Механические свойства и классификация арматурных сталей.

 

Прочностные показатели арматурных сталей рассматриваются на диаграмме σ – ε (рис. 9).

Деформативность арматуры оценивается по удлиннению (деформации) арматуры (%) до разрыва. Деформативность арматуры уменьшается с повышением прочности: для стержневой арматуры оценивается по физическому пределу текучести деформации составляют от 25 до 14%, оцениваемых по условному пределу текучести 8-5%, для проволочной арматуры - 6-4%.

Модуль упругости стали находится в пределах
Е_s=(1,7÷ 2,1)·10⁵Мпа.

 

 

Для арматурной стали характерно проявление пластических свойств во времени (ползучесть), а также релаксаций напряжений.

Релаксация стали – уменьшение напряжения при постоянной деформации с течением времени. Наибольшей релаксацией обладает арматура из твердых (прочных) сталей и поэтому релаксация имеет очень большое значение для предварительно напряженных конструкций. В мягких горячекатаных сталях релаксация незначительна и в расчетах не учитывается. Арматура в зависимости ее основных характеристик (прочность, деформативность и др.) делится на классы. Один и тот же класс арматуры включает арматуру, изготовляемую из сталей разных марок.

 

Классы арматуры.

Основным показателем качества арматуры, который нормируется, является класс арматуры по прочности на растяжение – это значение предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемого в соответствии с требованиями стандартов. Пределы прочности классов по СНиП-52-01:

- для стержневой арматуры – от А240 до А1500;

- для проволочной – от В500 до В2000;

- для канатов – от К1400 до К2500.

В настоящее время осуществляется переход на нормы проектирования железобетонных конструкций СНиП-52-01-2003.

Нормы построены так:

1. Выпущен СНиП 52-01 – основные положения;

2. В развитие этих норм предусмотрен выпуск сводов Правил, примерный перечень которых приведен в приложении к СНиП-52-01-2003, всего предусмотрено разработать 17 сводов Правил. Пока выпущен только СП-52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры».

Для железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями свода Правил СП-52-101, следует предусматривать арматуру:

- гладкую класса А240;

- периодического профиля горячекатаную и термически упрочненную;

- периодического профиля классов: А300, А400, А500;

- периодического профиля проволочную класса В500.

 

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры.

 

Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению Rs,n, принимаемое в зависимости от класса арматуры по табл.4.

Таблица 4.

Класс арматурыпо СП-52-101	А240	А300	А400	А500	В500
Номинальный диаметр, мм	6-40	10-70	6-40	6-40	3-12
Нормативные сопротивления растяжению Rs,n и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа
Соответствует классу по СНиП 2.03.01	А-I	А-II	А-III	А-IV	Вр-I

Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rs для предельных состояний первой группы определяют по формуле

,

(23)

де g_s – коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

1,1 - для арматуры классов А240, А300 и А400;

1,15 - для арматуры класса А500;

1,2 - для арматуры класса В500.

Таблица 5. Расчетные сопротивления арматуры

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа
растяжению	сжатию, Rsc
продольной, Rs	поперечной (хомутов и отогнутых стержней), Rsw
А240
А300
А400
А500
В500

Расчетные сопротивления арматуры по СНиП2.03.01-84 можно принимать по М.У. «Материалы железобетонных конструкций», изд.

 

Арматурные изделия.

 

Арматурные стержни длиной до 12м применяются как самостоятельно, так и в арматурных изделиях. Арматурная проволока поставляется в бухтах и применяется в вязаных изделиях и в сварных сетках и каркасах.

Арматурные каркасы состоят из продольных и поперечных стержней, соединяемых сваркой. Продольные стержни в плоском каркасе располагают в один или в два ряда, а по отношению к поперечным стержням могут иметь одностороннее или двустороннее расположение.

Рекомендуется применять каркасы с односторонним расположением стержней, т.к. в этом случае улучшаются условия сварки и сцепление арматуры с бетоном (рис. 11).

 

Из плоских каркасов образуют пространственные каркасы путем сварки их специальной сварочной машиной или дуговой электросваркой (рис. 12).

Качество сварки определяется в зависимости от соотношения диаметров свариваемых стержней.

Соотношение диаметров продольных (D) и поперечных (d) стержней (рис. 13) с учетом требований сварки принимается по таблице 6.

Таблица 6.

D, мм	3-12	14,16	18,20		25-32
d, мм	≥3	≥4	≥5	≥6	≥8	≥10

Сварные сетки.

Арматурные сетки бывают рулонные и плоские. Как в тех, так и в других различают продольную и поперечную арматуру. В зависимости от расположения арматуры в конструкции в качестве рабочей арматуры может назначаться как продольная арматура, так и поперечная.

Рулонные сетки имеют разную ширину (расстояние между крайними продольными стержнями), а длина рулона определяется весом поставляемого рулона (от 900 до 1300 кг).

Рис. 14. Сварные сетки а) плоская; б) рулонная. 1 – продольная арматура; 2 – поперечная арматура.

Для изготовления сварных сеток используют обыкновенную проволоку диаметром 3 -7мм и стержневую арматуру класса А400 диаметром 6-12мм. В рулонных сетках наибольший диаметр продольных стержней 7 мм. Это ограничение обусловлено необходимостью сгибать стержни при сворачивании в рулоны.

Плоские сетки выпускают длиной до 3м.

Ширина сеток как рулонных, так и плоских ограничивается размером 3800мм.

 

Марка сетки.

 

Параметры указываются в обозначении марки сетки:

где С – сетка.

Если с₁=с₂ или с₁=с₂=k, то указывается только значение с₁. Если с₁=с₂=k= 25, то и значение с₁ опускается.

Арматурные проволочные изделия.

Напрягаемую арматуру предварительно напряженных конструкций изготавливают из отдельных проволок объединяемых в арматурные изделия – канаты и пучки.

Наибольшее применение находят семипроволочные канаты из проволоки диаметром 3, 4, 5мм (рис 16).

 

Обозначают такие канаты в зависимости от их диметра и количества использованных проволок: 9К7, 12К7, 15К7.