Применение напряженной нити для армирования композитов типа многопустотных плит

Окончание. Начало в СиН №№47и48

Приведем технико-экономическое обоснование применения напряженной нити для армирования композитов типа многопустотных плит. При этом ограничимся подсчетами массы металла для армирования и его стоимости.
В качестве базовых вариантов сравнения примема)армирование напряженной нитью Ø 5 мм класса B_P-II ГОСТ 7348-81 многопустотных плит с применением электротермического метода натяжения (вып. 66 ЦНИИ ЭП жилища) иб)стержневое армирования класса A_T-V Ø 12-14 мм (вып. 63 ЦНИИ ЭП жилища) электротермическим методом натяжения.
Размеры плит принимаем такие же, как и в предлагаемом авторами варианте, т.е. 1490 х 5980 х 220 мм при нагрузке на плиту 800 кг/м².

Определим массу арматуры и ее стоимость по варианту а)
Напряженная арматура:
Имеет место однорядное напряженное армирование, т.е. установка нижней напряженной арматуры. Принимается длина нижней напряженной арматуры (при электротермическом методе натяжения) 6,5 м при 25 нитях на плиту, что составит 0,154 х 25 х 6,5 = 25,025 кг.
С учетом отходов (концы бухты, брак при наклепе головок и др.) принимаемый 6% общий расход напряженной нити на плиту составит 26,525 кг.
Масса ненапряженной арматуры:
Петли — 4,28 кг, верхняя сетка и каркасы ребер — 11,94. Итого — 16,22 кг.
С учетом отходов в количестве 6% расход ненапряженной арматуры составит 17,20 кг.
Общая масса напряженной и ненапряженной арматуры (с учетом отходов) на плиту составит 26,525 + 17,20 = 43,725 кг.
Определим стоимость арматуры.
Напряженная арматура:
Проволока Ø 5 мм класса B_P-II стоит (по данным на 23.07.2002 г.) 850.004 руб. за 1 т при курсе доллара 1819 руб., что составит 467,3 $/т. (Данные по проволоке, выпускаемой ОАО "Белорецкий металлургический комбинат", ООО "Стилстар", Минск).
Стоимость напряженной арматуры на плиту составит:
0,467 х 26,525 = $12,39.
Общая стоимость напряженной и ненапряженной арматуры на плиту по базовому вариантуа)составит: 12,39 + 4,06 = $16,45.
Стоимость ненапряженной арматуры на плиту:
0,214 х 4,28 + 0,265 х 11,94 = 0,9 + 3,16 = $4,06.

Определим массу арматуры и ее стоимость по варианту б)
Напряженная арматура:
Общая масса стержней Ø 12-14 мм класса A_T-V ГОСТ 10884-81 — 36,979 кг.
Масса ненапряженной арматуры (сетки и каркасы):
Ø 3 мм ГОСТ 6727-80 — 4,23 кг;
Ø 4 мм ГОСТ 6727-80 — 4,7 кг;
Ø 5 мм ГОСТ 6727-80 — 1,5 кг;
Итого: 10,43 кг.
Петли Ø 12 ГОСТ 5781-82 — 4, 28 кг.
Общая масса ненапряженной арматуры: 10,43 + 4,28 = 14,71 кг.
Общая масса напряженной и ненапряженной арматуры:
36,979 + 14,71 = 51,69 кг.
Включая 6% отходов имеем:
Общий расход арматуры составит 54,79 кг (по вариантуа)).

Определим стоимость арматуры напряженной, принимая 300 $/т.

Стоимость напряженной арматуры на плиту:
0,300 х 36,979 = $11,09.
Стоимость ненапряженной арматуры (принята ориентировочно):
0,353 х 4,23 + 0,338 х 4,7 + 0,335 х 1,5 + 0,3 х 4,28 = 3,58 + 1,28 = 4,86 $.
Всего стоимость напряженной и ненапряженной арматуры на плиту составит (по вариантуа)):
11,09 + 4,86 = $15,92.

В предлагаемом авторами варианте применяется высокопрочная проволока Ø 3 мм класса B-II ГОСТ 7348-81, навитая на внутренние анкеры, остающиеся в композите.
При размере плит 1490х5980х220 мм внизу установлено 12 анкеров (6 пар), а вверху — 8 анкеров (4 пары). Навивка нитей осуществлена согласно рис. 1 и 2, расположения нитей после натяжения — на рис. 3, 4, 5 и 6.
Определим длину и массу напряженной нити, навитой на нижние анкеры.

Длина отрезка левой части плиты равна длине отрезка правой части, т.е.
11 х 6,0 + 1 х 6,01 + 0,8 + 0,6 = 66 + 6,01 + 1,4= 73,41 м.
Длина отрезка средней части плиты:
10 х 6,0 + 2 х 6,01 + 2,8 = 60 + 12,02 + 2,8 = 74,82 м.
Общая длина нити, навитой на нижние анкеры, составляет:
73,41 + 74,82 = 221,64 м.
Масса ее составит: 0,0565 х 223,5 = 12,63 кг.

Определим длину и массу напряженной нити, навитой на верхние анкеры:
Длина отрезка левой части плиты равна длине отрезка правой ее части, т.е.
5 х 6 + 2 х 6,01 + 1 х 6,03 + 1,5 х 2 + 0,4 = 51,45 м.
Масса этого отрезка равна: 0,0565 х 51,45 = 2,91 кг.
Общая длина нити, навитой на верхние анкеры, составляет:
51,45 х 2 = 102,90 м.
Общая масса нити, навитая на верхние анкеры, составляет 5,82 кг.
Общая масса нити, навитой на нижние и верхние анкеры, равна:
12,63 + 5,82 = 18,45 кг.

Определим стоимость нити — высокопрочной проволоки Ø 3 мм класса B-II, навитой на нижние анкеры.
Стоимость 1 т проволоки Ø 3 мм класса В-II (2 гр. точн.) составляет (на 23 июля 2002 г. с НДС) 808.156 руб. при курсе доллара 1819 руб., что составит 444 $/т (данные ООО "Стилтар", Минск).
Стоимость проволоки, навитой на нижние анкеры:
0,444 х 12,63 = $5,61.
Стоимость проволоки, навитой на верхние анкеры:
0,444 х 5,82 = $2,58.

Общая стоимость проволоки, навитой на верхние и нижние анкеры, на одну плиту составит 5,61 + 2,58 = $8,19.
При ручной навивке в плите принимается 10 анкеров с крепежом, 10 анкеров без крепежа и 10 крепежных клиньев.
Общая масса анкеров с крепежом, без крепежа и с крепежными клиньями: 0,25 х 10 + 0,2 х 10 = 4,5 кг.
Изготавливаются анкеры литьем по выплавляемым моделям (экспериментальная серия). По данным Минского тракторного завода на 28.07.2002 г. стоимость литья по выплавляемым моделям составляет 2500 руб/кг.
Стоимость 20 анкеров на плиту составляет: 2500 х 4,5 = 11250 руб.

или:

Масса петель Ø 12 мм ГОСТ 5781-82 на плиту — 4,28 кг.
Стоимость петель: 0,214 х 4,28 = $0,9.
Общая масса нити, анкеров и петель: 12,63 + 5,82 + 4,28 + 4,5 = 27,23 кг.
Общая стоимость нити, анкеров и петель на плиту по предлагаемому варианту составляет 8,19 + 6,2 + 0,9 = $15,29.
Таким образом, в предлагаемом варианте имеем экономию арматуры (проволоки) по сравнению с вариантома):
по массе: 51,69 – 27,23 = 24,46 кг

или в % отношении:

по стоимости : 15,92 – 15,29 = $0,63

или в % отношении:

экономию по сравнению с вариантомб):

по массе: 43,72 – 27,23 = 16,49 кг

или в % отношении:

по стоимости: 16,45 – 15,29 = $1,16 на панель

или в % отношении:

При этом в предлагаемом варианте не учтена экономия электроэнергии за счет исключения электротермического метода нагревания, высадки головок, резки арматуры и сварки сеток, изготовления шайб и т.д.
В заключение отметим, что расход металла по массе в предлагаемом методе по отношению к армированию проволокой Ø 5 мм класса B_P-II дает экономию 37,7%, а по отношению к стержневому напряженному армированию — Ø 12-14 мм (47,3%).
Существенным в предлагаемом способе является, прежде всего, повышение качества, трещиностройкости конструкций за счет обжатия композита внутренними анкерами и нитью по сравнению с армированием без анкеров. При этом значительно уменьшается ползучесть арматуры в композите при наличии внутренних анкеров, остающихся в композите.
При применении машинного способа навивки потребуется только один анкер с крепежом (с двумя втулками), а остальные анкеры (19 шт) — без крепежа. Их возможно изготавливать штамповкой. Это снизит стоимость анкеров и плиты и повысит производительность труда при навивке и натяжении нити.

Эдуард ПОДЛОЗНЫЙ, докторант БНТУ, Павел ТИМОХИН, инженер