АРМАТУРА

Сталь для арматуры

Арматура - это неотъемлемая составная часть железобетона, предназначаемая, как правило, для восприятия растягивающих усилий. Обычно применяют стальную арматуру, обладающую высокими прочностными показателями при растяжении; в нек-рых странах для этой цели используют бамбук; проводятся исследования по созданию стеклопластиковой арматуры. Арматура должна работать совместно с бетоном на всех стадиях загружения конструкции, обладать высокими прочностными и пластич. свойствами, отвечать условиям индустриализации арматурных работ, обеспечивать получение макс, экономии стали и средств. Арматура в железобетоне делится на рабочую, монтажную и распределительную. Количество рабочей арматуры определяют расчетом; монтажную и распределительную арматуру подбирают по конструктивным соображениям. Многообразие видов железобетонных конструкций определяет необходимость широкой номенклатуры арматурных сталей и арматурных элементов.

Стали для арматуры условно подразделяются на «мягкие», осн. расчетной характеристикой к-рых является предел текучести, и «твердые» с основной гарантированной характеристикой в виде временного сопротивления. Улучшение прочностных свойств арматуры достигается путем регулирования химич. состава стали (содержание углерода, легирующих добавок), упрочнения стали в холодном состоянии волочением, вытяжкой, сплющиванием, скручиванием и т. п., путем термич. обработки или сочетанием перечисленных способов.

Арматурная сталь должна обладать достаточной пластичностью, характеризуемой величиной относительного удлинения при растяжении, а также проверкой на загиб или перегиб в холодном состоянии. Чем хуже пластич. свойства арматурной стали, тем сильнее ограничиваются возможности ее рационального использования в железобетонных конструкциях. Для оценки арматурных сталей важное значение имеет характер деформации при растяжении до разрыва. Горячекатаные мягкие стали имеют довольно значительный начальный участок с линейной зависимостью между напряжениями и деформациями и четкую площадку текучести. Холоднообработанные и термически упрочненные стали переходят в пластическую область постепенно и не имеют явно выраженной площадки текучести; для таких сталей вводят понятие условного предела текучести, к-рому соответствует остаточное удлинение стали, равное 0,2% первонач. длины.

Классы арматуры и марка арматурной стали, таблица

Металлическая арматура разных классов производится из различных стальных сплавов, которые определяют ее технические свойства. При этом, учитывается диаметр прутков:

по ГОСТ 5781-82.

Механические свойства арматурных сталей устанавливаются соответствующими ГОСТ и технич. условиями, а области рационального использования арматуры в конструкциях определяются технич. условиями и инструкциями по проектированию железобетонных конструкций.

Совместная работа арматуры с бетоном обеспечивается силами сцепления по поверхности их контакта, а в ряде случаев и дополнительными анкерными устройствами. Для увеличения сцепления арматуры с бетоном совр. сортам арматурных сталей придают эффективный периодический профиль. Профиль горячекатаной арматуры создается непосредственно в процессе проката; может быть использована и холодная обработка (вытяжка, сплющивание, скручивание), при этом прочностные свойства исходной стали повышаются, но вместе с тем уменьшается ее пластичность. Сплющивание и свивку успешно применяют для обработки холоднотянутой проволоки, создавая рациональные типы арматурных элементов.

 Применение арматуры периодического профиля в обычных железобетонных конструкциях позволяет использовать стали с повышенным пределом текучести (до 4 000 кг/смг), получая при этом экономию металла в разм. 25—40% по сравнению с расходом А. из стали марок Ст. 0 и Ст. 3. Удачно подобранный профиль А. обеспечивает надежное сцепление ее с бетоном и малую ширину раскрытия трещин. Арматурную сталь с более высокими механич. свойствами можно эффективно использовать только при создании в железобетонной конструкции предварительного напряженного состояния, напр. путем искусств, натяжения А. и обжатия бетона. При этом отодвигается момент образования трещин, повышается жесткость конструкции и создаются условия для более полного использования прочностных свойств сталей. Анкеровка высокопрочной арматуры более сложна, поэтому особенно желательно применение стали периодич. профиля.

Классы и марки арматурной стали

Основные виды горячекатаной арматуры унифицированы в зависимости от их прочностных характеристик. В ГОСТ 5781—61 предусмотрено четыре класса арматуры. Арматура классов A-I, А-II и A-III предназначена для обычных железобетонных конструкций и ненапрягаемых стержней предварительно напряженных конструкций. В класс A-I включена гладкая круглая сталь марки Ст. 3, к-рую рекомендуется использовать для монтажной и распределит, арматуры. Классы А-II и A-III охватывают сталь периодич. профиля — углеродистую (Ст. 5) и низколегированную (25Г2С, 35ГС).

Арматура класса А-II характеризуется значениями браковочного минимума предела текучести — 3000 кг/см* и временного сопротивления —5000 кг/см2, а арматура класса A-III соответственно —4000 кг\смг и 6000 кг!см2. Стали класса A-III — осн. вид арматуры для обычных железобетонных конструкций; их массовое применение обеспечивает получение макс, экономии металла. Сталь класса А-II рекомендуется использовать в гидротехнич. сооружениях и др. конструкциях, к к-рым предъявляются условия водонепроницаемости.

В классе А-IV объединены высокопрочные стали гладкого и периодич. профиля, легированные (30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и др.) и термически обработанные, предназнач. для предварительно напряженных конструкций.

Предел текучести сталей этого класса должен быть не менее 6000 кг!см2, а временное сопротивление — 9000 кг/см1. Для предварительно напряженных конструкций применяются также арматурные стали класса A-II и особенно A-III, подвергнутые механич. упрочнению (вытяжке), осуществляемому с контролем по удлинению и по напряжению; удлинение при вытяжке не должно превышать 3,5—5,5%.

Классификация и маркировка арматуры, таблица

Классификация арматуры предполагает разделение изделий по классу используемой для производства стержней стали. Деление регламентирует ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций»:

Диаметр арматуры

Арматура выпускается диам. от 6 до 90 мм. А. диам. 6—9 мм наз. катанкой и поставляется в мотках весом до 500 кг; диам. 10—90 мм выпускается в виде отд. прутков длиной от 6 до 18 м. С увеличением прочности стали уменьшается макс. диам. А., напр. для стали класса A-III наибольший диам.— 40 мм.

Широкое развитие сборных, тонкостенных и предварительно напряженных железобетонных конструкций существенно увеличило потребность в проволочной арматуре диам. 2—6 мм, получаемой холодным волочением катанки, существенно повышающим прочностные свойства стали за счет наклепа. Низкоуглеродистую холоднотянутую проволоку, браковочное значение временного сопротивления к-рой в зависимости от диам. составляет 4500—5500 кг/см2, применяют преим. для арматуры обычных железобетонных конструкций. Такая проволока гладкого профиля надежно сваривается контактной точечной электросваркой и широко употребляется в сварных рулонных и плоских сетках, в сварных каркасах. Сварные узлы обеспечивают надежное заанкеривание проволоки в бетоне и создают условия для полного использования прочности этой стали. Целесообразно применение низкоуглеродистой проволоки периодич. профиля, степень сцепления которой с бетоном увеличена, что позволяет упростить производство сеток и каркасов путем уменьшения количества сварных узлов, а в ряде случаев — отказаться от сварки на месте без снижения расчетных сопротивлений.

Свойства арматурной стали, таблица

Стержневая арматура разных марок обладает индивидуальными механическими свойствами, которые учитывают при выборе изделия для армирования конструкций из бетона. Основные приведены в таблице №8 ГОСТ 5781-82:

Свойства стержневой арматуры определяются лабораторными испытаниями, по результату которых составляется протокол. Допускается уклонение от правил ГОСТ по согласованию с заказчиком.

Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций применяют высокоуглеродистую (С=0,7— 0,9%) холоднотянутую проволоку гладкую и периодического профиля. Проволока изготовляется диам. до 8 мм и поставляется в мотках весом до 200 кг. С уменьшением диаметра проволоки ее прочность увеличивается, т. к. зависит от величины суммарного поперечного обжатия стали при волочении: для проволоки диам. от 2,5 до 5 мм браковочный минимум временного сопротивления составляет от 20 000 до 15 000 кг/см2. Кроме временного сопротивления проволоки, нормируются условный предел текучести(а0 2), относительное удлинение (б) и число перегибов на 180°. Рекомендуется поставлять эту арматуру в мотках с внутр. диаметром, равным 300—400 диаметров проволоки; в этом случае проволока после разматывания остается прямолинейной и не требует правки.

Сварка высокоуглеродистой проволоки запрещается, т. к. в стыке предел прочности стали снижается на 30—40%. Высокопрочную проволоку периодич. профиля изготовляют из гладкой путем нанесения на нее в холодном состоянии двух- или четырехсторонних вмятин плавного очертания. Благодаря хорошему сцеплению такой проволоки с бетоном появляется возможность более ранней передачи предварительного напряжения на беюн, что ускоряет процесс изготовления предварительно напряженных железобетонных элементов. Из высокопрочной проволоки изготовляют витые арматурные элементы в виде 7- и 19-проволочных прядей или канатов более сложной конструкции. При этом возможно использование проволоки диам. 1—2 мм особо высокой прочности (до 30 000 кг!см2), создание гибких арматурных элементов любой длины с разрывным усилием до 500 т. Применение такой арматуры особенно целесообразно для большепролетных и сильно армированных предварительно напряженных конструкций. В качестве арматуры предварительно напряженных конструкций находит также применение термич. упрочненная катанка диам. 6—9 мм, гладкая и периодич. профиля, изготовляемая из углеродистой катанки (С=0,6%). Временное сопротивление катанки после термич. упрочнения составляет 15 000— 16 000 кг/см2. А. из холоднотянутой проволоки и термич. упрочненной катанки на всех стадиях работы должна быть надежно защищена от длительного воздействия теми-р выше 300°С. Для изготовления армоцементных конструкций применяют тканые сетки из низкоуглеродистой холоднотянутой проволоки диам. 0,7—1,0 мм с ячейками размером 5—10 мм. При проектировании конструкций, подвергающихся пульсирующему загружению, следует учитывать, что сварка, периодич. профиль и местные перегибы приводят к понижению предела выносливости стали.

Для индустриализации арматурных работ широко применяются сварные сетки и каркасы, а соединение стержней, как правило, производится электросваркой; арматурные стали в этом случае должны удовлетворять требованиям свариваемости. Сварную арматуру обычно изготовляют в виде плоских элементов, из к-рых составляют при необходимости пространственные каркасы. Расчленение арматуры при ее изготовлении на плоские элементы позволяет применить более совершенные методы произ-ва с использованием высокопроизводительных точечных сварочных аппаратов, упрощает ее хранение и транспортировку.

Лит.: Справочник проектировщика, под ред. В. И. Мурашева, т. 5, М., 1959; Временные указания по методике испытания на растяжение высокопрочной арматуры из проволоки и катанки, М., 1959.   

 Классификация арматурных сталей. Марки арматурной стали

СТАЛЬ. Углеродистые стали. Углеродистая сталь. Легированная...

... АРМАТУРЫ. При монтаже арматуры. Класс арматурной стали

Стальная арматура для железобетона