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
|
|
