У минулих статтях ми вже розглядали поняття рівноміцної заміни. Отже, час визначитись, як саме математично вона розраховується.
Загалом, рівнозначна заміна означає заміну одного типу арматури на інший тип з такими ж механічними властивостями. У випадку зі сталевою та композитною склопластиковою арматурою, механічні властивості вимірюються в термінах міцності та жорсткості.
Отже, якщо ми маємо сталеву арматуру діаметром 10 мм, ми можемо знайти її механічні властивості за допомогою спеціальної таблиці:
- Міцність на розтяг: 500 МПа
- Модуль пружності: 200 ГПа
Композитна склопластикова арматура також має міцність на розтяг та модуль пружності, але їх потрібно вимірювати іншим чином. Зазвичай ці значення наводяться у технічному описі конкретного типу композитної склоарматури.
Прикладом може бути композитна арматура діаметром 7 мм. Її міцність на розтяг може складати 700 МПа, а модуль пружності – 70 ГПа.
Щоб здійснити рівнозначну заміну, ми повинні знайти діаметр композитної арматури, яка має таку ж міцність та модуль пружності, як сталева арматура діаметром 10 мм.
За формулою для обчислення моменту опору стержня можна записати:
W = π/32*d^4
де W – момент опору стержня, d – діаметр стержня.
За допомогою цієї формули ми можемо знайти діаметр композитної арматури, з якої можна зробити стержень з такими ж механічними властивостями, як сталевий стержень діаметром 10 мм.
Замінюючи значення d у формулі на 10 мм та W на момент опору стержня зі сталевої арматури, отримаємо:
W = π/32*(10 мм)^4 = 49.1 см^3
Тепер ми можемо розв’язати формулу для діаметру композитної арматури, щоб знайти потрібне значення:
d = ((32W)/(π70 ГПа))^0.25
де 70 ГПа – модуль пружності композитної арматури з нашого прикладу.
Підставляючи значення моменту опору стержня зі сталевої арматури, ми отримаємо:
d = ((3249.1 см^3)/(π70 ГПа))^0.25 ≈ 6.4 мм
Отже, у композитної арматури діаметром 7 мм стержень повинен бути діаметром близько 6.4 мм, і така композитна арматура буде мати такі ж механічні властивості, як сталева арматура діаметром 10 мм. Ця арматура може бути використана для рівнозначної заміни сталевої арматури.
Звісно, в реальному житті така заміна може мати більше деталей та вимог, і її проведення має бути ретельно пророблено та проаналізовано відповідними фахівцями. Тому, якщо у вас є конкретні запитання або потреби в зв’язку з рівнозначною заміною арматури, співробітники Заводу “Пластар” будуть завжди раді допомогти вам у цьому.
