиковой одинаковая при воздействии равной силы?  По моему, из за малого относительного удлинения и деформация со стеклопластиковой арматурой должна быть меньше. А если это так, то и раскрытие трещин из за нагрузки возникнет позже. То есть заявленная прочность, не такой уж и рекламный ход.

Mendeleev написал:

Андрей! Есть два типа предельных состояний материала – хрупкое и текучее. К хрупкому как раз ближе стеклопластиковая арматура, а к текучему - стальная. То есть если перегрузить плиту со стальной арматурой в ней какое-то время, будет видны трещины, которые будут постепенно раскрываться до того как арматура порвётся. А с плитой из стеклопластиковой всё иначе - хлоп и нету плиты.

Что касается сравнения, стали и арматуры по цене. Ну если Вы будете продолжать сравнивать эти материалы по красочным рекламным буклетам и сайтами, то Вы там и не такое увидите... я Вам советую разузнать результаты испытаний для конкретного вида арматуры, конкретного производителя, в конкретных условий. Я не просто так три раза написал слово "конкретного", ведь со стальной арматурой эти характеристики хорошо известны и изучены вдоль и поперёк.

Я лично знаю несколько производителей, которые работают с композитной арматурой, НИ кто из не говорит что она обходится дешевле, все заявляют что она дороже.

Те кто "впаривают" стеклопластиковую арматуру, обычно обосновывают её не распространённость тем, что мол процесс тормозится из-за отсутствия нормативных документов и глупых консерваторов, но такой фокус пройдет только для России. Съездите на Запад или хотя бы посмотрите Discovery, там все мегастройки идут с использованием стали, даже в морские сооружения закладывают сталь с эпоксидным покрытием. Они что тоже дураки? Зачем миллионы на ветер выбрасывают?

Ну и на последок ещё о недостатках стеклопластиковой арматуры которые Вы не прочитаете в рекламных буклетах:

в сравнении со стальной
1) Коэффициент температурного расширения больше
2) Адгезия с бетоном хуже, причём адгезия заметно снижается со временем
3) При изготовлении преднапряженных изделий, показатели максимальной прочности снижаются
4) Хрупкость намного выше
5) Долговечность не подтверждена длительными испытаниями

С конца, самое плохое в стеклопалстиковой арматуре - низкий предел огнестойкости. Разрушения начинаются чуть больше 100 градусов. Собственно говоря разрушается смола, нить остается цела градусов до 400. Как она будет работать в конструкции при высокотемпературном воздействии не ясно. Отсюда сразу ограничение по применению в плитах перекрытий многоэтажных домах и в несущих колонах. Коэффициент температурного расширения, по моему ниже чем у стали. Недостаток в том, что он так же ниже чем у бетона. Как это будет влиять на работу при разных температурах, пока не разобрался.
Хрупкость внутри бетона, сомнительно что бы это как то повлияло существенно на работу конструкции. Наверное есть случаи, когда это существенно, но для фундамента и плиты первого этажа частного дома не думаю, что критично.
Адгезия, сомнительно сравнивать, так как и у стали с бетоном она плохая. Не даром делают ребра, которые присутствуют и в стеклопластике.
Преднапряженные конструкции, ну это опять же плиты перекрытий, которые не рассматриваю по причине огнестойкости. Да и тут читал про разные мнения, что просто залитую арматуру в следствии усадки бетона можно считать преднапряженной.
Долговечность, действительно строительство консервативно и таким должно быть. Но, ускоренные испытания это то же показатель, так что если она прослужит столько же, замечательно. По любому бетон со стальной арматурой без специальных мер реальный срок службы до 100 лет. У меня в панельном доме наружные плиты уже в негодность приходят из за коррозии внешнего слоя арматуры.
На западе, там то же консерваторы, но уже есть примеры применения.
По цене, я считал, реально получается дешевле при равнопрочной замене. Отсюда и все вопросы про модуль упругости.
У меня есть расчет плиты покрытия, у меня есть протокол испытания дорожной плиты. По расчету выгодно и очень, по протоколу испытаний, плита держала большую нагрузку, чем со стальной. Разрыв плиты, как и предполагалось, произошел "резче", чем со стальной. Но, ещё раз, нагрузку держала больше!
Видные трещины, тут много противоречий и у Вас и у Гонторя, на которые я обратил Ваше внимание. Кроме того, помнится злополучный ТрансвальПарк, колона там просто взорвалась. Так что этот аргумент, что мол увидим как трещит, сомнителен. Фундамент закопан и облицован. Потолки затянуты пленками и красками, в моей квартире потолки постоянно трещат из за коррозии и понять что это разрушение или не разрушение практически не возможно по внешнему виду. Полы закрыты покрытием, колоны облицовывают разным декором. Это все реальность, с которой сталкиваемся.