Арматура композитная или железная какая лучше для фундамента: Какую арматуру выбрать для фундамента

Сравнение композитной арматуры и металлической

Для укрепления бетона используется арматура разных видов. Какая из них лучше? Что выбрать: стеклопластиковую или металлическую арматуру? Чтобы дать точный ответ на эти вопросы, стоит основательно разобраться в преимуществах этих материалов.

Стеклопластиковая или композитная арматура: особенности

Для изготовления композитной арматуры используют стекловолокно, базальт и высокопрочный пластик. Волокна в бухтах могут иметь диаметр от 4 до 12 мм. На волокна наносятся ребра, чтобы обеспечить максимальное сцепление арматуры с конструкцией.

По характеристикам композитная арматура по многим критерием превосходит металлическую, так как она имеет меньший вес, высокую прочность, большую устойчивость к коррозии. К преимуществам стеклопластиковой арматуры отнести можно также влагоустойчивость, диэлектрические свойства, большой выбор сечений, легкость транспортировки. Только вот композитные изделия используются не во всех сферах деятельности. Например, для конструкций с высокими нагрузками на изгибах, в перекрытиях они не подходят. В основном, композитную арматуру используют для армирования ж/д путей, ленточного фундамента, береговых сооружений, мостов, канализационных конструкций и т.п.

Монтаж стеклопластиковой арматуры производится с помощью специальных хомутов, сваривать такие изделия нельзя. Пруты также сгибать не рекомендовано, иначе можно повредить стержень.

Немаловажен тот факт, что эта арматура требует особых условий производства, использование специального оборудования, сырья. Это дает гарантии того, что приобрести композитный материал, изготовленный кустарным способом невозможно.

Металлическая арматура: особенности

Изготавливают ее в виде стальных прутов с рифленой или гладкой поверхностью. В зависимости от области использования выделяют несколько видов этих изделий:

· Рабочие. Отличаются устойчивостью к нагрузкам на растяжение. Нашли применение в изготовлении ригелей, фундаментов и т. п.

· Монтажные. Эти изделия используются при возведении каркасов.

· Распределительные. Способны равномерно распределить нагрузку и удерживать в нужном положении конструкцию.

· Анкерные. Применяется для закладных конструкций.

· Продольные. Купируют растягивающие нагрузки, что не допускает возникновения трещин.

· Поперечные. Не допускают разрыва от скользящих напряжений.

Стальная арматурная продукция имеет разный класс, диаметр. Также маркируются изделия в зависимости от прочности структуры, класса устойчивости к коррозии. Реализуются они в пачках или связках с прутами до 12 м в длину.

К преимуществам стальной арматуры можно отнести отличные адгезионные свойства, огнестойкость, универсальность, устойчивость к деформациям. Огромным достоинством является возможность монтажа как путем связки проволокой, так и сварки.

Что касается недостатков, то стоит отметить большой вес, теплопроводность, подверженность коррозии.

Ценовой аспект

Поскольку материалы имеют различную плотность, то и определить, какая из арматур дешевле, выгоднее с точностью нельзя. Нужно учитывать параметры расхода бетона, качество готовых конструкций, затраты на транспортировку.

Что надежнее?

Изучая все достоинства и недостатки металлической и композитной арматуры можно сказать одно – выбор зависит от нагрузок конструкции. Например, для многоэтажных построек использовать стоит металлические изделия с нужным диаметром сечения. Как упоминалось ранее, стеклопластиковый материал в силу своих характеристик лучше всего подойдет для устройства ленточного фундамента. Кроме того, многие застройщики стали успешно практиковать комбинирование материалов. К примеру, основной каркас сваривается из металлических прутов и заполняется стеклопластиковыми стержнями.

Арматура композитная или железная – какую лучше выбрать?

Современные здания и сооружения в большинстве случаев строят с использованием железобетонных панелей. Обязательным элементом таких конструкций до последнего времени являлись металлические прутки. Но с появлением полимеров строителям приходится задумываться над тем, что лучше для конкретного случая — металлическая или стеклопластиковая арматура.

Грамотный ответ на этот вопрос вы сможете получить у менеджеров производственно-торгового холдинга «Композит-Юг». Являясь производителем изделий из стеклопластика, мы знаем все преимущества этого материала и готовы рассказать о них каждому покупателю.

Плюсы пластикового и металлического материала

Стекловолокно и сталь — совершенно разные материалы, но они оба находят широкое применение в строительной отрасли. Причем в последние годы пластик уверенно вытесняет металл. Это неудивительно, так как по своим характеристикам композитная арматура значительно превосходит изделий из металла и является лучшим выбором для фундамента. Преимуществами этого материала являются:

• небольшой вес;
• непроводимость электрического тока;
• устойчивость к воздействию химических веществ;
• сохранение свойств даже при температуре минус 40º С;
• высокая прочность на разрыв.

У металлических прутков тоже имеются свои достоинства, и одним из них является возможность выдерживать высокие нагрузки на изгиб. В отличие от пластикового изделия стальной прут сгибается под нужным углом, что делает его незаменимым в фигурном армировании, а также там, где имеется необходимость в электросварке.

Но чтобы определить, какая арматура будет наилучшей для возведения фундамента — пластиковая или металлическая, — необходимо учесть основные характеристики каждого материала.

Применение арматуры

Так, композитные прутки толщиной до 12 мм с насечками подойдут для монолитной плиты и ростверка. Гладкие — для заливки фундамента под легкие хозяйственные постройки.

Металлические остаются востребованными при возведении многоэтажных зданий и промышленных объектов, где требуется высокая прочность на сжатие.

Получить более точную информацию о каждом из рассматриваемых материалов поможет таблица, в которой выполнено сравнение характеристик стальной и стеклопластиковой арматуры.

Глядя на приведенные характеристики, будет несложно определить, что лучше — композитная арматура или стальная.

Характеристики металлической и стекплопластиковой арматуры

Характеристика	Металл	Композитная арматура
Материал	Сталь	Стекловолокно
Временное сопротивление при растяжении, МПа	360	1250-АСП 1350-АБП
Модуль упругости, МПа	200000	56000-АСП 72000-АБП
Относительное удлинения,%	25	2,2
Коэффициент линейного расширения	13-15	9-12
Плотность	7	1,9
Коррозийная стойкость	Подвержен коррозии	Нержавеющий металл
Теплопроводность	Теплопроводна	Нетеплопровдна
Электропроводность	Электропроводна	Диэлектрик
Выпускаемые диаметры	6-80	3-40
Длина	Стержни длиной до 12 м	Любая длина
Экологичность	Экологична	Не выделяет вредных веществ
Долговечность	Строительные нормы	Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет
Замена арматуры	6А-III 8A-III 12A-III 14A-III 16A-III	АСП-4 АСП-6 АСП-8 АСП-10 АСП-12
Области применения	По строительным нормам	Дорожное строительство изделий и др.

Хотите купить стеклопластиковую арматуру, по цене, которая вас бы устраивала так же, как и её свойства, звоните нам по бесплатному телефону 8 800 770-00-93. Опытные сотрудники компании выполнят расчет заказа и укажут его стоимость!

Композитные материалы — железобетон

Композитные материалы — железобетон

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ УКАЗАТЕЛЬНУЮ СТРАНИЦУ

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — ЖЕЛЕЗОБЕТОН

В. Райан 2010

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ

Бетон изготавливается из мелких камней и гравия, называемых заполнитель, острый песок, цемент и вода. Мелкий камень и гравий (заполнитель) — это армирование, а цемент — связующая матрица. это вместе. Бетон имеет хорошую «прочность» при сжатии, но он слаб. в напряжении. Его можно сделать прочнее при растяжении, добавив металлические стержни, провода, сетка или тросы к композиту. Бетон заливают вокруг стержни. Это называется железобетон.

Бетон прочен, когда находится под сжимающей силой. Так обстоит дело в большинство зданий, например, фундамент здания. Вес стены давят на бетонный фундамент, сжимая конкретный. Бетон является идеальным материалом для фундамента, потому что он может выдержать этот тип сжимающей силы.

Однако бетон очень слаб, когда находится под напряжением (также известным как сила растяжения). Если бетонная балка должна была использоваться в качестве перемычки, над дверь, она не сможет выдержать вес кирпичей выше. Следовательно, он выйдет из строя и рухнет. Изучите схему ниже.

Однако бетон можно армировать, добавив в него стальные стержни. смеси, позволяя бетону затвердеть. Стальные стержни гарантируют, что железобетон выдерживает растягивающие усилия. Это делает усиленным бетон – универсальный композиционный материал. Он широко используется в строительная индустрия

Железобетон имеет длинные стальные стержни, проходящие по всей его длине, добавляя большая прочность конечного композитного материала, особенно способность сопротивляться растягивающим усилиям.

На приведенном ниже рисунке показан бетон как прозрачный. Это так, сетка из стальных стержней может быть видно в положении.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ИНДЕКС УСТОЙЧИВЫХ МАТЕРИАЛОВ СТРАНИЦА

Композитное строительство — SteelConstruction.info

Композитное строительство доминирует в секторе нежилого многоэтажного строительства. Так было уже более тридцати лет. Его успех обусловлен повышением прочности и жесткости, которое может быть достигнуто за счет эффективного использования материалов.

Причина, по которой композитные конструкции часто настолько эффективны, может быть выражена одним простым способом: бетон хорош на сжатие, а сталь на растяжение. Конструктивно, когда эти два материала работают вместе, их сильные стороны могут быть использованы для создания высокоэффективной и легкой конструкции. Уменьшенный собственный вес составных элементов имеет эффект домино, уменьшая силы в тех элементах, которые их поддерживают, включая фундаменты. Композитная конструкция надежна и не требует жестких допусков, что позволяет быстро построить систему. Уменьшение глубины пола, которое может быть достигнуто с помощью композитной конструкции, также может обеспечить значительные преимущества с точки зрения стоимости услуг и ограждающих конструкций здания.

В этой статье рассматривается ряд различных основных типов композитных балок, композитных плит, композитных колонн и композитных соединений.

Трапециевидный настил, установленный на цокольных балках

Содержание

• 1 Проектирование составных элементов и систем
• 2 Как работает композитная конструкция
• 3 Типа составной балки
  • 3.1 Нижние балки
  • 3.2 Решения для больших пролетов
  • 3.3 Решения для неглубоких полов
• 4 Композитные плиты
• 5 Составные колонны
• 6 Композитные соединения
• 7 Каталожные номера
• 8 Дальнейшее чтение
• 9 Ресурсы
• 10 См. также
• 11 Внешние ссылки

[вверх]Проектирование композитных элементов и систем

Проектирование композитных балок в Великобритании традиционно выполнялось по BS 5950-3-1 ^[1] . Композитные плиты с профилированным стальным листом были разработаны в соответствии с BS 59.50-4 ^[2] и профилированного настила, используемого для этих плит, в соответствии с BS 5950-6 ^[3] . Не существовало руководства по британским стандартам для композитных колонн. Проектирование композитных балок и композитных плит (для зданий) теперь регулируется стандартом BS EN 1994-1-1 ^[4] . BS 5950-6 ^[3] был заменен BS EN 1993-1-3 ^[5]

Дополнительную информацию об относительном статусе структурных Еврокодов и британских стандартов можно найти, перейдя по ссылке здесь.

[наверх]Как работает композитная конструкция

Показаны типичные распределения пластических напряжений для композитных балок с полным сдвиговым соединением. Для типичной второстепенной балки доступно большее сопротивление бетона сжатию, чем может быть использовано, а пластическая нейтральная ось (PNA) лежит над профилем обшивки. Для типичной основной балки может быть обнаружено, что стальная секция обеспечивает большее сопротивление растяжению, чем бетонный фланец может соответствовать сопротивлению сжатию. Таким образом, пластическая нейтральная ось лежит либо в верхней полке стальной секции, либо в ее стенке.

Распределение пластического напряжения для соединения с полным сдвигом

Бетон — это материал, хорошо работающий на сжатие, но обладающий незначительным сопротивлением растяжению. Следовательно, в конструктивных целях он опирается на стальную арматуру, чтобы выдерживать любые растягивающие усилия (эту роль играет стальная часть в композитной конструкции, которая фактически является внешней арматурой), или должна быть предварительно напряжена, чтобы даже при растяжении, элемент находится в чистом сжатии.

Составные элементы перекрытий – краевая балка нижнего цоколя, продольный трапециевидный настил, приварной стержень для сквозного настила, краевая накладка и бетон

Для бетонной части (в пределах так называемой эффективной ширины) поперечного сечения, способного выдерживать сжатие, и стали часть, чтобы нести напряжение, два материала должны быть структурно связаны друг с другом. Для нижних балок это достигается с помощью срезных шпилек с головкой, которые крепятся к верхней полке стальной балки. Это крепление обычно достигается с помощью так называемой сквозной сварки палубы. Профилированный металлический настил, составляющий основу композитных плит, зажат между основанием стойки и верхним фланцем, а процесс сварки соединяет все вместе. Наличие оцинковки на настиле не влияет на качество сварки.

В исключительных случаях сквозную сварку настила можно избежать, используя однопролетные участки настила (которые соединяются встык с рядами шпилек, приваренных непосредственно к верхнему фланцу в производственном цехе) или вырезая отверстия в настиле, чтобы его можно было сбросить шпильки приварены цехом.

Доступны другие формы соединения на сдвиг, в том числе шпильки большего диаметра и соединители с дробеструйным обжигом, но для зданий наиболее распространенным вариантом являются шпильки с головкой диаметром 19 мм. Их сопротивление согласно BS EN 1994 ^[4] , при использовании с поперечным настилом меньше сопротивления, указанного в BS 5950-3-1 ^[1] . Кроме того, в стандарте BS EN 1994 ^[4] указано, что на один желоб можно использовать не более двух стоек, если настил проходит поперек оси балки.

Одним из преимуществ сварных шпилек является то, что они считаются пластичными, а это означает, что (при отсутствии каких-либо соображений усталости) соединение на сдвиг может быть спроектировано с использованием принципов пластичности, поскольку предполагается, что сила может перераспределяться между соседними шпильки. Это значительно упрощает процесс проектирования.

Сквозная приварка срезных шпилек
(поперечный повторно входящий настил)

Когда балка спроектирована с полным соединением на сдвиг, это означает, что присутствует достаточное количество соединителей, чтобы либо полностью разрушить бетон при сжатии, либо полностью разрушить стальную секцию при натяжение (в зависимости от того, какая сила меньше). Однако может использоваться меньшее количество соединителей, что приводит к так называемому соединению с частичным сдвигом. Однако в нормах также указывается определенная минимальная степень соединения, необходимая для предотвращения чрезмерного проскальзывания между сталью и бетоном, что может привести к выходу из строя соединителей. Наиболее распространена конструкция составной балки с частичным сдвиговым соединением. Для второстепенных балок и поперечного настила это часто имеет место, так как в имеющихся желобах недостаточно места для вставки достаточного количества распорных шпилек для достижения полного соединения на сдвиг.

До внесения поправок в 2010 г. в стандарте BS 5950-3-1 ^[1] , написанном в 1980-х годах, использовался довольно упрощенный подход к вопросу минимальной степени соединения при сдвиге. Стандарт BS EN 1994 ^[4] признает два дополнительных параметра, влияющих на эту минимальную степень, а именно марку стали и эффект асимметрии, когда одна из полок балки больше другой (часто используется меньшая верхняя полка, поскольку бетон несет наибольшую нагрузку). сжатия, но такая асимметрия предъявляет повышенные требования к проскальзывающей способности к сдвиговым шпилькам). Для стали S275 и симметричных профилей пределы в BS EN 1994 ^[4] значительно менее обременительны, чем найденные в BS5950 ^[1] . Для несимметричных балок они значительно более обременительны. Что касается минимальной степени поперечного соединения, то даже в стандарте BS EN 1994 ^[4] не признаются значительные преимущества, когда балка не подпирается во время строительства, как это делается в большинстве случаев. В нем также не учитываются явно преимущества, которые можно получить, когда в балке регулярно расположены большие отверстия в стенке или она только частично используется при изгибе (поскольку соображения SLS определяют дизайн). SCI P405, опубликованный SCI в 2015 году в качестве замены NCCI, произведенного SCI (Pn002a), позволяет ослабить минимальную степень соединения при соблюдении определенных критериев. Эти критерии предполагают, что приложенная нагрузка находится на достаточно низком уровне, например, в обычных случаях, когда конструкция балки определяется этапом строительства или соображениями эксплуатационной пригодности.

Преимущество конструктивного соединения стали и бетона заключается в увеличении сопротивления только стальной балки; обычно это будет примерно в два раза. Жесткость может увеличиться до трех раз. Относительные преимущества уменьшаются с увеличением пролета, поскольку размер стальной балки увеличивается по сравнению с размером плиты.

Стальной каркас с |композитными балками во время строительства
(Изображение предоставлено Structural Metal Decks Ltd.)

Компоненты составной балки такие же, как описано выше, но те же принципы применимы к составным плитам и составным колоннам. В плите используется профилированный стальной настил вместо стального профиля, а усилие передается через выпуклости и определенные аспекты геометрии настила (а не отдельные срезные шпильки).
Композитная колонна может представлять собой стальную трубу с полым сечением, заполненную бетоном, или открытую стальную секцию, залитую бетоном. Усилие передается между двумя материалами за счет трения и, при необходимости, отдельных механических соединителей, в том числе срезных шпилек, которые могут быть прикреплены к встроенной стальной секции.
При всех формах композитной конструкции проектировщику важно не забывать об этапе строительства. Предполагая, что временная распорка отсутствует, стальная часть композитного поперечного сечения должна самостоятельно противостоять собственному весу и другим нагрузкам конструкции, поскольку бетон на этом этапе неэффективен. Мало того, что сопротивление меньше, но могут быть явления нестабильности, которые следует учитывать. При комбинированном воздействии верхняя полка стальной балки удерживается плитой в поперечном направлении, но во время строительства боковое выпучивание при кручении (LTB) может уменьшить эффективное сопротивление — только когда настил проходит поперечно и правильно закреплен, это предотвращает LTB — дальнейшие указания см. доступен в обеих версиях, в SCI P359, а детализация в SCI P300.

[top]Типы составных балок

Ниже рассматриваются три основных типа составных балок. Факторы, относящиеся к конкретному проекту, будут влиять на то, какая система напольного покрытия является наиболее подходящей.

[верх] Нижние балки

Открытые концы сборных элементов, готовые к армированию и бетонированию на месте

Наиболее распространенным типом составной балки является та, в которой составная плита располагается поверх нижней балки и соединяется с помощью приваренных сквозных шпилей. Эта форма конструкции имеет ряд преимуществ — настил выступает в качестве внешнего армирования на этапе сборки, а на этапе строительства — как опалубка и рабочая площадка. Он также может обеспечить боковое ограничение балок во время строительства после того, как настил будет закреплен на месте. Настил поднимается на место в связках, которые затем вручную распределяются по площади пола. Это значительно снижает подъемную силу крана по сравнению с альтернативой на основе сборного железобетона.

Дополнительные рекомендации по практическим аспектам укладки настила можно найти в руководстве по передовой практике SCI P300.

Другим распространенным типом составной балки является балка, в которой, как и в случае с традиционным некомпозитным стальным каркасом, сборная железобетонная плита располагается поверх верхней полки стальной балки. Эффективный диапазон пролетов для этого типа решения составляет от 6 до 12 м, что делает его конкурентом для ряда вариантов бетонных полов. Особая детализация требуется для соединения на сдвиг, когда используются сборные элементы, чтобы корпус сборных элементов мог быть подвижен как часть сжимающей полки бетона. См. SCI P401 для получения дополнительной информации.

[top]Решения для длинных пролетов

Для удовлетворения потребностей длинных пролетов доступно несколько вариаций идеи нижних балок. Они дают возможность получить более длинные пролеты (20 м и более), чем это возможно при использовании «стандартной» сплошной стенки, катаной балки.

[top]Решения для неглубоких полов

Система USFB
(Изображение предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Неглубокие этажи предлагают ряд преимуществ, таких как минимизация общей высоты здания для заданного количества этажей или максимальное количество этажей для заданная высота здания. Кроме того, получается плоский софит — нет ни одного разрыва, характерного для нижних балок, — что дает полную свободу для распределения услуг под полом. Эти выгоды следует рассматривать в контексте данного проекта, чтобы определить, когда они наиболее уместны.

Неглубокость перекрытий достигается размещением плит и балок в одной зоне. Это достигается за счет использования асимметричных стальных балок с более широкой нижней полкой, чем верхняя полка, что позволяет плите располагаться на верхней поверхности нижней полки с соответствующей опорой, а не на верхней поверхности верхней полки, как в нижних балках. Плита перекрытия может быть в виде сборной железобетонной плиты или сборной плиты с металлическим настилом (можно использовать как мелкий, так и глубокий настил). Дополнительным преимуществом является то, что некоторые формы конструкции неглубокого перекрытия по своей сути обеспечивают сложное взаимодействие между балками и плитой, тем самым повышая эффективность конструкции.

Доступен ряд решений для неглубоких перекрытий, в том числе Ultra Shallow Floor Beams (USFB) от Kloeckner Metals UK Westok и решения для тонких перекрытий ArcelorMittal.

Kloeckner Metals UK Система USFB компании Westok состоит из неглубокой и асимметричной ячеистой балки Westok с арматурой, проходящей через ячейки для крепления плиты к балке. «Подключение составного действия» может быть мобилизовано для USFB, что было продемонстрировано с помощью полномасштабных лабораторных испытаний, для дальнейшего повышения пропускной способности секции. Чтобы мобилизовать «Plug Composite Action», необходимо принять следующую детализацию:

• Композитные плиты с металлическим настилом: бетонная заливка на уровне верхней полки или выше нее
• Сборные элементы, как правило: минимум 50 мм верхнего уровня или минимум 30 мм покрытия над верхним фланцем
• Пустотные блоки: Каждые 2 стержня ^и выбиты, заполнены бетоном и усилены через ячейку
• Монолитные монолитные плиты: Бетонная заливка на уровне верхней полки (или выше)

USFB могут экономично перекрывать до 10 м с конструкционной глубиной, которая очень выгодна по сравнению с железобетонными плитами. плоские плиты. Таким образом, они популярны во многих секторах, особенно в образовании, коммерческом и жилом секторе.

[top]Композитные плиты

Композитные плиты состоят из железобетона, залитого поверх стального профилированного настила, выполняющего роль опалубки при строительстве и внешнего армирования на завершающем этапе. Настил может быть многоразовым или трапециевидным, как показано ниже. Трапециевидный настил может иметь глубину более 200 мм, и в этом случае он называется глубоким настилом. Дополнительные арматурные стержни могут быть помещены в желоба настила, особенно для глубокого настила. Иногда они требуются в мелком настиле, когда большие нагрузки сочетаются с высокими периодами огнестойкости. Стержни в желобах также являются требованием для однопролетных плит и настилов, спроектированных как одинарные пролеты, чтобы обеспечить непрерывность и пластическое разрушение в противопожарном расчете.

• Повторный вход и трапециевидный настил

• Настил с повторным входом

• Трапециевидный настил

На рисунке ниже показана геометрия типичной трапециевидной платформы толщиной 80 мм. Сталь оцинкована и может иметь различную толщину, хотя обычно она составляет около 1 мм. Поскольку он очень тонкий, необходимы ребра жесткости, чтобы избежать местного коробления, когда он действует как оголенная стальная секция, чтобы выдерживать влажный вес бетона и другие строительные нагрузки. Повторяющийся элемент жесткости, показанный в верхней части настила, не только придает жесткость верхнему поясу, но также может использоваться для поддержки подвесок для относительно легких предметов, подвешенных к потолку. Блокировка достигается за счет выпуклостей (ямочек), которые ввернуты в профиль настила, и за счет улавливания бетона вокруг повторно входящих частей профиля. Стандартных профилей настила не существует, поэтому взаимодействие, достигаемое тиснением и т. д. на каждом настиле, различно. Это определяется испытаниями, проводимыми производителем палубы.

Геометрия типичного трапециевидного настила толщиной 80 мм

Результаты таких испытаний традиционно переводятся в так называемые м и k эмпирические константы, определяющие характеристики конкретного настила. Стандарт BS EN 1994 ^[4] также включает возможность определения связи при сдвиге на единицу площади плиты ( τ ), которую затем можно использовать как часть более сложного подхода (значение τ аналогично сопротивление срезу шпильки). Дизайнеры получают соответствующую информацию (неявно) из программного обеспечения или брошюр, предоставляемых производителями настила.

Профилированный настил часто проектируется так, чтобы он был непрерывным в течение двух пролетов, когда он действует как опалубка. Композитные плиты обычно проектируются так, чтобы они были простыми перекрытиями при комнатной температуре, но непрерывными в условиях пожара. Эта непрерывность достигается благодаря номинальному армированию, которое также выполняет другие функции, такие как контроль над трещинами, которые продолжаются над промежуточными опорами (его влияние, которое считается полезным, игнорируется при расчете при комнатной температуре).

Повторяющийся или трапециевидный настил глубиной от 50 до 60 мм может иметь пролет около 3 м без подпорки, трапециевидные профили глубиной 80 мм могут иметь пролет до примерно 4,5 м без подпорки, а глубокий настил может достигать около 6 м. Общая глубина плит варьируется от 130 мм и выше. Двухчасовая огнестойкость может быть достигнута без необходимости противопожарной защиты стального настила.

В композитных плитах можно формировать проемы, однако это следует планировать и формировать проемы на этапе строительства, а не вырезать бетон. Проемы площадью до 300 мм не требуют дополнительных приспособлений, до 700 мм требуется дополнительное локальное усиление вокруг проема, а проемы свыше 700 мм требуют использования обрезков стали для поддержки проема.

Дополнительные указания по проектированию и детализации композитных плит приведены в SCI P359.и SCI P300 соответственно, противопожарное проектирование в соответствии с Еврокодами обсуждается в SCI P375, также доступны рекомендации по установке металлического настила.

[top]Составные столбцы

Составные столбцы могут иметь различные формы, как показано на рисунке ниже. Как и все композитные элементы, они привлекательны тем, что сочетают относительную прочность как стали, так и бетона. Это может привести к высокому сопротивлению при относительно небольшой площади поперечного сечения, тем самым максимизируя полезную площадь пола. Они также демонстрируют особенно хорошие характеристики в условиях пожара.

Типовые поперечные сечения составных колонн

Правила расчета составных колонн в несущих каркасах приведены в BS EN 1994-1-1 ^[4] . Это первый раз, когда руководство было дано в кодексе для использования в Великобритании, что может объяснить, почему композитные столбцы до сих пор редко использовались. Правила предусмотрены для составных двутавровых профилей, полностью или «частично обшитых» (только заполнение стенками), а также для полых профилей, заполненных бетоном. Показаны типичные поперечные сечения. Композитные колонны, требующие опалубки во время выполнения, как правило, не считаются рентабельными в Великобритании.

Заполненные бетоном полые сжимаемые элементы не нуждаются в опалубке, и они используют материал более эффективно, чем эквивалентные двутавровые профили. Бетонное заполнение значительно увеличивает сопротивление сжатию голой стальной секции, распределяя нагрузку и предотвращая локальное коробление стали. Выигрыш в огнестойкости может быть не менее ценным, особенно если он позволяет оставить колонну незащищенной или лишь слегка защищенной. Заполняющий бетон удерживает свободную воду, которая в других ситуациях была бы потеряна; его скрытая теплота испарения значительно задерживает повышение температуры.

Можно использовать прямоугольные и круглые полые профили. Преимущество прямоугольных профилей состоит в том, что они имеют плоские поверхности для соединения торцевой пластины между балкой и колонной (с использованием соединений Flowdrill или Hollo-bolt). Обычные ребристые пластины могут использоваться любой формы.

Разработана программа FireSoft для расчета заполненных бетоном полых профилей в условиях окружающей среды и пожара.

[наверх]Композитные соединения

Хотя существуют рекомендации по проектированию композитных соединений (SCI P213), они очень мало используются в Великобритании (да и в других странах Европы). Теоретически они кажутся привлекательными, поскольку можно использовать армирование плиты, чтобы избежать необходимости добавления к соединению стальной конструкции, например, с дополнительными рядами болтов в расширенной торцевой пластине. Однако трудно добиться правильной детализации составных соединений, поскольку требования к прочности, жесткости и пластичности могут граничить с взаимоисключающими факторами: слишком малое армирование снизит пластичность соединения (способность к вращению) из-за потенциального разрушения арматурного стержня, снижение пластичности из-за разрушения бетона.

В целях преодоления некоторых практических проблем, чтобы можно было более широко использовать изначально привлекательные свойства составных соединений, в Европе ведутся исследовательские работы, которые могут привести к включению конкретных рекомендаций в пересмотренную версию BS EN 1994-1-1 ^[4] запланировано примерно на 2025 год.

[наверх]Артикулы

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} BS 5950-3-1: 1991+0 StrucA1:20 Дизайн в композитном строительстве. Свод правил проектирования простых и неразрезных составных балок. БСИ
2. ↑ BS 5950-4: 1994 Использование стальных конструкций в строительстве. Свод правил по проектированию композитных плит с профилированными стальными листами. БСИ
3. ↑ ^{3.0 3.1} BS 5950-6: 1995 Использование металлоконструкций в строительстве. Часть 6. Свод правил по проектированию легких профилированных стальных листов. БСИ
4. ↑ ^{4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8} BS EN 1994-1-1: Еврокод 2004 4. Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций. Общие нормы и правила для построек. БСИ
5. ↑ BS EN 1993-1-3:2006 Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Основные правила. Дополнительные правила для холодногнутых элементов и листов. БСИ

[наверх]Дополнительная литература

• Руководство проектировщика стали, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012 г., главы 21, 22 и 23
• Джонсон Р.П., Композитные конструкции из стали и бетона, том 1, 2004 г., Blackwell Scientific Press.
• Джонсон Р.П., Руководство для дизайнеров по проектированию композитных зданий в соответствии с Еврокодом 4, 2-е издание. ЛЕД.
• Nethercot, D. Композитная конструкция. Спон Пресс.

[наверх] Ресурсы

• SCI P300, Композитные плиты и балки с использованием стального настила: передовой опыт проектирования и строительства, (пересмотренное издание), 2009 г.
• SCI P359, Составное проектирование зданий со стальным каркасом, 2011 г.
• SCI P213 Соединения в стальных конструкциях: Композитные соединения, 1998
• SCI P287, Проектирование составных балок с использованием сборного железобетона, 2003 г. (Обновленная версия этой публикации по Еврокоду, P401, доступна в SCI)
• PN002a, NCCI: Измененное ограничение на частичное сдвиговое соединение в балках для зданий SCI
• SCI P365, Проектирование стальных зданий: раскосные рамы средней высоты, 2009 г.