Тема 7. Армування конструкцій

7.1. Види арматури і склад процесу армування конструкцій.

Металургійна промисловість для потреб будівництва виготовляє арматурну сталь, що поділяється на дві основні групи стержневу і дротяну.

Стержневу арматуру виготовляють періодичного профілю, з розташуванням виступів по гвинтовій лінії або ”ялинкою” між двома подовжніми ребрами, і гладкого профілю. У залежності від механічних властивостей стержневу арматуру ділять на декілька класів. Стержні класу A240 мають гладкий профіль, а класів A400 - A1000 періодичний. Класифікація прокату арматурного, положення щодо маркування, пакування, правил приймання, методів контролю, транспортування та зберігання наведені в ДСТУ 3760:2006 ”Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій”.

Дротяну арматуру промисловість постачає двох класів: B-I (холоднотягнутанизьковуглецева - для арматури, що не напружується) і B-II (високоміцна вуглецева - для арматури, що напружується). Високоміцний дріт виготовляють гладкого і періодичного профілів; при позначенні класу дроту періодичного профілю до позначення ”В” (волочена) додають індекс ”р” (рифлена): Вр-II.

Будівельникиотримують стержневу арматурну сталь діаметром 6 мм і більше в прутках довжиною 6...12 м і на особливе замовлення довжиною до 24 м; стержневу діаметром до 10 мм і дротяну сталь в бухтах; уніфіковані плоскі сітки в пакетах і рулонах, цілим рулоном.

У сучасному будівництві конструкції, що попередньо не напружуються, армують укрупненими монтажними елементами у вигляді зварних сіток, плоских і просторових каркасів з виготовленням їх поза будівництвом і подальшим монтажем краном.

Плоскі каркаси складаються з двох, трьох, чотирьох більш поздовжніх стержнів, сполучених поперечними, похилими або безперервними стержнями. Плоскі каркаси застосовують головним чином для армування балок, прогонів, ригелів і інших лінійних конструкцій.

Просторові каркаси несучих арматурних елементів виготовляють з жорстких прокатних профілів із з'єднанням їх на зварюванні арматурними стержнями.

Арматурні вироби виготовляють різних конфігурацій в залежності від напряму сил, що сприймаються і характеру її роботи в конструкції (робоча, розподільна, монтажна, хомути).

Робочу арматуру влаштовують по розрахунках на зусилля, які виникають в залізобетоні від дій навантажень.

Монтажну арматуру застосовують для збирання окремих стрижнів і других елементів в арматурний каркас.

Розподільна арматура застосовується для рівного розподілу навантаження між робочими елементами і забезпечує їх спільну роботу.

Хомути застосовують для сприймання зусиль, які з'являються в брусах вмісці спирання і для утворення каркасів із стрижнів.

По умовам роботи в залізобетонних конструкціях арматуру ділять нанапружену та ненапружену.

По засобу виготовлення арматуру розділяють на гарячекатану стрижневу і холоднотягнуту дротяну. Стрижні і дріт мають цілий (круглий) гладкий і цілий періодичний профіль, що забезпечує краще зчеплення арматури з бетоном.

По матеріалу арматура поділяється на крицеву (металічну) і неметалічну. В зв'язку з тим, що крицева арматура найбільш здатна допомагати бетону по її характеристикам, тому неметалічну використовують дуже рідко.

По засобу встановлення арматуру розподіляють на окрему арматуру, арматурні каркаси і сітки. Для підвищення тріщиностійкості та для протидії стиранню використовують дисперсну арматуру. Арматура виготовлена у вигляді дроту діаметром 0,1...0,5 мм та довжиною 10...30 мм (фібра - фібробетон). Кількість арматури вконструкції складає 1... 2,5% від об'єму.

Армування залізобетонних конструкцій, що попередньо не напружуються складається з: заготівлі (як правило, централізованої) арматурних елементів; транспортування арматури на об'єкт будівництва, сортування її і складуванняк; комплектація та маркуванняукрупнювального збирання на приоб’єкнійплощадці арматурних елементів і підготовки арматури, що монтується окремими стержнями; установки (монтажу) арматурних блоків, просторових каркасів, сіток і стержнів; з'єднання монтажних одиниць в єдину армоконструкцію і установки її в проектне положення.

7.2. Виготовлення арматури, що попередньо не напружується

Процес виготовлення арматури, що попередньо не напружується складається з окремих технологічних операцій, число, комбінація і послідовність виконання яких залежать від вигляду арматурної сталі, що обробляється, типу продукції, що виготовляється і рівня механізації заводів і майстерень.

Процес заводського виготовлення механізований і частково автоматизований. Він складається із заготівельних і збиральних операцій.

До заготівельнихоперацій відносяться: вирівнювання, очищення, відрізання і зварювання арматурної криці.

До збиральнихоперацій відносять зварювання плоских або просторових каркасів, збирання плескатих каркасів в просторові блоки, збирання арматурних і арматурно-опалубочних блоків, які виконують на спеціальних стендах.

Арматурну сталь, що поступає в бухтах або прутках, переробляють за допомогою різного обладнання і різними методами.

Механічна обробка сталі складається у виправленні, чищенні, різанні необхідної довжини і гнутті (при необхідності) стержнів.

Виправлення, чищення і різання арматурної сталі, що поступає в бухтах, проводять на автоматичних правильно-відрізних станках, що виробляють всі операції: розмотування бухти, чищення, виправлення і різання стали на стержні певної довжини. У станках арматурну сталь пропускають через барабан, що має декілька ексцентрично укріплених плашок. При обертанні барабана легка арматура, яку тягнуть ролики, проходячи між плашками, згинається в різних напрямах, очищається і випрямляється. Мірні прутки ріжуться роликами, що спрацьовують в момент упора в електровимикач.

Виправлення арматурної сталі, що поступає в прутках, проводять звичайно вручну на спеціальних правильних плитах, а при діаметрі більше за 24 мм — на механічних станках для гнуття арматури. Стержні арматури чистять ручними стальними щітками або на спеціальному станку з механічною електрощіткою. Для різання пруткової арматурної сталі застосовують механічні станки, робочою частиною яких є два ножі гильотинного типу.

При централізованому виробництві арматури основним методом з'єднання стержнів при виготовленні сіток і каркасів є контактна електрозварка: стикова і точкова.

Контактне стиковезварювання застосовують для з'єднання стержнів між собою, коли потрібне збільшення їхдовжини, а також для зрощення обрізків сталі. При цьому методі торці стержнів, затиснуті в струмопровідникових колодязях, одночасно з включеннямструмуприводяться в стик. У результаті торці розігріваються до пластичного стану і потім зазнають стиснення і осідання.

Контактне точкове зварювання - застосовують для з'єднання пересічних стержнів в сітках і каркасах. Струм пропускають через вузол, що зварюється, затиснутий між двома контактами зварювальної машини. У місці контакту метал розплавляється, включається механізм стиснення, яким стискають стержні до отримання заданого осідання.

Дугове зварюванням -стержні з'єднують внахлестпри діаметрі стержнів 8...40 мм, з накладками 8...80 мм. Зварювання виконують за допомогою трансформаторів змінного струму або агрегатів постійного струму.

Основні переваги дугового шовногозварювання - простота і універсальність; недоліки - трудомісткість і велика витрата металу на нахлест і накладки.

Дугове ванне зварювання -застосовують для з'єднання стержнів діаметром від 20 ммі більше. Воно характеризується нескладність процесу при одночасному зменшенні трудомісткості робіт, а також витрати електродів і електроенергії в 2...2.5 разів в порівнянні із контактним.

 

Суть ванного способузварювання полягає в наступному: кінці підлягаючих зварюванню стержнів укладають із зазором між торцями на стальну підкладку або форму і за допомогою одиночного електрода або гребінки електродів запалюють дугу між торцями стержнів, що зварюються. Внаслідок виникнення вольтової дуги метал розплавляється, утворюється рідка ванна. Після утворення ванни розплавленого металу в неї опускають електроди і струм продовжує йти, розплавляючи електроди вже без утворення дуги. Істотна особливість ванного зварювання те, що кромки або торці стержнів, що зварюються розплавлюючись не під дією дуги, а теплом рідкого металу у ванні.

Електрошлакове - зварювання являє собою поліпшене ванне зварювання під флюсом. У плавильний простір між стержнями, що зварюються і формою засипають флюс і потім, вводячи в нього пластинчатий електрод з сталі марки або гребінку електродів з голого зварювального дроту, запалюють вольтову дугу. Після утворення шлакової ванни дуга гасне, продовжується пропущення струмучерез розплавлений шлак флюсу. Тепло, що виділяється при цьому сприяє подальшому розплавленню осідання металу, а також флюсу. Весь процес відбувається без утворення відкритої вольтової дуги. Електрошлаковогозварюванням з'єднують арматуру з стержнів діаметром 20...80 мм. Цей спосіб найбільш ефективний з всіх інших способівзварювання стиків арматури плавленням.

Останнім часом стали застосовувати високоефективне напівавтоматичне електрошлаковезварювання з механізованою безперервною подачею електродного дроту. Для зварювання використовують голий електродний дріт діаметром 2...2,5 мм або порошковупроволоку. Порошковий дріт являє собою трубку, згорнену зстальноїмаловуглецевої стрічки і заповнену порошкоподібним осердям спеціально підібраного по складу флюсу.

Для перевезення арматури використовують автомобілі загального призначення, а також напівпричепи, трейлери або залізничні платформи Для перевезення негабаритних арматурних конструкцій, по згоді з проектною організацією, їх розрізають на окремі елементи. Щоб при транспортуванні арматура не деформувалася, між каркасами влаштовують дерев'яні дшієчкж

7.3. Монтаж арматури, що попередньо не напружується

При монтажі арматури, як правило, використовують механізми і пристосування, що застосовуються для інших видів робіт (опалубочних, бетонних і ін.) і передбачені проектом виконання робіт. Ручне укладання допускається тільки при масі арматурних елементів не більше за 20 кг.

Практикою вироблений ряд прийомів, що полегшують монтаж арматури. Так, каркаси колон встановлюють в проектне положенняприодній або двох відкритих сторонах опалубки для зручності вивіряння їх положення і з'єднання з випусками арматури підмурівка. У багатоповерхових спорудах готові каркаси опускають в короби колон зверху, з палуби міжповерхового перекриття, а стояки з'єднують з випусками арматуру підмурівка через

нижній бічний отвір в опалубці колон. Прямі стіни, стіни круглих резервуарів, похилі стіни бункерів і підпірних стін армують готовими сітками. Іноді для цих цілей в'яжуть штучну арматуру по опалубці, встановленій з одного боку.

З'єднують арматурні елементи в єдину армоконструкцію за допомогою зварювання, нахлесткою або в'язкої.

При з'єднаннізварюванням застосовують електрошлакове або ванне зварювання в мідних або стальних формах, значно рідше - дугове зварюваннявнахлест або з накладками.

З'єднання в'язкою застосовують, якщо неможливо виконати зварювання. Поздовжні стержні зрощують внахлестку з перев'язкою стику в трьох місцях (по середині і по кінцях) стальним в¢язальним дротом. Пристикуванні стержнів гладкого профілю в розтягнутій зоні вони повинні мати крюки. Стержні з сталі періодичного профілю крюків не мають.

При монтажі арматури елементи і стержні необхідно встановлювати в проектне положення, а також забезпечувати захисний шар бетону заданої товщини, тобто відстань між зовнішніми поверхнями арматури і бетону. Правильно влаштований захисний шар надійно оберігає арматуру від впливу зовнішньої середи. Для цього в конструкціях арматурних елементів передбачають спеціальні упори або поздовжені поперечні стержні, бетонні, пластмасові і металевих фіксаторів.

Захисний шар в плитах і стінках товщиною до 10 смповинен бути не менше за 10 мм; в плитах і стінках більше за 10 см не менше за 15 мм; в балках і колонах при діаметрі поздовжньої арматури 20...32 мм - не менше за 25 ммі при більшому діаметрі - не менше за 30 мм.

Приймання змонтованої арматури оформлюють актом на сховані роботи. В ньому записані номера робочих креслень, відхилення від проекту, а також висновок про дозвіл на бетонування.