АРМАТУРА ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Классификация арматуры Арматуру классифицируют по: функциональному назначению; прочности; способу изготовления; профилю поверхности; расположению в элементе; поперечному сечению; начальному напряжению; способу упрочнения; материалу.
По функциональному назначению: Рабочая (расчетная) - устанавливается по расчету на действие внешних нагрузок. Она также выполняет функции конструктивной арматуры. Конструктивная: обеспечивает проектное положение рабочей арматуры; равномерно распределяет усилия между рабочей арматурой; воспринимает не учтенные при проектировании напряжения и деформации (температурные, усадочные и пр. ) Различают также монтажную арматуру, к которой относится конструктивная, обеспечивающая проектное положение как рабочей арматуры, так и элемента в целом, например, подъемные и монтажные петли.
По прочности Обычной прочности до 500 МПа – А 240 (старое обозначение AI), A 300 (A-II), A 400 (A -III), А 500, B 500 (B-I), Bр500 (Bp-I); Повышенной прочности (500 -600)МПа – А 600 (AIV); Высокопрочная более 600 МПа – А 800 (А-V), А 1000 (AVI), Bp 1200 – Bp 1500 (Bp-II). Число показывает гарантированное значение предела текучести (физического или условного) установленное с доверительной вероятностью 0, 95 – т. е. , нормативное сопротивление.
По способу изготовления: Горячекатаная стержневая прокатывается в расплавленном состоянии диаметром 6 -50 мм, обозначается буквой «А» (А 400); Холоднотянутая проволочная получается волочением в холодном состоянии диаметром (316) мм, обозначается буквой «В» «Вр» (В 500); Канаты получаются путем свивки высокопрочной проволочной арматуры малого диаметра 1; 1, 5; 3 мм, диаметр канатов 6 – 18 мм, обозначаются буквой «К» , «КТ» , «КО» (К 7).
Классы и диаметр арматуры Обычной прочности Стержневая А 300 (A-II) 10 -70 300 A 400 (A-III) 6 -50 400 А 500 6 -50 500 А 600 (A-IV) 10 -50 600 А 800 (A-V) 10 -32 800 А 1000 (A-VI) 10 -32 1000 В 500, Вр500 (В-I, Bp-I) 3 -16 500 Вр1200 (Bp-II) 8 1200 Вр1300 (Bp-II) 7 1300 Вр1400 (Bp-II) 4; 5; 6 1400 Вр1500 (Bp-II) 3 1500 К 1400(К-7) 15 1400 К 1500(К-7) 6; 9; 12; 18 1500 К 1500(К-19) 14 1500 Канаты Высокопрочная Класс арматуры (старое обозначение) А 240 (А-I) Проволочная Вид Диаметр арматуры, Нормативное мм сопротивление , МПа 6 -40 240
Стандарт СТО АСЧМ 7 -93 Соответствует международному стандарту ИСО 6935 -2 Разработан Ассоциацией «Черметстандарт» Класс А 400 С, А 500 С, А 600 С Диаметр 6 -40 мм Диаметром 6 и 8 мм изготовляет в мотках (масса 500 кг, до 3 т). Диаметром 10 и более мм – в прутках (длиной 12 м по 15 т). Допускается диаметром 10 мм всех классов и диаметром 12 мм класса А 400 С изготовлять в мотках. Прокат имеет поперечные ребра серповидной формы. Имеет прокатную маркировку с шагом не более 1, 5 м в виде точек, выступов или других знаков, обозначающих предприятиеизготовитель и класс проката. С продольным ребром Без продольного ребра
Серповидный двухсторонний класса А 500 С. Диаметр 10 -40 СТО АСЧМ 7 -93 Серповидный четырехсторонний профиль класса А 500 СП Диаметр 10 -40 ТУ 14 -1 -5526 -2006, Проволока с трехсторонним периодическим профилем класса В 500 С Сортамент 3, 0; 3, 5; 4, 0; 4, 5; 5, 0 мм Проволока гладкая класса В 500 Сортамент 3, 0; 3, 5; 4, 0; 4, 5; 5, 0 мм
Класс арматуры Марка стали А 400 (А-III) А 400 С 35 ГС, 25 Г 2 С Ст3 СП, Ст3 ПС, Ст3 ГПС Документы для ГОСТ 5781 -82 поставки Температура применения Дуговая сварка А 500 СП Ст3 СП, Ст3 ПС, Ст3 ГПС, 18 ГС, 20 ГСФ СТО АСЧМ 7 -93 ТУ 14 -1 -55262006 -550 С -700 С Запрещается/ Допускается Вид профиля Кольцевой Серповидный двусторонний Серповидный чеырехсторонний Способ производства ГК ТМУ, ХД Сцепление с бетоном высокая средняя высокая Сопр. динамиче ским нагрузкам средняя высокая ГК, ТМУ, ХД
Значения расчетного сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа Сопротивление Класс арматуры растяжению Rs сжатию Rsc Вр1200 1050 500 (400) А 240 210 Вр1300 ИЗО 500 (400) А 400 350 Вр1400 1215 500 (400) А 500 435 (400) Вр1500 1300 500 (400) А 600 520 470 (400) Вр1600 1390 500 (400) А 800 695 500 (400) К 1400 1215 500 (400) А 1000 870 500 (400) К 1500 1300 500 (400) В 500 435 415 (380) К 1600 1390 500 (400) Вр500 415 390 (360) К 1700 1475 500 (400) Примечание - Значения Rsc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.
Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) Класс арматуры А 240 А 400 А 500 В 500 Расчетные сопротивления растяжению, МПа 170 280 300
а По профилю поверхности: Гладкая (А 240) Периодического профиля (А 300 – А 1000, В 500, В 1200 -В 1500) Виды профилей: а — кольцевой винтообразный, класса А 300 (А-II); б б — кольцевой «в елочку» класса А 400 (A-III); в в — насечками, класса Вр500 – Вр1500 (Вр-I) – (Вр-II)); 1 - вид со стороны вмятин; 2 - вид с гладкой стороны
Улучшенные серповидные профили ( «Европрофили» ) стержневой арматуры серповидная, двусторонняя А 400 С (СТО АСЧМ 7 -93) серповидная четырехсторонняя А 500 СП (ТУ 14 -1 -55262006) Буквы обозначают: С - показывает возможность стыкования сваркой; П - обозначает улучшенный четырехсторонний профиль
Канаты Канаты: из гладкой проволоки обозначаются буквой «К» (К 7); из проволоки периодического профиля (с насечками) «КТ» (К 7 Т); из гладкой проволоки с пластическим обжатием «КО» (К 70). К 3 К 7 К 19 Пучок из проволок или канатов
По расположению: продольная - воспринимает продольные усилия и изгибающие моменты, располагается параллельно продольной оси элемента. поперечная - воспринимает поперечные усилия, направлена перпендикулярно продольной оси элемента. Поперечная арматура включает в себя хомуты и отгибы.
По вида поперечного сечения : гибкая – из стержней круглого сечения или периодического профиля; жесткая – из фасонного проката (двутавров, швеллеров, уголков). Гибкая арматура равномерно распределяет напряжения в элементе, более рационально используются прочностные свойства сталей, снижается расход стали поэтому находит значительно большее применение. Жесткая арматура применяется при наличии ограничений по размерам поперечного сечения элементов
По начальному напряжению : - без предварительного напряжения, укладывается обычным способом; - предварительно-напряженная - укладывается с начальным (предварительным) натяжением (напряжением);
По способу упрочнения термически упрочненная - вначале осуществляют нагрев арматуры до 800. . . 900 0 C и быстрое охлаждение, а затем нагрев до 300. . . 400 0 C с постепенным охлаждением (закалка с отпуском), обозначается индексом «т» (Ат600); упрочненная вытяжкой арматуры на 3. . . 5 % вследствие структурных изменений кристаллической решетки — наклепа сталь упрочняется, предел текучести существенно повысится, обозначается индексом «в» А-IIIв (А 400 в); упрочненная волочением через постепенно сужающиеся отверстия (В);
По материалу : металлическая (стальная); неметаллическая (стеклопластиковая, углепластиковая, базальтопластиковая).
Физико-механические свойства арматуры Свойства арматуры зависят от химического состава, способа производства и обработки. В мягких сталях содержание углерода составляет обычно 0, 2. . . 0, 4 %. Увеличение количества углерода приводит к повышению прочности, но снижению деформативности и ухудшению свариваемости. Изменение свойств сталей может быть достигнуто легированием - введением легирующих добавок. Марганец, хром повышают прочность без существенного снижения деформативности. Кремний, увеличивая прочность, ухудшает свариваемость.
пластические свойства – характеризуются остаточным относительным удлинением работе под нагрузкой. Снижение пластических свойств приводит к хрупкому (внезапному) разрыву арматуры; свариваемость – характеризуется надежностью соединения при сварке, отсутствием трещин и других пороков металла в швах. Хорошо свариваются малоуглеродистые и низколегированные стали. Нельзя сваривать термически упрочненные вытяжкой стали, т. к. теряется эффект упрочнения; хладноломкость - склонность к хрупкому разрушению при отрицательных температурах (ниже -30 о. С); реологические свойства – характеризуются снижением напряжений при постоянном уровне деформирования;
Диаграммы растяжения арматурных стержней 1 – мягкая сталь (выраженная площадка текучести); 2 – низколегированные и термически упрочненные стали (площадка текучести выражена неявно); 3 – высокопрочная проволока (практически линейная зависимость).
Показатели прочности Предел текучести – напряжения, при котором растут пластические деформации стали без увеличения внешней нагрузки. Условный предел текучести – напряжения соответствующие остат. деформациям 0, 2%. Условный предел упругости – напряжения соответствующие остат. деформациям 0, 02%. Временное сопротивление – предельное сопротивление, когда происходит разрушение образца; Предел выносливости - способность арматуры воспринимать длительное время знакопеременные напряжения, принимают при числе циклов n=1*105.
Применение классов арматуры в конструкциях В качестве рабочей арматуры, наиболее широко применяют арматуру периодического профиля классов А 500 и А 400, а также арматуру класса В 500 и Вр500 в сварных сетках и каркасах. В конструкциях, эксплуатируемых при статической нагрузке и расчетной температуре минус 40 °С и выше, применяется арматура всех классов. При других условиях эксплуатации класс арматуры и марку стали принимают по специальным указаниям. Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций применяют горячекатаную арматурную сталь класса А 240 марок Ст3 сп и А 300 марки 10 ГТ).
Арматурные изделия Арматурные каркасы . Сварные арматурные сетки
Армирование железобетонных элементов а — плиты; б — балки; в — колонны; 1 - рабочая арматура; 2 — конструктивная: 3 — монтажная; 4 — поперечные стержни балок, приваемые к рабочей и монтажной арматуре; 5 — конструктивная продольная арматура; 6 — хомуты каркасов колонн
Анкеровка арматуры в бетоне Анкеровка – это закрепление концов арматуры в бетоне. Обеспечивается: выступами периодического профиля арматуры стержнями поперечного направления загибами арматуры (класс A 240) при помощи специальных анкеров на концах стержней.
Дополнительная анкеровка Необходимо обеспечивать заделку арматуры по обе стороны опасного сечения на величину не менее lан. Когда это невозможно, арматуру анкеруют дополнительно. Например, концы стержней при недостаточных размерах отгибают (а), к концам рабочих стержней в узлах привают «коротыши» (б), продольную арматуру в изгибаемых элементах привают к пластинам опорных закладных деталей (в)
Соединения арматуры контактная сварка «встык» сварка с накладками дуговая ванная сварка «внахлестку» без сварки, на обжимных муфтах По способу производства стыки стержней делятся на сварные, несварные, по месту изготовления – заводские и монтажные. Сварные стыки можно размещать в любом месте стержня, однако рабочие стержни не рекомендуется сваривать в зонах наибольших усилий.
Фиксация арматуры а — фиксаторы с большой поверхностью контакта с формой (цементнопесчаные); б — фиксаторы с минимальной поверхностью контакта с фермой (пластмассовые, асбестоцементные); в — фиксаторы из алюминиевой полосы; г, д, е - фиксаторы из арматурной стали; 1 — фиксируемая арматура; 2 — фиксатор; 3 — поверхность формы (опалубка); 4 — упоры, приваемые к арматуре; аь — толщина защитного слоя фиксируемой арматуры
Примеры фиксации арматурных сеток и пересекающихся стержней: а, б и в — фиксация верхних арматурных сеток; г — фиксация пересекающихся стержней; / — разделитель из арматурной стали; 2 — фиксаторподкладка; 3 — удлиненные поперечные стержни каркаса, загибаемые вокруг стержней сетки; 4 — скрутка; 5 — пружинный фиксатор
Неметаллическая арматура Стеклопластиковая и базальтопластиковая арматура – получается из стеклянных или базальтовых волокон, объединенных в арматурный стержень с помощью связующих пластиков из синтетических смол. Достоинства: - высокая прочность - коррозионная стойкость Недостатки: - низкий модуль упругости; - склонность к разрушению от щелочных реакций; - старение, характеризуемое снижением прочности во времени.
СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Бетон и сталь два разных материала, имеющих разный химический состав, структуру, физикомеханические свойства, но благодаря ряду факторов могут а несущих элементах использоваться совместно.
Усадка железобетона В железобетонных конструкциях стальная арматура вследствие ее сцепления с бетоном становится внутренней связью, препятствующей свободной усадке бетона. Опыты показывают, что усадка железобетона примерно вдвое меньше усадки бетона. Это объясняется тем, что арматура, обладающая значительно большим модулем упругости, вовлекается в совместную работу с бетоном за счет сил сцепления и тем самым препятствует свободным усадочным деформациям бетона. Усадка железобетона, как и бетона, получает наибольшее развитие в первый год твердения и значительно превышает деформацию набухания. Кривые усадки и набухания бетонных и железобетонных образцов а – набухание в воде; б – усадка на воздухе
От усадки в бетоне возникают начальные растягивающие напряжения, а в арматуре – сжимающие. Растягивающее усилие в бетоне равно сжимающему усилию в арматуре, т. к. процесс усадки происходит самоуравновешенно без внешней нагрузки. Растягивающие напряжения бетона зависят от величины свободной усадки бетона, количества арматуры и класса бетона. Начальные растягивающие напряжения в бетоне от усадки складываются с напряжениями в растянутой зоне изгибаемого элемента и способствуют более раннему появлению трещин в бетоне. Но усадка не оказывает влияние на предельную несущую способность элемента. При проектировании промышленных и гражданских зданий и сооружений большой протяженности предусматривают устройством деформационных швов, которые уменьшают неблагоприятное влияние усадки.
Несимметричное расположение арматуры в сечении железобетонного образца повышает начальные усадочные напряжения, т. к. влияние такой арматуры при усадке скажется как действие продольной силы и изгибающего момента. Схема деформации армированного элемента от усадки бетона а, б – симметричное и несимметричное армирование; 1 – поперечная; 2 – продольная арматура; 3 – примерная эпюра напряжений сжатия и растяжения в бетоне
Ползучесть железобетона Стальная арматура, как и при усадке, является внутренней связью, препятствующей свободным деформациям ползучести бетона. В железобетонном элементе при продолжительном действии нагрузки стесненная деформация ползучести приводит к перераспределению усилий в сечении между бетоном и арматурой. Процесс перераспределения напряжений происходит в течение длительного времени сначала интенсивно, а затем затухает. Ползучесть и усадка протекают одновременно и совместно влияют на работу конструкций. В железобетонной колонне они действуют в одном направлении: уменьшают напряжения в бетоне и увеличивают их в арматуре. В изгибаемых элементах усадка и ползучесть оказывают противоположное влияние: под действием усадки напряжения в бетоне сжатой зоны увеличиваются, а в растянутой арматуре уменьшаются; а под действием ползучести, наоборот, напряжения в бетоне сжатой зоны уменьшаются, а в растянутой арматуре увеличиваются. Это приводит к увеличению прогибов.
Влияние высоких температур на железобетон В железобетонных конструкциях, подверженных воздействию температуры: при более высоких температурах прочность железобетона уменьшается (200 -250 0 С), применяются жаростойкие бетоны; до 200 0 С, дополнительные напряжения невелики и снижение прочности незначительное; при температуре 500 -600 0 С происходит разрушение обычного бетона. При проектировании железобетонных конструкций здания большой протяженности делят температурными швами на отдельные блоки, которые обычно совмещают с усадочными швами.
Коррозия железобетона и меры защиты Характер коррозии бетона и арматуры в железобетонных конструкциях зависит от агрессивности среды, состава и плотности бетона. Коррозия бетона происходит при недостаточно плотных бетонах под действием фильтрующейся воды. При этом на поверхности бетона образуются белые хлопья, свидетельствующие о разрушении бетона. Наиболее опасны мягкие воды. Другой вид разрушения может происходить под влиянием агрессивной среды (кислоты). Коррозия арматуры обычно протекает одновременно с коррозией бетона. При неплотном бетоне, а также при большом раскрытии трещин агрессивная среда может вызвать коррозию арматуры и без разрушения арматуры. Меры защиты от коррозии: • снижение фильтрующей способности бетона (специальные добавки); • повышение плотности бетона; • увеличение толщины защитного слоя; • применение специальных видов бетона; • защита поверхности (штукатурка кислотоупорная, облицовка керамическая и др. )
Нормативная база СНи. П 52 -01 -2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СП 63. 13330. 2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНи. П 52 -01 -2003 СП 52 -101 -2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. СП 52 -102 -2004. Бетонные и железобетонные конструкции с предварительным напряжением арматуры. СП 52 -103 -2004. Железобетонные монолитные конструкции зданий СП 52 -104 -2005. Фибробетонные конструкции СП 52 -105 -2009. Бетонные и железобетонные конструкции для холодного климата и вечномерзлых грунтов
Область применения СП 63. 13330. 2012 Здания и сооружения, эксплуатируемые в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С), в среде с неагрессивной степенью воздействия. Виды бетона: тяжелый, мелкозернистый, легкий, ячеистый, напрягающий. Не распространяется на проектирование конструкций: сталежелезобетонных, фибробетонных, сборно-монолитных, гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений, изготовляемых из бетонов средней плотностью менее 500 и свыше 2500 кг/м 3, бетонополимеров и полимербетонов, бетонов на известковых, шлаковых и смешанных вяжущих (кроме применения их в ячеистом бетоне), на гипсовом и специальных вяжущих, бетонов на специальных и органических заполнителях, бетона крупнопористой структуры. Не содержит требования по проектированию специфических конструкций (пустотные плиты, конструкции с подрезками, капители и т. п. ).
Скачать презентацию АРМАТУРА ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА Классификация арматуры Арматуру классифицируют
Тема 3 Арматура.ppt