СТАЛЕФИБРОБЕТОН, ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ

Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь
Научно-исследовательское и экспериментально-проектное
Республиканское унитарное предприятие «Институт БелНИИС»

СТАЛЕФИБРОБЕТОН, ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ,
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕЖИМЫ ВЫДЕРЖИВАНИЯ, КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
РЕКОМЕНДАЦИИ
по проектированию и изготовлению
строительных сталефибробетонных конструкций
и технологии производства сталефибробетона
с применением фрезерованной фибры
ЗАО «Курганстальмост» Р5.03.044.08

Минск 2008

Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь
Научно-исследовательское и экспериментально-проектное
Республиканское унитарное предприятие «Институт БелНИИС»

СТАЛЕФИБРОБЕТОН, ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ,
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕЖИМЫ ВЫДЕРЖИВАНИЯ, КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

РЕКОМЕНДАЦИИ
по проектированию и изготовлению
строительных сталефибробетонных конструкций
и технологии производства сталефибробетона
с применением фрезерованной фибры
ЗАО «Курганстальмост» Р5.03.044.08
(Разработаны и утверждены РУП «Институт БелНИИС»)
Срок действия
с 01.04. 2008 г. до 01.04. 2011 г.
Одобрены решением Ученого Совета
РУП «Институт БелНИИС»
Минстройархитектуры Республики Беларусь
Протокол № 2 от 6.03.2008
Зарегистрированы РУП «Стройтехнорм»
Рег. № 044 от 24.03.2008

Минск 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие……………………………………………………………………………. 4
1 Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............. 5
2 Проектирование сталефибробетонных конструкций………………................ 6
2.1 Область применения…………………………………………………………… 6
2.2 Нормативные ссылки.................................................................................. 6
2.3 Определения............................................................................................... 7
2.4 Условные обозначения и единицы измерений…………………………….. 7
2.5 Основные требования по проектированию сталефибробетонных
конструкций ………....................................................................................
8
2.6 Материалы для сталефибробетонных конструкций………………………. 12
2.7 Расчет сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям
первой группы……………………………………………………......................…
14
2.8 Расчет сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям
второй группы…………………………………………………………….………
26
2.9 Требования по конструированию……………………………………..……... 32
3 Технология изготовления конструкций и изделий из сталефибробетона и
возведения монолитных конструкций............................................................
34
3.1 Требования к материалам при подборе состава………………………..… 34
3.2 Подбор состава сталефибробетона. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3 Технологические режимы производства сборных изделий и возведения монолитных конструкций из сталефибробетона. . .. . . . . . . …..…
51
3.4 Расчет энергосберегающих режимов тепловой обработки и выдерживания изделий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. …….
56
3.5 Расчет рациональных режимов беспрогревного выдерживания изделий …. 61
3.6 Контроль качества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 67
3.7 Требования по безопасности труда и охране окружающей среды…… 70
Приложение А Составы модифицированного сталефибробетона на крупном заполнителе……………………………………………...…………………….
71
Приложение Б Составы модифицированного мелкозернистого сталефибробетона…………………………………………………………………………………
72
Приложение В Пример расчета состава сталефибробетона………………….. 73
Приложение Г Зависимость удобоукладываемости сталефибробетонной смеси от процента армирования фиброй ЗАО «Курганстальмост»….…..
76
Приложение Д Рекомендуемые составы модифицированного сталефибробетона для промышленных полов……………………………………………...
77
Приложение Е Ориентировочные физико-технические характеристики некоторых белорусских цементов. . . . . . . ………………….. . . . . . . . . ………....
78
Приложение Ж Характеристики водопоглощения плотных мелкого и крупно-
го заполнителей . . . . . ……………………. . . . . . . . . . . . . . …………………..
79
Приложение З Значения и зависимости функциональных коэффициентов прочности модифицированного бетона в возрасте 1,2 и 28 суток при нормальных условиях твердения . . . . . …………………………………. . …
80
Приложение И Вязкость воды при различной температуре. ………………………. 82
Приложение К Пример Расчета режимов беспрогревного выдерживания
изделий. . . . . . .. . . . . . . . . …………... . . . . . . . . . . …………………………..
83

ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации включают общие положения, требования к материалам сталефибробетона (СФБ), расчетные формулы по проектированию сталефибробетонных конструкций и конструктивные требования. Рекомендации гармонизированы с современной нормативно-технической базой Республики Беларусь.
Основу Рекомендаций составляют результаты научных исследований сталефибробетона, выполненных в БелНИИСе, и направленных на расширение эффективных видов бетона, применяемых в технологии сборного и монолитного строительства.
Разработка Рекомендаций осуществлялась в соответствии с программой договора № 36/6д-07 между РУП «Институт БелНИИС» и ЗАО «Курганстальмост» с целью нормативного обеспечения использования стальной фибровой арматуры.
Рекомендации предназначены для проектирования и изготовления конструкций различного назначения: промышленных полов под оборудование и складские помещения, а также для несущих элементов балок, ригелей, забивных свай, аэродромных плит, банковских хранилищ, защитных сооружений, в том числе двойного назначения.
Основные области применения в монолитных конструкциях – полы промышленных зданий, монолитные обделки метро и тоннелей, взлетно-посадочные полосы аэродромов, стоянки автомобилей и автомобильные дороги, резервуары и бассейны, банковские и сейфовые хранилища, взрывозащитные фортификационные объекты и другие приложения; торкретсталефибробетона – ремонт и усиление железобетонных и каменных конструкций, укрепление горных склонов и откосов и т.п.; сборного сталефибробетона – трубы, тюбинги метро, элементы стеновых панелей и плит перекрытия, железнодорожные шпалы, дорожные плиты, малые архитектурные формы и др.
Рекомендации предназначаются для специалистов проектных организаций, занимающихся проблемами применения сталефибробетона и расчета конструкций различного назначения, а также для инженерно-технических работников предприятий стройиндустрии и строительных организаций.
Разработчики: Н. П. Блещик, Н. А. Рак, И. В. Коваль, Г. В. Мазуренок, И. А. Мейлах.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Рекомендации гармонизированы с современной нормативно-технической базой Республики Беларусь и учитывают существующий уровень технического состояния и оснащенности строительных организаций, а также применение новых химических модификаторов.
1.2. Рекомендации регламентируют применение фрезерованной стальной фибры ЗАО "Курганстальмост" при изготовлении сборных или монолитных сталефибробетонных изделий и конструкций.
1.3. Стальная фибра производится ЗАО "Курганстальмост" (г. Курган, РФ) в соответствии с техническими условиями ТУ 0882-193-46854090-2005 «Фибра стальная фрезерованная для армирования бетона».
1.4. Сталефибробетон целесообразно использовать в тех конструкциях, в которых наиболее полно реализуются его технические преимущества по сравнению с обычным бетоном:
– повышенные прочность на растяжение и изгиб, предельная сжимаемость, трещиностойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость, долговечность; пониженные деформации ползучести и усадки; высокая термостойкость и огнестойкость, высокая удельная энергия разрушения и сопротивление истираемости;
– снижение трудозатрат на арматурные работы, повышение степени механизации производства, возможность применения высокопроизводительных приемов формования армированных конструкций;
– возможность использования более эффективных конструктивных решений.
1.5. Конструкции должны изготавливаться в соответствии с СНБ 5.03.02-03 «Производство сборных железобетонных изделий и конструкций», СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», действующими стандартами и рабочими чертежами, по утвержденным в установленном порядке технологическим регламентам, с учетом зависимостей и конструктивных требований настоящих Рекомендаций.
1.6. Для получения высокого качества сталефибробетона с фиброй ЗАО "Курганстальмост" должны соблюдаться требования к материалам, бетонным смесям, условиям выдерживания отформованных изделий, бетонным и железобетонным конструкциям, предусмотренные действующей нормативно–технической и проектно–технологической документацией.
1.7. При подборе состава сталефибробетона, к которому предъявляются дополнительные требования (износостойкость, морозостойкость, водонепроницаемость и т.п.) следует учитывать общие требования нормативных документов и известные зависимости, связывающие состав бетона, свойства исходных материалов и особенности технологии производства изделий с заданными потребительскими качествами. В этих случаях состав СФБ, обеспечивающий заданные прочностные показатели при сжатии и растяжении, следует проверять на соответствие другим заданным показателям качества.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Область применения
2.1.1. Рекомендации распространяются на проектирование сталефибробетонных конструкций с фибровым и комбинированным армированием ненапрягаемой (стержневой или проволочной) арматурой для зданий и сооружений различного назначения, изготовляемых из тяжелого бетона, эксплуатирующихся при воздействии температур не выше плюс 50°С и не ниже минус 40°С, и устанавливают обязательные технические требования к ним, порядок расчетов и конструирования.
Рекомендации распространяются на проектирование сталефибробетонных конструкций, эксплуатируемых в среде с неагрессивной степенью воздействия, при статическом действии нагрузки.
2.1.2 Рекомендации распространяются на проектирование сталефибробетонных конструкций с применением фибры производства ЗАО «Курганстальмост» по ТУ 0882-193-46854090-2005 «Фибра стальная фрезерованная для армирования бетона»
2.1.3. При проектировании сталефибробетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, необходимо учитывать дополнительные требования, предъявляемые к таким конструкциям соответствующими нормативными документами.
2.2. Нормативные ссылки
В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие документы:
СНБ 5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции.
СНиП 2.03.03-85 Армоцементные конструкции.
СниП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.
СниП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции.
СТБ 1544-2005 Бетоны конструкционные тяжёлые. Технические условия.
СТБ 1545-2005 Смеси бетонные. Методы испытаний.
СТБ 1704-2006 Арматура ненапрягаемая для железобетонных конструкций.
ГОСТ 13015.0-81 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Приемка.
СНБ 5.03.02-03 Производство сборных железобетонных изделий.

ИСO 3898:1997 Основные положения проектирования конструкций.
Условные обозначения. Основные символы.
СП 52-104-2006 Сталефибробетонные конструкции.
ВСН 56-97 Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций. М.,1997.
ВНП 001-01 Банк России. Здания территориальных главных управлений национальных банков и расчетно-кассовых центров Центрального Банка Российской Федерации. М., 2001.
П1-03 к СНиП 2.03.13-88. Проектирование полов.
ТУ 0882-193-46854090-2005 Фибра стальная фрезерованная для армирования бетона.
Рекомендации по проектированию и изготовлению сталефибробетонных конструкций. М.: НИИЖБ, ЛенЗНИИЭП, ЦНИИПромзданий, 1987.
Рекомендации по расчёту бетонных подстилающих слоёв полов производственных зданий с учетом экономической ответственности. М.: ЦНИИПромзданий Госстроя РФ, 1987.
Руководство по проектированию железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1979.
2.3. Определения
В настоящих рекомендациях использованы термины и определения к ним в соответствии со СНБ 5.03.01-02, СНиП 3.03.01-85, СТБ 1544-2005, СТБ 1545-2005.
В настоящих рекомендациях применены также следующие термины с соответствующими определениями:
Сталефибробетон – исходный бетон (бетон-матрица), армированный равномерно распределенными в его объеме стальными фибрами.
Исходный бетон (бетон-матрица) – конструкционный тяжелый бетон по СТБ1544-2005 на плотных заполнителях.
Фибровая арматура (фибра) – стальные короткие волокна.
Процент фибрового армирования по объему – объем фибр в единице объема сталефибробетона в процентах.
Процент фибрового армирования по массе – отношение массы фибр, содержащихся в единице объема сталефибробетона, к массе этой единицы объема в процентах.
Коэффициент фибрового армирования – относительное содержание объема фибр в единице объема сталефибробетона.
Сталефибробетонные конструкции с фибровым армированием (фибробетонные) – конструкции из бетона, армированные только фиброй, а также имеющие дополнительно арматуру, площадь сечения которой менее значений, приведенных в таблице 11.1 СНБ 5.03.01-02.
Сталефибробетонные конструкции с комбинированным армированием (комбинированно армированные) – конструкции из фибробетона, армированные также арматурой, площадь сечения которой не менее значений, приведенных в таблице 11.1 СНБ 5.03.01-02.
2.4. Условные обозначения и единицы измерения
В настоящих рекомендациях использованы приведенные единые символы и обозначения согласно ИСO 3898:1997.
fcd – расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое по СНБ 5.03.01-02;
fctd – расчетное сопротивление бетона растяжению, по СНБ 5.03.01-02;
ffcd – расчетное сопротивление сталефибробетона сжатию;
ffctd – расчетное сопротивление сталефибробетона на растяжение;
fyd – расчетное сопротивление ненапрягаемой арматуры, по
СНБ 5.03.01-02;
ffd – расчетное сопротивление растяжению фибровой арматуры;
ffk – нормативное сопротивление растяжению фибровой арматуры;
?fs – частный коэффициент безопасности для фибры;
Ecm, – модуль упругости бетона;
Es – модуль упругости ненапрягаемой арматуры;
Ef – модуль упругости стальной фибры;
?fm, ?fv – коэффициенты фибрового армирования по массе и по объему;
?fa – коэффициент фибрового армирования по площади сечения;
?s – коэффициент армирования ненапрягаемой (стержневой или проволочной) арматуры;
df – диаметр фибры;
ds – диаметр ненапрягаемой (стержневой или проволочной) арматуры;
lf – длина фибры;
lf,an – минимальная длина заделки фибр в бетоне, соответствующая их разрыву при выдергивании;
kor – коэффициент, учитывающий ориентацию фибр относительно направления главных растягивающих напряжений;
kn – коэффициент, учитывающий влияние на ориентацию фибр размеров сечения, перпендикулярных направлению внешнего усилия;
?f – коэффициент эффективности косвенного армирования фибровой арматурой;
? – характеристика сцепления фибр с бетоном по контактной поверхности;
Jf,red – момент инерции сталефибробетонного сечения, приведенного к бетонному, относительно его центра тяжести;
Wf,red – момент сопротивления сталефибробетонного сечения, приведенного к бетонному;
wk – расчетная ширина раскрытия трещин;
wlim – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
Другие условные обозначения и индексы к ним приняты согласно СНБ 5.03.01-02 и СНиП 2.03.03-85.
В расчетах, выполняемых в соответствии с требованиями настоящих норм, следует использовать следующие единицы измерения:
? силы и нагрузки – кН, кН/м, кН/м2;
? плотность – кг/м3;
? напряжения и прочность – Н/мм2 (МПа);
? момент (изгибающий, крутящий) – кН?м.
2.5. Основные требования по проектированию
сталефибробетонных конструкций
2.5.1 Сталефибробетон является разновидностью дисперсно-армированного железобетона и изготавливается из мелкозернистого или тяжелого бетона (бетон-матрица), в котором в качестве арматуры используются стальные фибры, равномерно распределенные по объёму бетона. Совместность работы бетона и стальных фибр обеспечивается за счёт сцепления по их поверхности и анкеровки фибры за счёт периодического профиля и её кривизны в продольном и поперечном направлении.
По показателям прочности бетона-матрицы приняты классы бетона в соответствии с СТБ 1544-2005.
2.5.2 Сталефибробетонные конструкции в зависимости от их армирования подразделяются на конструкции:
– с фибровым армированием – при их армировании стальными фибрами, равномерно распределенными по объёму элемента;
– с комбинированным армированием – при их армировании стальными фибрами, в сочетании со стержневой или проволочной арматурой (как в железобетоне).
2.5.3 Сталефибробетонные конструкции согласно СНБ 5.03.01-02 должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором материалов, назначением размеров и конструированием.
2.5.4 Применение сталефибробетонных конструкций в средах с arpecсивным воздействием на конструкции из бетона и железобетона допускается при выполнении требований, установленных СНиП 2.03.11-85, СНиП 2.03.03-85 и настоящих рекомендаций.
2.5.5 Выбор конструктивных решений сталефибробетонных конструкций следует производить, исходя из технико-экономической целесообразности применения таких конструкций в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения их материало-, трудо-, энергоёмкости и, стоимости, с учетом повышения долговечности и увеличения межремонтного ресурса.
Сталефибробетон рекомендуется применять в конструкциях зданий и сооружений, для которых существенное значение имеют снижение собственного веса, уменьшение раскрытия трещин, повышение: ударной стойкости, сопротивления истиранию, продавливанию и долговечности.
2.5.6 Сталефибробетон рекомендуется для изготовления конструкций, в которых наиболее эффективно могут быть использованы следующие его технические преимущества по сравнению с традиционным железобетоном:
– повышенные трещиностойкость, ударная стойкость, вязкость разрушения, износостойкость, морозостойкость, сопротивление кавитации;
– пониженные усадка и ползучесть;
– возможность использования более эффективных конструктивных решений, чем при обычном армировании, например, тонкостенных конструкций, конструкций без стержневой или сетчатой распределительной и поперечной арматуры и др.;
– снижение трудозатрат на арматурные работы, повышение степени механизации и автоматизации производства железобетонных конструкций, например, в сборных тонкостенных оболочках, складках, ребристых плитах покрытий и перекрытий, сборных колоннах, балках, монолитных днищах емкостных сооружений, дорожных и аэродромных покрытиях; монолитных и сборных полах промышленных и общественных зданий и др.
2.5.7 При выборе конструктивных решений следует учитывать методы изготовления, монтажа и условия эксплуатации конструкций.
Форму и размеры сечений элементов следует принимать, исходя из наиболее полного учета свойств сталефибробетонных конструкций, возможности заводского механизированного и автоматизированного изготовления, удобства транспортирования и монтажа.
2.5.8 Сталефибробетонные конструкции изготавливаются с учетом требований настоящих рекомендаций различными технологическими приемами:
– предварительным приготовлением смеси в заводских или построечных условиях, уплотнением с помощью вибрирования и вакуумирования, роликовым формованием и прессованием, торкретированием и центрифугированием.
2.5.9 Для изготовления сталефибробетона в качестве бетона-матрицы применяется конструкционный тяжелый бетон по СТБ 1544-2005.
2.5.10 Для фибрового армирования следует использовать фибру ТУ 0882-193-46854090-2005.
2.5.11 При проектировании сталефибробетонных конструкций следует руководствоваться общими положениями и соблюдать расчетные требования СНБ 5.03.01-02, СНиП 2.03.03-85 и настоящих рекомендаций.
2.5.12 Сталефибробетон без комбинированного армирования рекомендуется применять в элементах конструкций:
– работающих, преимущественно на ударные нагрузки и истирание;
– работающих на сжатие с малым эксцентриситетом приложения продольной силы, т.е. при выполнении условий и , в которых е0 – эксцентриситет приложения продольной силы относительно центра тяжести сечения (в мм), – расстояние от центра тяжести до наиболее сжатого волокна бетона (в мм);
– работающих на изгиб при соблюдении условий, исключающих их хрупкое разрушение; работающих на сжатие с большими эксцентриситетами, т.е. при не выполнении условий и , а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования (элементы, лежащие на сплошном основании и др.).
2.5.13 Расчет сталефибробетонных конструкций производят по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы) согласно основным положениям СНиП 2.03.03-85 с использованием в специально оговоренных случаях положений СНБ 5.03.01-02.
Использование при расчете положений СНиП 2.03.03-85 и СНБ 5.03.01-02 следует производить согласно настоящим рекомендациям, учитывающим особенности сталефибробетонных конструкций: дисперсность армирования; возможную тонкостенность конструкции.
2.5.14 Расчет сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям выполняется по аналогии с расчетом железобетонных и армоцементных конструкций с учетом расчетных характеристик сталефибробетона , и др. в соответствии с положениями пп.2.5.1–2.5.8 настоящих рекомендаций.
2.5.15 Расчет бетонных и железобетонных конструкций по образованию трещин следует производить из условия, по которому усилия, напряжения, деформации в конструкциях от различных воздействий и их сочетаний не должны превышать соответствующих предельных значений, воспринимаемых конструкцией при образовании трещин.
2.5.16 Средняя плотность тяжелого и мелкозернистого бетона – матрицы, учитываемая в расчете сталефибробетонных конструкций, принимается по СНБ 5.03.01-02 с учетом указаний настоящих рекомендаций.
2.5.17. В рабочих чертежах конструкций из сталефибробетона, в случае необходимости, кроме требуемого содержания (расхода фибры) на 1 м3 сталефибробетонной смеси, приводятся требования к технологическим свойствам фибробетонной смеси.
2.5.18 Содержание фибр в сталефибробетоне (расход на 1 м3 СФБ смеси) определяется требованиями к его физико-механическим свойствам, назначаемым из условий применения. В зависимости от области применения сталефибробетона содержание в нем фибры рекомендуется принимать по таблице 1, а также по результатам расчетов.
2.5.19 Определение усилий в сталефибробетонных элементах, работающих как тонкостенные пространственные конструкции, производится в соответствии с «Руководством по проектированию железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий» (М.: НИИЖБ, 1979).

Таблица 1 – Рекомендуемое содержание фибры в сталефибробетоне

Вид конструкции Расход фибры
по массе, кг/м3
Плиты индустриальных полов 20…50
Конструкции жилых домов 35…120
Конструкции и сооружения, эксплуатирующиеся
в условиях воздействия окружающей среды 40…120
Конструкции тоннелей, дорог и т.п. 50…120
Защитные, морские сооружения и др. особые случаи 120…240

2.5.20 Расчет бетонных и железобетонных конструкций по раскрытию трещин следует производить из условия, по которому ширина раскрытия трещин в конструкции от расчетных воздействий и их сочетаний не должна превышать предельно допустимых значений, приведенных в таблице 2, в зависимости от требований, предъявляемых к конструкции, условий ее эксплуатации (воздействия окружающей среды и характеристик материалов с учетом особенностей коррозионного поведения арматуры).
Таблица 2 – Предельно допустимые значения ширины раскрытия трещин wlim (мм)
Класс по условиям эксплуатации по таблице 5.2
СНБ 5.03.01-02
Элементы с фибровым
армированием *
Элементы с комбинированным армированием со стержневой арматурой классов S240, S400, S500 и проволочной арматурой класса S500
Практически постоянное сочетание нагрузок
по приложению А
СНБ 5.03.01-02 Практически постоянное сочетание нагрузок по приложению А
СНБ 5.03.01-02
Х0, ХС1 0,1 0,15
ХС2, ХС3, ХС4 0,05 0,1
XD1, XD2 Не допускается 0,05
*Применение только фибрового армирования допускается при специальном обосновании.

2.6. Материалы для сталефибробетонных конструкций
Бетон (матрица)
2.6.1. Для сталефибробетонных конструкций следует применять конструкционный бетон со средней плотностью не менее 2200 кг/м3 в соответствии с СТБ 1544-2005.
2.6.2. Для сталефибробетонных конструкций в зависимости от их вида и условий работы рекомендуется применять конструкционные бетоны следующих видов, классов и марок:
а) тяжелый бетон классов по прочности на сжатие: С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С35/45; С40/50; С45/55; С50/60;
б) мелкозернистый бетон группы А (нормального твердения или подвергнутый тепловой обработке, на песке с модулем крупности свыше Мк=2,0) классов по прочности на сжатие: С16/20; С20/25; С25/30; С30/37; С35/45;
в) марок по морозостойкости – F50; F75, F100, F150, F200;
г) марок по водонепроницаемости – W4, W6, W8, W10, W12.
Допускается применение бетона промежуточных классов по прочности.
2.6.3 Возраст сталефибробетона, соответствующий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных сроков фактического загружения конструкций проектными нагрузками, способа возведения и условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.
2.6.4 Значение отпускной прочности сталефибробетона в элементах сборных конструкций назначается согласно указаниям ГОСТ 13015.0-83 и стандартов или технических условий на конструкции конкретных видов.
2.6.5 Требования по морозостойкости и водонепроницаемости к сталефибробетону принимаются в зависимости от условий работы сталефибробетонных конструкций в соответствии с указаниями п.5.6.2 СНБ 5.03.01-02 по аналогии с железобетонными конструкциями.
2.6.6 Для замоноличивания стыков сталефибробетонных элементов следует принимать бетон класса (марок) в зависимости от условий работы соединяемых элементов, но не менее чем класс бетона соединяемых элементов, согласно указаниям п.12.1.1.5 и 12.1.1.6 СНБ 5.03.01-02.
Нормативные и расчетные характеристики бетона (матрицы)
2.6.7 Нормативные и расчетные сопротивления тяжелого или мелкозернистого бетона-матрицы принимаются согласно указаниям п.6.1.2.9 СНБ 5.03.01-02.
2.6.8 Значения начального модуля упругости Ecm, коэффициента линейной температурной деформации ?t , начального коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона) и модуля сдвига принимаются в соответствии с указаниями п.6.1.3 СНБ 5.03.01-02.

Арматура
2.6.9 Для фибрового армирования используется фрезерованная стальная фибра по ТУ 0882-193-46854090-2005.
2.6.10 Процент фибрового армирования по объёму (содержание фибры в 1м3 смеси) указывается в проектной документации на изделие, конструкцию или сооружение.
2.6.11 Стержневая или проволочная арматура для комбинированно армированных сталефибробетонных конструкций, а также закладные детали принимаются в соответствии с указаниями СНБ 5.03.01-02, СТБ1704.
Нормативные и расчетные характеристики арматуры
2.6.12 За нормативное сопротивление растяжению фибры ffk, принимается наименьшее контролируемое значение временного сопротивления разрыву, определяемое как отношение разрывного усилия к номинальной площади поперечного сечения фибры.
Указанная контролируемая характеристика фибры принимается в соответствии установленным в ТУ значением и гарантируется с вероятностью 0,95.
2.6.13 Расчетное сопротивление фибры растяжению для предельных состояний первой группы ffd определяется путем деления нормативного сопротивления ffk на частный коэффициент безопасности по фибровой арматуре ?sf , указанный в таблице 3.
2.6.14 Нормативное сопротивление, коэффициенты надежности и расчетное сопротивление растяжению для предусмотренной настоящими рекомендациями фибры приведены в таблице 3.
2.6.15 Модуль упругости фибры Ef, принимается равным 2,1•105 МПа.
2.6.16 При комбинированном армировании нормативные и расчетные сопротивления стержневой и проволочной арматуры, коэффициенты условий работы и модули упругости этой арматуры принимаются согласно СНБ 5.03.01-02.
Таблица 3 – Расчетные и нормативные характеристики, используемые при рабо-
те сталефибробетонных конструкций
Вид фибровой
арматуры Нормативные
сопротивления
растяжению
ffк , МПа Частный коэффициент безопасности по фибровой арматуре ?sf при расчете конструкций по предельным состояниям Расчетные сопротивления растяжению фибры для предельных состояний первой группы ffd, МПа
первой
группы второй
группы
1 2 3 4 5
Фибра по
ТУ 0882-193-46854090-2005 600 1,20 1,00 500

2.7. Расчет сталефибробетонных конструкций
по предельным состояниям первой группы
2.7.1 При расчете сталефибробетонных конструкций по прочности, они рассматриваются как железобетонные с фибровой арматурой, равномерно распределенной по всему объёму (сечению) или его части (при зонном фибровом армировании).
2.7.2 Расчет сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой группы производится по методике СНиП 2.03.03-85 с учетом указаний пп.2.7.5–2.7.18 настоящих рекомендаций и СНБ 5.03.01-02.
2.7.3 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций по прочности производится для сечений, нормальных и наклонных к продольной оси. В случае необходимости производится расчет элементов на местное действие нагрузки.
2.7.4 Расчет элементов сталефибробетонных конструкций на смятие следует производить согласно п.7.4 СНБ 5.03.01-02 с заменой значений: fctd на ffctd и fcd, на ffcd , а на продавливание – по указаниям п. 2.7.23 настоящих рекомендаций.
Расчет по прочности сечений нормальных к продольной оси элемента
2.7.5 При расчёте по прочности предельные усилия в сечении, нормальном к продольной оси элемента определяются, исходя из следующих предпосылок и расчетных схем, представленных на рисунке 1 (общий случай) и рисунках 2–9:
• сопротивление сталефибробетона сжатию выражается напряжениями, равными ffcd, равномерно распределёнными в пределах частей сечения элемента в сжатой зоне;
• сопротивление сталефибробетона растяжению выражается напряжениями, равными ffctd, равномерно распределенными в пределах частей сечения элемента в растянутой зоне;
• напряжения в стержневой или проволочной арматуре, расположенной в сжатой зоне сечения, принимаются постоянными и не более fyd или 500 МПа;
• напряжения в стержневой или проволочной арматуре, расположенной в растянутой зоне сечения, принимаются постоянными и не более fyd.
Расчетные сопротивления сталефибробетона следует устанавливать в зависимости от характеристик бетона, относительного содержания, формы, размеров и расположения фибр в бетоне, ее сцепления с бетоном и физико-механических свойств, а также в зависимости от размеров элемента или конструкции. При этом значения сопротивления сталефибробетона сжатию ffcd и растяжению ffctd могут изменяться в пределах частей сечения элемента, в зависимости от его формы и размеров, что учитывается расчетом в соответствии с пп.2.7.6–2.7.12 настоящих рекомендаций.
2.7.6 Расчетное сопротивление растяжению сталефибробетона ffctd, определяется в зависимости от класса бетона, геометрии и размеров сечения элемента в соответствии с указаниями п.п. 2.7.7–2.7.9 настоящих рекомендаций.
2.7.7 При определении ffctd различаются два случая:
– 1-й случай: сопротивление растяжению сталефибробетона исчерпывается из-за обрыва некоторого количества фибр и выдергивания остальных, что определяется условием
; (1)
– 2-й случай: сопротивление растяжению сталефибробетона исчерпывается из-за выдергивания из бетона условно всех фибр, что определяется условием
. (2)
В формулах (1) и (2) lf,an – длина заделки фибры в бетоне, обеспечивающая ее разрыв при выдергивании; определяется по формуле
, (3)
где ? – коэффициент, учитывающий сцепление фибр с бетоном по контакт-
ной поверхности и принимаемый по таблице 4;
df – диаметр используемой фибры, мм; ffk – нормативное сопротивление растяжению фибр, МПа; fсtk– нормативное сопротивление бетона растяжению, МПа.

Таблица 4 – Расчетные значения коэффициентов ?, KT, Kc1, Kc2
Коэффициент Значение или формула
? 0,065
2.7.8 Если имеет место 1-й случай исчерпания сопротивления осевому растяжению сталефибробетона, то величина определяется по формуле
, (4)
где kor – коэффициент, учитывающий ориентацию фибр в объеме элемента в зависимости от соотношения размеров сечения элемента и длины фибры, принимается по таблице 5;

?fv – коэффициент фибрового армирования по объему;
kT и kс1 – коэффициенты, приведенные в таблице 4.
Рисунок 1 – Схема внутренних усилий и эпюры напряжений в сечении, нормальном к продольной оси элемента (общий случай)

Рисунок 2 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого элемента прямоугольного сечения, при фибровом армировании

Рисунок 3 – Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента прямоугольного сечения,
при комбинированном армировании:
As1, As2 – ненапрягаемая арматура

Рисунок 4 – Схема распределения усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента двутаврового сечения,
при комбинированном армировании и при Х?h1f

Рисунок 5 – Схема распределения усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого железобетонного элемента двутаврового сечения, при комбинированном армировании и при Х>h1f

Рисунок 6 – Схема распределения усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого элемента двутаврового сечения,
при фибровом армировании
Рисунок 7 – Схема распределения усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого элемента двутаврового сечения, при комбинированном армировании и при Х?tf:
As1, As2 – ненапрягаемая арматура
Рисунок 8 – Эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения, при приложении продольной силы N в пределах ядра сечения
Рисунок 9 – Эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно растянутого элемента прямоугольного сечения, при приложении продольной силы N за пределами ядра сечения:
As1, As2 – ненапрягаемая арматура
2.7.9 Если имеет место 2-й случай исчерпания сопротивления осевому растяжению сталефибробетона, величина определяется по формуле
, (5)
где kT и kс2 – коэффициенты, приведенные в таблице 4.

Таблица 5 – Значения коэффициентов ориентации фибры в зависимости
от размеров сечения растянутого элемента
h/lf Значение Kor при b/lf
2.7.10 Значения коэффициентов и в случаях применения прогрессивных технологий могут быть уточнены после экспериментального обоснования в соответствующем порядке по согласованию с РРУП «Институт БелНИИС».
2.7.11 Для определения значения значение коэффициента принимается по таблице 4 различным для отдельных частей сечения рассчитываемого элемента (верхней полки, нижней полки, стенки, ребра и т.п.) в зависимости от их размеров и длины фибры.
2.7.12 Расчетное сопротивление сжатию сталефибробетона определяется в зависимости от класса бетона, вида и размеров фибры, геометрии и размеров сечения элемента. При этом учитывается только работа фибр, ориентированных нормально к направлению внешнего сжимающего усилия и удовлетворяющих условию (1) п.2.7.7 настоящих рекомендаций.
Значение определяется по формуле
, (6)
где – коэффициент, учитывающий работу фибр в сечении, перпендикулярном направлению внешнего сжимающего усилия, принимаемый по таблице 6;
?f – коэффициент эффективности косвенного армирования фибрами,
вычисляемый по формуле
, (7)
где . (8)
Таблица 6 – Значения коэффициентов ориентации фибры в зависимости от раз-
меров сечения сжатого элемента
h/lf Значение Kn при b/lf

Примечания:
1) b и h – больший и меньший размеры сечения, перпендикулярного к направлению внешнего сжимающего усилия;
2) значения Кn даны для случаев, когда длина рассчитываемого элемента не менее 10 l