Анализ эффективности дополнительного дисперсного армирования кокосовым волокном для бетонной балки с традиционным армированием стальными стержнями

Бетон широко используется в качестве строительного материала во всем мире. Однако его применение в строительных конструкциях ограничено по причине его низкой прочности на растяжение. Эта проблема частично решается использованием стальной стержневой арматуры и применением дисперсного армирования различными типами волокон. В исследовании предлагается одновременное традиционное армирование бетонной конструкции стальными стержнями с дополнительным дисперсным армированием натуральными кокосовыми волокнами, относительно дешевыми и широкодоступными во многих странах Африки, Азии и Латинской Америки. Цель исследования - анализ эффективности предложенного решения путем сравнения необходимого количества стальной арматуры (по массе) для балки из традиционного бетона и аналогичной балки с дополнительным дисперсным армированием кокосовыми волокнами. Изучены прогибы и трещинообразование в балках. Применялось программное обеспечение Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2022. Результаты показали, что балка, дополнительно армированная кокосовым волокном, требует меньшего на 11 % количества стальной арматуры (по массе) по сравнению с аналогичной балкой из традиционного железобетона. Кроме того, балка, армированная кокосовым волокном, испытывала на 6 % меньший прогиб, а также наблюдалось существенно меньшее образование трещин под действием нагрузки по сравнению с простой бетонной балкой. Доказано, что предложенный в работе подход заметно улучшает работу железобетона в конструкции, что в том числе позволяет получить существенную экономию арматурной стали.