виды арматуры и их приемущества

Арматура – важная составляющая для усиления и укрепления различных бетонных сооружений против таких нагрузок как растяжение и сжатие. Её используют при воздвижении различных зданий, создании дорожных конструкций и фундаментов. Выбор между гладкой и рифлёной арматурой с учётом их особенностей поможет при составлении бюджета и соблюдения технического задания.

Рифлёная арматура

Рифлёная арматура – прут с витым рельефом и продольными рёбрами. Компания «Бизнес-Партнер» предлагает к поставке строительную рифленую арматуру следующих классов, которые определяются таким показателем как предел текучести. Предел текучести – это предельное напряжение, после превышения которого нарушается пластичность и возможна деформация: · АЗ – самый востребованный класс, производится из углеродистой стали методом горячекатаного проката (буква «А» в маркировке). Имеет высокую устойчивость к нагрузкам (предел текучести: 390 Н/мм2). Применяют в армировании сборных и монолитных железобетонных конструкций несущих частей зданий, мостов, эстакад. · А500С – арматура широкого применения обеспечивает пластичность и улучшенную свариваемость («С» в маркировке) конечного изделия, благодаря многократному нагреву при изготовлении. Отличается долговечностью и вязкостью. Увеличенный предел текучести, в соответствии с названием — 500 Н/мм2, позволяет сократить расход арматуры в конечном выходе. Арматура А500С считается универсальной и может применяться как в ненагруженных элементах, так и в нагруженных как А3. · Ат800 – класс, имеющий максимальную надежность, изготовленный из стали, прошедшей термомеханическую обработку (предел текучести: 800 Н/мм2). Применяют в строительстве конструкций сложной формы, рассчитанных на повышенные динамические нагрузки с высоких классом ответственности (фундаменты зданий с высоким тоннажем, мосты и т.п.).

Ассортимент прутьев рифлёной арматуры представлен по размерам диаметра профиля и площади поперечного сечения, массы 1 метра.

Преимущества рифлёной арматуры:

· Высокая адгезия с бетоном, благодаря рифлению;

· Устойчивость к коррозии и перепадам температур;

· Стойкость к нагрузкам и деформации;

· Значительное усиление несущей способности конструкций;

· Простота и удобство в работе;

· Пластичность;

· Долговечность.

Гладкая арматура

Гладкая строительная арматура А1 с ровной нерифленой поверхностью, изготавливается из углеродистой стали разного вида горячекатаным способом с пределом текучести 240 Н/мм2. Имеет среднюю степень сцепления с бетоном.

Используют при строительстве бетонных конструкций, как и рифлёную арматуру, для повышения несущих характеристик, Изготавливают и применяют в виде сетки, жгутов, каркасов. Используют при исполнении вспомогательных конструкций решеток, ограждений, заборов.

Компании «Бизнес-Партнер» также предлагает к приобретению гладкую строительную арматуру со следующими преимуществами:

· устойчивость к химическому воздействию;

· лёгкость в свариемости и пластичности;

· низкая стоимость относительно витой арматуры;

· может поставляться в прутах или бухтах (при диаметре профиля менее 12 мм). Поставка в бухтах даёт возможность деления проката на отрезки необходимой длины, а при транспортировке бухты занимают меньшее место.

Поделиться

7.

Мягкая и твердая арматурная сталь. Текучесть стали. Условный предел текучести. Принципиальные отличия горячекатаной арматуры от высокопрочной.

“Мягкая” арматура (классы
А-I, A-II, A-III) на диаграмме растяжения
(рис. 9,а) имеет три главных участка:
упругие деформации (здесь действует
закон Гука), площадку текучести при
напряжениях _pl
(предел текучести) и упруго-пластические
деформации (криволинейный участок). При
проектировании конструкций используют
первый и второй участки. Текучесть стали
в той или иной степени учитывают в
расчетах нормальных сечений на изгиб
(при слабом армировании, при многорядном
расположении арматуры и т.д.), в расчетах
статически неопределимых конструкций
по методу предельного равновесия и в
других случаях. Третий участок в расчетах
не участвует – деформации там столь
велики, что в реальных условиях они
соответствуют уже разрушению конструкций.

Повышением прочности
горячекатаной арматурной стали и
уменьшение удлинения при разрыве
достигают введением в ее состав углерода
и различных легирующих добавок: марганца,
кремния, хрома и др. Существенного
повышения прочности горячекатаной
арматурной стали достигают термически
упрочнением или холодным деформированием.
При термическом упрочнении осуществляется
закаливание арматурной стали (нагревом
до 800 – 900С и быстрым охлаждением), затем
частичный отпуск(нагревом до 300-400С и
постепенным охлаждением).

Высоколегированные и
термически упрочненные арматурные
стали переходят в пластическую стадию
постепенно, что характеризуется
отсутствием ярко выраженной площадки
текучести на кривой. Для этих сталей
устанавливают условный предел текучести
– напряжение σ_0,2,
при котором остаточные деформации
составляют 0,2%.

Сущность упрочнения
арматурной стали холодным деформированием
состоит в следующем. При искусственной
вытяжке в холодном состоянии до напряжения
(σ_k>
σ_y),
превышающего предел текучести, под
влиянием структурных изменений
кристаллической решетки арматурная
сталь упрочняется. При повторной вытяжке,
поскольку пластические деформации уже
выбраны, напряжение σ_k
становится новым, искусственно поднятым
пределом текучести.

“Твердая”, или высокопрочная
арматура (классы А-IV, Ат-IV
и выше, B-II, Bp-II, K-7, K-19) не имеет физического
предела текучести (рис. 9,б), она
деформируется упруго до предела
пропорциональности, а далее диаграмма
постепенно искривляется. В качестве
границы безопасной работы принят
условный предел текучести ₀₂,
при котором остаточные, т.е. пластические
удлинения составляют 0,2 %. У “твердых”
сталей прочность выше, чем у “мягких”,
но зато меньше удлинения при разрыве
,
т.е. у них хуже пластические свойства,
они более хрупкие.

Напряжение, при котором
деформации развиваются без заметного
увеличения нагрузки, называется
физическим пределом текучести.

П
ри
малых удлинениях может произойти хрупкое
(внезапное) обрушение железобетонной
конструкции, даже при небольших
перегрузках: арматура разорвется, когда
прогибы малы, а раскрытие трещин
незначительно – другими словами, когда
конструкция не подает сигналов,
предупреждающих о своем опасном
состоянии. Поэтому арматура любого
класса должна иметь величину равномерного
относительного удлинения при разрыве
,
как правило, не менее 2 %.

Сталь высокопрочной
арматуры более хрупкая, относительное
удлинение при разрыве равно 4,5%, сталь
стержневой горячекатанной арматуры
более пластичная, относительное удлинение
при разрыве ее равно 18%.

Свойства арматуры — CRSI: Институт арматурной стали

Стальная арматура изготавливается из расплавленной стали путем формования ее в большие прямоугольные заготовки, а затем пропускания ее через серию штампов, которые формуют сталь в арматурные стержни. В процессе формования на поверхности стержней образуются деформации, которые используются для передачи нагрузок между бетоном и арматурной сталью.

Сталь идеально подходит для железобетона благодаря некоторым уникальным факторам:

• Упругие свойства – Модуль всей стальной арматуры составляет 29 000 000 фунтов на квадратный дюйм, и это значение может использоваться при проектировании. Этот единый модуль для всех марок и размеров стержней упрощает процесс проектирования. Материалы с более низкими модулями могут потребовать дополнительных стержней для обеспечения такой же эксплуатационной пригодности, а конструкции, спроектированные с использованием этих материалов, могут испытывать повышенный прогиб и дополнительное растрескивание. Сталь имеет одинаковые упругие свойства как при растяжении, так и при сжатии.
• Удлинение под нагрузкой – Стальная арматура имеет значительное удлинение под нагрузкой, обеспечивающее появление четко выраженных трещин в конструкции в условиях перегрузок. Такое растрескивание служит подходящим предупреждением для жильцов относительно нагрузки на конструкцию. Материалы, которые не проявляют неэластичного поведения под нагрузкой, могут не обеспечивать достаточную пластичность, чтобы предупредить о надвигающемся разрушении.
• Однородные свойства в 3D – Стальная арматура обычно имеет одинаковые свойства во всех направлениях, а прочность на сдвиг аналогична пределу текучести в продольном направлении.
• Усталость – Усталостные свойства сталежелезобетонных конструкций хорошо изучены.
• Развитие сцепления – Прочность арматурной стали на растяжение как в прямом, так и в изогнутом состоянии хорошо изучена и изучена.
• Предел текучести – При нагрузках ниже предела текучести сталь проявляет упругие свойства, которые позволяют конструкции отскакивать при повторном нагружении. Доступна стальная арматура с пределом текучести от 40 до 100 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести стали не зависит от диаметра стержня, и можно легко заменить различные комбинации стержней с одинаковой площадью стержня. Это обеспечивает гибкость способов получения одинаковых свойств в бетонной конструкции.
• Тепловые свойства – Модуль теплового расширения стальной арматуры очень похож на модуль теплового расширения бетона. Благодаря схожести тепловых свойств бетона и стали при нагреве бетонной конструкции не вводятся дополнительные напряжения или прогибы.
• Сохранение прочности – При нагревании от огня сталь способна выдерживать высокие температуры до изменения свойств прочности и пластичности. Многие бетонные конструкции, подвергшиеся пожару, могут быть восстановлены с использованием существующей арматурной стали.
• Соединение – Стальная арматура может быть соединена с помощью сварки или муфт, прочность которых аналогична прочности арматурной стали.
• Принятие норм – Стальная арматура принимается всеми нормами проектирования бетона во всем мире.

Арматурный стержень обычно производится в соответствии со спецификациями ASTM или AASHTO:

• A615/A615M: Стандартные технические условия на деформированные и гладкие стержни из углеродистой стали для армирования бетона
• A706/A706M: Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из низколегированной стали для армирования бетона
• A955/A955M: Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из нержавеющей стали для армирования бетона

900: Стандартные технические условия на деформированные стержни из рельсовой и осевой стали для армирования бетона

• A1035/A1035M: Стандартные технические условия на деформированные и гладкие, низкоуглеродистые, хромированные стальные стержни для армирования бетона

Прочность арматуры на растяжение — руководство по конструкции

Прочность арматуры на растяжение и прочность бетона на сжатие — это два основных параметра прочности, которые мы учитываем при проектировании конструкций.

Мы используем арматуру там, где бетон подвергается растягивающим напряжениям и когда он недостаточно прочен, чтобы выдерживать нагрузки.

Таким образом, стальная арматура предназначена для того, чтобы элемент конструкции действовал вместе с бетоном. Сталь слаба на сжатие при воздействии вдоль. Составное действие является лучшим способом для этой проблемы.

Приведем типовой вариант напряжения-деформации арматурных стержней.

Какова прочность арматуры на растяжение?

На приведенном выше рисунке показаны типичные варианты отверждения стали под напряжением и деформацией.

Сначала она прямая, а после некоторого момента (мы назвали ее текучестью) становится нелинейной.

Максимальное напряжение (предельное напряжение), которому подвергается арматурный стержень при удлинении, называется пределом прочности арматурного стержня.

Это пик, после которого начинается образование шейки, а затем напряжение уменьшается, как показано на рисунке выше. Прочность арматуры на растяжение является очень важным фактором, который нам необходимо знать в нелинейных конструкциях.

В линейном расчете прочность арматуры в основном считается до предела текучести. Однако, когда мы сосредоточились на нелинейных конструкциях, мы максимально использовали напряжение, которое арматурный стержень может оголить без разрушения.

Расчеты на сейсмостойкость, проектирование конструкций для взрывных нагрузок, расчеты случайных нагрузок и т. д. в основном занимают нелинейный диапазон арматурной стали.

Изменение прочности арматуры на растяжение

Имеются отклонения в прочности на растяжение или пределе прочности арматурных стержней.

При увеличении прочности арматурного стержня его относительное удлинение уменьшается. Таким образом, для достижения предельного растягивающего напряжения требуется меньшее удлинение (или деформация).

Как показано на рисунке выше, прочность на растяжение увеличивается с увеличением класса арматурной стали. Тем не менее, он показывает меньше напряжения, чтобы достичь отказа.

Как проверить прочность арматуры на растяжение

Во-первых, необходимо выбрать образцы для испытаний. Выборка осуществляется согласно соответствующему своду правил или спецификациям проекта.

В соответствии со стандартом BS 4449:2005 должны быть испытаны три образца для каждого номинального диаметра на каждые 30 тонн.

Для проведения испытаний на растяжение разработаны различные испытательные машины. На следующем рисунке показана типичная испытательная машина.

Как показано на рисунке выше, образец располагается, а затем сила будет прикладываться до тех пор, пока он не разрушится.

Теперь давайте посмотрим на типичное соотношение между напряжением и деформацией арматурного стержня, чтобы понять развитие прочности на растяжение.

• При приложении нагрузки к арматуре ее деформация постепенно увеличивается. До точки А напряжение и деформация пропорциональны, и уменьшение и увеличение нагрузки в этом диапазоне не вызывает остаточной деформации стержня.
• Соотношение напряжения и деформации в этом диапазоне также известно как ваши модули или модуля упругости . (Е = σ/ε).
• Увеличение нагрузки, напряжение достигает точки B, называемой точкой текучести , где начинается текучесть арматуры. Напряжение, при котором начинается текучесть, называется пределом текучести .
• От точки B до точки C дает армирования, что представляет собой увеличение деформации при меньшем изменении деформации, и это пластическая деформация (постоянная) в стержне.
• За пределом текучести материал меняет свою кристаллическую структуру и становится более прочным, сопротивляясь деформации. Следовательно, требуется дополнительное напряжение для получения дополнительной пластической деформации за пределами точки C. Это явление известно как деформационное упрочнение . В конце этого процесса нагрузка достигает своего максимального значения.
• Максимальное напряжение (точка D) соответствует пределу прочности при растяжении он достигает до снижения стресса.
• Растягивание стержня за пределы точки D, стержень подвергается уменьшению площади поперечного сечения. Это локализованное уменьшение площади поперечного сечения известно как сужение .
• С уменьшением площади поперечного сечения несущая способность стержня значительно снижается, и в конечном итоге он выходит из строя в точке E. Прочность, при которой арматурный стержень разрушается, известна как прочность на разрыв .
• Кроме того, на приведенной выше кривой есть гадание, как показано пунктирной линией с уменьшением площади поперечного сечения. Таким образом, фактическое напряжение/истинное напряжение будет выше указанного.

Это процесс, связанный с испытанием арматуры.