Арматура. Виды арматуры. Арматурные изделия

15. Арматура. Виды арматуры. Арматурные изделия.

Арматура — совокупность соединенных между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (балки), а также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне (колонны).

Ж/б-ные конструкции армируются рабочей конструктивной и монтажной арматурой. Бетон хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение, поэтому ставят арматуру.

Рис.см в семинарах:

 

 

 

 

 

 

Виды арматуры.Рабочую арматуру устанавливают по расчету на действующее усилие для восприятия растягивающих напряжений и усиления сжатых зон конструкции. В зависимости от воспринимаемых усилий её подразделяют на продольную-1 и поперечную-2.

Конструктивную и монтажную арматуру устанавливают по конструктивным и технологическим соображениям.

Конструктивную и монтажную  арматуру устанавливают по конструктивным и технологическим соображениям.

Конструктивная(4) воспринимает не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры и равномерно распределяя усилия между отдельными стержнями.

Монтажная(3) обеспечивает проектное  положение рабочей арматуры, объединяя  её в плоские или пространственные каркасы. (+ может быть классификация арматуры из 16 вопроса)

Арматурные изделия. Всю арматуру(рабочую и монтажную) объединяют в арматурные изделия – сварные или вязаные сетки и каркасы, , которые размещают в железобетонных элементах в соответствии с характером их работы под нагрузкой.

В сборных конструкциях для подъема  элемента устанавливают монтажные  страповочные петли (5) (иногда вместо петель трубы)

Для сопряжения и стыкования сборных  конструкций применяют стальные закладные детали(6)

Полуфабрикаты и готовые изделия  из арматурной стали, используемые для  армирования сборных и монолитных железобетонных конструкций, называются арматурными изделиями. К ним  относятся сварные или вязаные  сетки, плоские и пространственные каркасы, хомуты, монтажные петли, стержни  и пучки напрягаемой арматуры с анкерами и без анкеров, закладные  детали. Их изготовление производится в основном централизованно на заводах  металлических изделий и в  арматурных цехах на заводах железобетонных изделий.

Наиболее массовыми арматурными  изделиями являются арматурные сетки  из стержней, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечений (крестообразное соединение).

Каркас арматурный - объемный арматурный элемент, образованный путем соединения арматурных сеток или отдельных  стержней. Способ соединения и взаимное расположение арматурных сеток должны соответствовать требованиям проектной  документации. Арматурные каркасы изготовляют  плоскими или пространственными.

Плоские арматурные каркасы состоят  из двух, трех или четырех продольных и перпендикулярных им поперечных стержней, соединяемых в крестообразных пересечениях сваркой или вязкой. В зависимости  от количества продольных стержней плоские  каркасы подразделяют на двух- («лесенка»), трех--и четырехветвевые. Такие каркасы служат полуфабрикатами при изготовлении пространственных каркасов для армирования железобетонных плит перекрытий и покрытий, стеновых панелей, балок, ферм и других изгибаемых или растянутых железобетонных элементов и конструкций с малой шириной поперечного сечения.

Пространственные арматурные каркасы  состоят из собранных в одно изделие  плоских сеток и каркасов, отдельных  стержней, хомутов, скоб, монтажных  петель и закладных деталей, расположенных  в разных плоскостях.

 

16.Механичекие свойства арматуры. Нормативные и расчетные сопротивления  арматуры. Классы арматуры.

Механические св-ва арматурных сталей:

Арматурные стали по механическим св-вам разделяют на мягкие и твердые.

Рис.см в семинарах:

 

 

 

 

 

Сопротивление мягких сталей характеризуется физическим пределом текучести _y.

Повышение прочности арматурной стали  достигается механическим или термическим  упрочнением, а ткже введением в её состав различных легирующих добавок.

Механическое  упрочнение-это вытяжка стали в холодном состоянии; основано на явлении наклёпа, т.е. повышения предела пропорциональности в результате загружения стали до напряжений _к ,превышающих _{y (кривая} 2)

Термическое упрочнение стали заключается в закалке (нагрев до 800^оС и быстрое охлаждение в масле) и частичном отпуске (нагрев до 300-400^оС и постепенное охлаждение).

Термически упрочненная сталь  переходит в пластическую стадию работы постепенно (кривая 3).

Твердые стали - их прочность характеризуется  временным сопротивлением разрыву (кривая 4).

Для работы ж/б конструкций под нагрузкой большое значение имеют пластичность и свариваемость арматурных сталей. Нельзя сваривать арматурные стали, упрочненные термической обработкой или вытяжкой, т.к. при сварке утрачивается эффект упрочнения, их применяют только в вязаных каркасах.

 

Нормативные и расчетные  сопротивления арматуры утснавливаются по СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» табл.5-8.

Классификация арматуры.

Все виды стальной арматуры, применяемой  в ж/б конструкциях различают  по след. признакам:

1) по технологии изготовления:

• Горячекатаная стержневая
• Холоднотянутая проволочная

2) по форме поверхности:

• Гладкая
• Периодического профиля

3) по поперечному сечению:

• Гибкая (проволока и стержни)
• Жесткая (фасонный прокат)

4) по условиям применения:

• Предварительно напрягаемая
• Ненапрягаемая

По совокупности отдельных механических и химических свойств арматура строительная подразделяется на классы. В зависимости от химического состава, прочности, технологии проката, послепрокатной обработки, свариваемости, коррозионной стойкости, и т.д. – арматурная сталь имеет определённую маркировку. Классы арматурной стали обозначаются заглавными буквами с буквенно-цифровым индексом.

Стержневая арматура обозначается А и бывает А240, А300, А400, А500, А600, А800, А1000. А240 – гладкая, все остальные – периодического профиля; А600, А800, А1000 - используют для предварительно напрягаемой арматуры.

Цифрами обозначают предел текучести _{y (МПа).}

Проволочная арматура – обозначается В : В500,для предварительно напрягаемых конструкций: В_р1500, В_р1400, В_р1300, В_р1200.

Арматурные канаты – К : К1400 (семипроволочный канат), К1500 (19-проволочный).

 

17.Совместная работа бетона и арматуры.

Надежное сцепление арматуры с  бетоном является основным фактором, обеспечивающим совместную работу бетона и арматуры в ж/б-не, что позволяет ему работать под нагрузкой как единое целое.

Сцепление стальной арматуры с бетоном  обеспечивается тремя основными  факторами:

1.Сопротивление бетона усилиям  среза и смятия, обусловленным  выступами на поверхности арматуры, т.е. механическим зацеплением  арматуры за бетон (порядка  75% этот фактор влияет).

2.Силами трения, возникающими на  поверхности арматуры, благодаря  обжатию арматурных стержней  бетоном при его усадке.

3.Склеиванием поверхности арматуры  с бетоном благодаря вязкости  коллоидной массы цементного  теста.

4. Напряжение сцепления арматуры с бетоном, а также напряжение в арматуре распределяются по длине заделки.

Рис.см в семинарах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(нужны формулы или нет незнаю)

l_an=N/( τ_в.m*π*d)=(*_s*d)/4τ_в.m

τ_в.m –среднее напряжение по длине ; с увеличением диаметра длин анкировки тоже увеличивается

В ж/б конструкциях анкировка арматуры достигается её заделкой за рассматриваемое сечение на длину, достаточную для сцепления.

l_an=α*l_о,an* (см.СП 52-101-2003 п. 8.1.,8.2,8.3)

α- коэффициент, учитывающий вид напряженного состояния

A_s,col – требуемая площадь арматуры

А_s.ef – поставленная площадь арматуры

l_о,an – базовая или основная длина анкировки, необходимая для передачм усилия в арматуре с полным расчетным сопротивалением R_s на бетон.

l_о,an =(R_s * A_s)/(R_bond * u_s)

A_s – площадь поперечного сечения арматуры

u_s – её периметр

R_bond – расчетное сопротиваление сцепления арматуры с бетоном

R_bond=₁ * ₂ * R_bt

коэффициенты:

₁ – учитывает вид поверхности арматуры

₂ - учитывает диаметр арматуры

 

Если невозможно разместить в элементе длину анкировки, определяемую по формулам, то на концах стержней устраивают специальные анкеры в виде пластин, гаек, уголков или загибом стержня. Предварительно напрягаемая арматура с помощью специальных анкеров.