Армирование железобетонных элементов с применением композитной арматуры с целью уменьшения стоимости и снижения веса Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016.№ 5. С. 179-183.

© Бойченко М Б., Абакумов Р.Г., 2017

УДК 624.012

М.Б. Бойченко, студент магистратуры Р.Г. Абакумов, к.э.н., доцент БГТУ им. В. Г. Шухова г. Белгород, Российская Федерация

АРМИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ СТОИМОСТИ И СНИЖЕНИЯ ВЕСА

Аннотация

В статье рассматривается применение композитной арматуры для армирования железобетонных элементов с целью уменьшения стоимости и снижения веса.

Ключевые слова Композитная арматура, стоимость, вес.

Традиционными решениями армирования железобетонных несущих и не несущих элементов в настоящее время являются сетки и каркасы из стальной арматуры. Свойства такой арматуры в совместной работе с бетоном давно изучены, и сложностей не возникает при решения большинства задач проектирования несущих конструкций зданий и сооружений. При этом обеспечивается их оптимальная себестоимость, несмотря на различные действующие нагрузки и условия эксплуатации. Но по разным причинам применение стальной арматуры становится не целесообразным или экономически невыгодным. В данном случае речь идет о объектах с агрессивными условиями или конструкциях где необходимо применить довольно много металла, что в свою очередь повлечет увеличение веса конструкции. Таким образом, стальной арматуре необходима равноценная замена.

Исследования последних десятилетий позволили получить высокопрочные композитные материалы, обладающие рядом специфических свойств, основными из которых являются высокая стойкость к агрессивным средам, радиопрозрачность, непроводимость тепла и электрического тока. Композитная арматура превосходит традиционную стальную по прочности на растяжение, обладает существенно меньшей массой, но пока имеет и недостатки, к которым относятся: пониженный модуль упругости, небольшое относительное удлинение при разрыве, недостаточная огнестойкость.

Перечень монолитных конструкций в которых могут использоваться композитные материалы: фундамент, стены, перекрытия.

При комбинировании стальной и композитной арматуры можно получить экономию материала без потери прочностных характеристик конструкции, армируя участки где будут находиться несущие стены стальной арматурой, а где не несущие - композитной. Арматура воспринимает растягивающие усилия; сжимающее нагрузки воспринимает бетон.

Арматурный каркас состоит из двух соединенных решеток, предотвращающим изгиб стены под нагрузкой в любом направлении. Поперечная арматура для необходимого обеспечения прочности будущей конструкции должна иметь площадь сечения не менее 25% от площади сечения продольной. Существует несколько видов анкеровки концов в бетоне (см. рис.)

а) 6) 8)

А' Cr- с

г) 1-1 3)

С I= с

А Рифленая арматура обеспечивает достаточное сцепление с бетоном без использования различных загибов.

Б С-образный загиб в вертикальной плоскости используется в случае использования гладких стержней диаметром до 12 мм.

В При большем диаметре достаточную прочность к растягивающей нагрузке обеспечит Г-образный изгиб.

Г Загиб длинного стержня в горизонтальной плоскости (он же показан в проекции 1-1) обеспечит наиболее надежную фиксацию стержня малого диаметра (8-10 мм).

Д Еще один вариант для гладкой арматуры диаметром 14-16 мм — сварные соединения с поперечинами того же сечения.

Рисунок - Виды анкеровки концов в бетоне

Каркас —так же как и в плитных фундаментах состоит из двух решеток связанной между собой хомутами , в нижней и верхней части перекрытия. Минимальная толщина перекрытия — 150 миллиметров. В общем случае она берется равной 1/30 ширине пролета. Диаметр арматуры определяется расчетными нагрузками; минимум и в этом случае составляет 8 миллиметров. Шаг между стержнями — допускается 20 сантиметров и меньше; допускается использование готовой сетки с ячеей в 15-20 см.

Защитный слой бетона между поверхностью и арматурой составляет 15-20 мм.

По возможности используются целые стержни во всю ширину пролета. Если это невозможно, они наращиваются с перехлестом в 40 диаметров.

По краям плиты верхняя и нижняя сетки связываются П-образным усилением. Таким же образом усиливаются края проемов.

Если предполагается, что после набора перекрытием прочности будет нарушаться сетка арматуры с целью выполнения дополнительных проемов и отверстий, необходимо использовать только стержни периодического сечения.

Большим плюсом при использовании композитной арматуры при алмазном бурении является повышение качества выполняемого отверстия, оно получается ровным, в отличии, если использовать коронку с перфоратором. При большом размере проема допустима резка железобетона алмазными кругами, арматуры — обычными абразивными, имеющими меньшую толщину.

В таблице приведено сравнение веса пластиковой и стальной арматуры.

Таблица

Сравнение веса пластиковой и стальной арматуры

Диаметр арматуры

6 мм & мм 10 мм 12 мм

Вес одного погонного метра стальной арматуры (по ГОСТ 5781-82)

0.222 кг

0.603 кг

0.786 кг

1,131 кг

Вес одного погонного м&тра композитной стек л о п л а сти к о в о й арматуры

0. 049 кг 0.082 кг 0,134 кг 0. 186 кг

Стоимость стеклопластиковой арматуры существенно ниже стальных аналогов, несмотря на более низкие прочностные характеристики, выиграть можно на весе конструкции, пусть даже площадь сечения композитной арматуры будет превышать в разы площади сечения стального варианта.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

Список использованной литературы:

1. Абакумов Р.Г., Наумов А.Е., Маликова Е.В. Методические рекомендации по экономическому воспроизводству жилого фонда на основе реконструкции домов первого периода индустриального домостроения//

Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016№ 5. С. 179-183.

2. Данилкин И.А., Авилова И.П., Наумов А.Е., Щенятская М.А. Базовые принципы управления техническим потенциалом предприятий стройиндустрии при реализации инвестиционно-строительных проектов// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016.№ 10. С. 220-225.

3. Наумов А.Е., Щенятская М.А., Товстий В.П. Качественные показатели объекта недвижимости как фактор экономической оптимизации организационно-технологических решений инвестиционно-строительного проекта // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016.№ 5. С. 202-206.

© Бойченко М Б., Абакумов Р.Г., 2017

УДК 62

К. А. Бубнов

студент 2 курса ИЭиА ВШТЭ СПбГУПТД г. Санкт-Петербург, РФ

АЛМАЗНЫЕ БАТАРЕЙКИ - ЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Аннотация

С начала 21 века человечество активно разрабатывает и исследует альтернативные источники электроэнергии. Главным критерием становится экологичность и возобновляемость используемых в производстве энергии ресурсов, а также выработка электроэнергии из радиоактивных отходов. Актуальность переработки ядерного топлива чрезвычайно высока, так как большинство радиоактивных захоронений уже забиты. Поэтому изобретение, о котором будет идти речь, решает несколько проблем сразу: выработка колоссальной энергии и переработка радиоактивных отходов.

Ключевые слова

Алмазная батарея, углерод-14, ядерные отходы, альтернативная энергетика.

Не так давно Британские ученые из Бристольского университета сделали прорыв в альтернативной энергетике. Они предложили достаточно интересный способ извлечение чистой энергии из радиоактивных отходов (отработанных графитовых стержней). Технология решает не только проблему с радиоактивными отходами, но и создает батарею, которая способна работать тысячелетиями без вреда окружающей среде.

В ядерных реакторах стержни из графита используются для регулирования интенсивности реакций. Изучая заглушенные реакторы, которые работали без перебоев около 50 лет, учёные установили, что радиоактивный углерод-14 концентрируется на поверхности этих стержней, что позволяет достаточно просто собирать обогащенный материал в виде газа путем обжига стержней. После перехода изотопа из газообразной формы можно формировать искусственные алмазы. В высокорадиоактивной среде, значительная часть углерода переходит в более активный изотоп углерода С-14, который, в свою очередь, имеет очень высокий период полураспада - более 5500 лет. При понижении давления и повышения температуры, газообразный углерод С-14 можно превратить в алмаз, то есть изменить его кристаллическую