многоканальный в Москве
Арматура — виды, свойства и назначение
Арматура — неотъемлемый составной элемент железобетона, предназначенный, как правило, для компенсации растягивающих усилий. Обычно используют арматуру из стали, характеризующуюся высокой прочностью при растяжении; в ряде стран с этой целью применяют стебли бамбука; ведутся исследования по созданию арматуры из стеклопластика.
Задача арматуры — совместная с бетоном работа на каждой стадии загружения конструкции, она должна обладать высоким уровнем пластичности и прочности, отвечать требованиям индустриализации работ по армирования, максимально экономить средства и сталь. Арматура, применительно к железобетону, бывает монтажной, распределительной и рабочей. Рабочая арматура определяется расчетом; распределительную и монтажную подбирают по соображениям конструктивным. Множественность типов железобетонных конструкций диктует необходимость наличия широкого выбора арматурных элементов и номенклатуры сталей для арматуры.
Условно стали для арматуры делятся на «мягкие», за основу расчетных характеристик которых берется предел текучести, а также «твердые», основной гарантированной характеристикой которых является сопротивление временное.
Прочностные характеристики улучшаются путем регулирования химсостава стали (содержание легирующих добавок, углерода), упрочнением волочением, сплющиванием, вытяжкой, скручиванием стали в холодном состоянии; термической обработкой либо сочетанием вышеперечисленных методов.
Механические свойства арматуры
Сталь арматурная должна соответствовать требованиям по пластичности, характеризующейся величиной относительного растяжения или удлинения, а также тесту на перегиб или изгиб в холодном состоянии. С понижением свойств пластичности арматурной стали, ограничиваются и возможности ее рационального употребления в конструкциях из железобетона.
Для качественной оценки сталей для арматуры большое значение несет характер деформации стали при ее растяжении до разрыва. Мягкие горячекатанные стали обладают довольно внушительным начальным участком с пропорциональной зависимостью между деформациями и напряжениями и четкую зону текучести. Термически упрочненные и холоднообработанные стали переходят в область пластическую постепенно и не обладают ярко выраженной площадкой текучести; для подобного типа сталей ввели термин «условный предел текучести», выражающийся в остаточном удлинении стали, равном 0,2% от первоначальной длины.
Механические характеристики сталей для арматуры прописываются соответствующими техусловиями и ГОСТами, а области рационального применения арматурных элементов в конструкциях определяются тех . условиями, а также проектировочными инструкциями по проектированию конструкций из железобетона.
Связка бетона и арматуры
Сцепление по поверхностям контакта бетона и арматуры определяет их совместную работу. В ряде случаев применяются и дополнительные анкерные устройства, потенциирующие силы сцепления. С целью дополнительного увеличения сцепления бетона с арматурой, современным арматурным сталям для эффективности придают периодический профиль.
При горячем катании профиль создается в процессе проката; допустимо использование и холодной обработки (скручивание, вытяжка, сплющивание), при которой прочность исходной стали возрастает, но, в то же время, ухудшается пластичность. Сплющивание и свивка хорошо себя зарекомендовали при обработке проволоки холоднотянутой, позволяя создавать рациональные виды арматурных элементов.
Периодический профиль, исполненный на сталях с повышенным пределом текучести, позволяет применять последние в обычных конструкциях из железобетона, давая эффект экономии металла от 25 до 40% в сравнении с использованием стали А-профиля марок Ст. 0 и Ст. 3. Правильно подобранный А-профиль обеспечивает прочное сцепление с бетоном и незначительную ширину раскрытия трещин.
Сталь арматурная, обладающая более качественными механическими свойствами можно эффективно применять лишь при создании в конструкции из железобетона состояния предварительного напряжения, к примеру, путем искусственного натяжения арматуры и обжатия бетона. Этим достигается пролонгирование момента до начала образования трещин, жесткость конструкции повышается и создаются благоприятные условия для наиболее полного применения свойств прочности сталей. Более сложна анкеровка высокопрочной арматуры, поэтому здесь особенно желательно применение стали с периодическим профилем.
Основные виды горячекатаной арматуры
В зависимости от прочностных характеристик, основные виды горячекатаной арматуры унифицировали. ГОСТ 5781-61 предусматривает 4 класса арматуры. Классы А-III, А-II и А-I применимы в обычных конструкциях из железобетона и стержней ненапрягаемых конструкций предварительного напряжения.
К классу А-I относится сталь гладкая круглая марки Ст. 3, рекомендуемая к использованию для распределительной и монтажной арматуры. А-II и А-III — классы, охватывающие стали с периодическим профилем — Ст. 5 (углеродистую) и 25Г2С, 35ГС (низколегированную).
Для арматуры класса А-II характерны значения браковочного минимального предела текучести — 3000 килограмм на квадратный сантиметр и временного сопротивления — 5000 килограмм на квадратный сантиметр; арматура А-III-класса — 4000 кг/см2 и 6000 кг/см2.
Класс А-III представляет собой вид арматуры, применяемый для обычных конструкций из железобетона; массовое ее применение позволяет достичь максимальных значений экономии металла. Класс А-II рекомендован к применению в сооружениях гидротехнических и иных конструкциях, условия водонепроницаемости которых высоки.
Класс А-IV объединил стали периодического и гладкого профиля высокой прочности, 30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и иные — легированные, а также термически обработанные, применяемые в конструкциях предварительного напряжения. Производится арматура сечением от шести до девяноста миллиметров. Катанкой называется арматура диаметром от 6 до 9 миллиметров, поставляется она в мотках массой до 500 килограмм; прутки имеют диаметр от 10 до 90 миллиметров, и выпускаются в виде 6-18-метровых отрезков. Максимальный диаметр стали уменьшается с увеличением ее прочности. К примеру, наибольший диаметр стали А-III-классса — 40 миллиметров.
В армировании конструкций из железобетона предварительно напряженных используют сталь высокоуглеродистую — холоднотянутую проволоку периодического профиля и гладкую.
С целью индустриализации, в арматурных работах часто применяются каркасы и сетки сварные; соединение стержней, обычно, производится электросваркой; стали арматурные при этом должны соответствовать требованиям свариваемости. Арматуру сварную исполняют обычно в форме плоских элементов, служащих, при необходимости, сборными элементами пространственных каркасов.
