Области применения арматуры

 Одними из самых активных потребителей продукции металлургии всегда были и остаются строители. В строительстве наиболее востребованными являются арматура, используемая для возведении зданий и сооружений.

Арматура используется во всех железобетонных конструкциях: от индивидуальной застройки до многоэтажных домов, как в заводских штучных изделиях (плиты перекрытия, перемычки), так и в конструкциях, что изготавливаются непосредственно на строительной площадке и представляет собой гладкие или рифленые круглые стальные стержни.

При строительстве монолита одной из стадий является возведение арматурного каркаса, и от правильного и грамотного выполнения этой стадии зависит дальнейшая прочность здания, построенного по этой технологии. Достоинств у монолита много, поэтому он используется повсеместно.

img001

Рис.1. Использование арматуры:

а — при возведении многоэтажного здания; б — строительство, реконструкция мостов.

Идея сочетания в железобетоне двух крайне отличающихся механическими свойствами материалов заключается в следующем. Бетон, как и всякий каменный материал, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но слабо противодействует растягивающим напряжениям. Прочность бетона при растяжении примерно в 10-15 раз меньше прочности при сжатии. В результате этого бетон невыгодно использовать при изготовлении конструкций, в которых возникают растягивающие напряжения. Сталь же, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в железобетонном элементе.

Наиболее выгодно применять ж/б для строительных элементов, подлежащих изгибу.

img041

Рис.2. Схема работы ж/б балки:

а – с обычной арматурой; б – с предварительно-напряжённой арматурой.

При работе таких элементов возникают два противоположных напряжения – растягивающие и сжимающие. При этом сталь воспринимает первые, а бетон – вторые напряжения, и железобетонный элемент в целом успешно противостоит изгибающим нагрузкам. Таким образом сочетается работа бетона и стали в одном материале – ж/б.

В отдельных случаях арматуру применяют для усиления бетона против сжимающих усилий, для восприятия усадочных, температурных, транспортных и других временных и постоянных нагрузок.

Процесс бетонирования комплексный и состоит из простых процессов в соотношении:

• устройство опалубки и её разборка (50-70% по трудоемкости и

стоимости);

арматурные работы (17-22%);

• укладка бетонной смеси и уход за ней (12-22%).

Производство ж/б изделий состоит из следующих основных процессов:

— армирования — укладка арматуры в форму или в готовое изделие;

— формования — включает в себя укладку бетонной смеси в форму и

её уплотнение;

— и твердения — происходит под влиянием ускоряющей процесс теп-

ловлажностной или тепловой обработки.

Ж/б изделия армируются:

● обычными сварными сетками (плоскими и гнутыми) и каркасами

(плоскими и пространственными),

● или предварительно напряжёнными стержнями,

● проволочными пакетами,

● и непрерывно наматываемой проволокой,

● различными типами закладных деталей.

В зависимости от способа армирования и состояния арматуры различают железобетонные изделия:

с обычным армированием – усиление прочности которых дости-

гается путём укладки стальных стержней, сеток или каркасов при

изготовлении изделий.

Однако такой способ армирования не предохраняет полностью изделия, работающие на изгиб, от образования трещин в бетоне в растянутой зоне. Появление трещин отрицательно влияет на работу железобетонного элемента: увеличиваются прогибы, в трещины проникает влага и газы, что создаёт опасность коррозии стальной арматуры.

армирование с предварительным сжатием бетона в местах,

подверженных растяжению.

Сжатие бетона достигают предварительным напряжением (растяжением) арматуры. По способу изготовления различают два вида предварительно-напряжённых конструкций:

1й — предварительное напряжение арматуры производится до затвердения бетона,

2й — после приобретения бетоном определённой прочности.

Предварительное напряжение арматуры не только предупреждает появление трещин в растянутом бетоне, но и позволяет снизить м ассу железобетонных конструкций, увеличить их жёсткость, повысить долговечность и сократить расход арматуры.

К классу арматур относят:

— различные конструкции,

— вспомогательные устройства, которые служат для обеспечения

функционирования разного рода конструкций и аппаратов.

Широко известно, что в строительстве арматура служит стальным каркасом железобетонных конструкций. Специалисты по строительству, произнося слово «арматура», имеют в виду не только

▪ стальные стержни, но и вспомогательные элементы:

▪ швеллеры,

▪ двутавры,

▪ уголки,

▪ разного рода сварные сетки и каркасы.

bazaltovuy_armaturu

Рис.3. Арматура.

На сегодняшний день арматурные стержни изготавливают:

• стали – т.е. из традиционного материала;

• но также из дерева;

• или стеклопластика.

Для обеспечения прочного контакта бетона и арматуры на прутья наносят специальные насечки. Но при этом не следует забывать о том, что сцепление арматуры и бетона зависит от возраста самого бетона, его усадки и прочности.

В современном строительстве используют несколько видов контакта арматуры с бетоном:

— трение,

— сцепление,

— соединение на связях сдвига,

— электрохимическое воздействие раствора цемента на арматуру,

— трение и обжатие арматуры бетоном (применяется после усадки

бетона).

Выбор конкретного способа взаимодействия зависит от условий строительства.

Арматурные стержни соединяют между собой двумя способами:

● электросварка;

● и вязка проволокой;

Традиционную для других областей газовую сварку обычно не применяют для связки арматурных прутьев.

● иногда вместо вязки арматуры проволокой применяются арматур-

ные фиксаторы, сделанные из пружинной стали.

Арматурные изделия следует изготавливать на крупных арматурных заводах, поскольку при изготовлении арматуры в мелких цехах и на приобъектных полигонах в 3 — 5 раз возрастают затраты ручного труда, увеличиваются потери материала и стоимость продукции.

Процесс поэтапного изготовления арматурных изделий можно выразить следующей цепью: склад арматуры → разматывание, правка, чистка и резка → гнутье → сварка → готовое изделие.

Разматывание из бухт, правку, чистку и резку легкой арматуры производят на автоматических правильно-отрезных станках. Проходя через правильные ролики, арматура выпрямляется, очищается, затем отрезается по размеру. Далее арматура гнется на приводных станках и сваривается в сетки точечной контактной сваркой.

Арматурные работы состоят из двух самостоятельных рабочих операций:

▬ заготовки арматуры;

▬ и установки арматуры.

Заготовку арматуры необходимо начинать до начала опалубочных работ и укладывать ее по мере установки опалубки. Арматуру, как правило, заготавливают на арматурно-сварочных заводах или в цехах заводов железобетонных конструкций, где процессы изготовления максимально механизированы. Арматуру изготовляют преимущественно в виде укрупненных элементов, облегчающих ее транспортирование и сборку на местах установки.

В последнее время все большее применение находят арматурные несущие каркасы, что позволяет обойтись без специальных лесов, поддерживающих опалубку, уменьшает расход лесоматериала и сокращает трудоемкость и сроки работы.

Для изготовления ж/б конструкций применяют арматуру из стали различных марок.

Классификация арматуры. Стальную арматуру классифицируют по:

▪ основной технологии её изготовления;

▪ условию применения;

▪ профилю стержней.

Итак, классификация арматуры:

а). По материалу:

• стальная;

• неметаллическая.

б). В зависимости от способа изготовления арматуру подразделя-

ют на:

• стержневую, изготовляемую горячей прокаткой стали:

1 горячекатаная, не подвергающаяся после проката уп-

рочняющей обработке;

2 упрочнённую вытяжкой, подвергающуюся после прока-

та упрочнению вытяжкой в холодном состоянии (холод-

носплющенная);

• проволочную, получаемую волочением в холодном состоя-

нии:

1. арматурная проволока;

2. арматурные проволочные изделия.

127_9

Рис.4. Виды арматуры:

а — круглая горячекатаная сталь Ст3; б — горячекатаная сталь периодического профиля Ст5; в — горячекатаная сталь марок 25Г2С, 35ГС, и 30ХГ2С; г — холодносплющенная сталь; д — плоский сварной каркас; е — пространственный каркас, собранный из двух плоских; ж — сварная плоская сетка; з — рулонная сетка.

в). По условиям работы арматуру подразделяют на:

• ненапрягаемую;

• и напрягаемую.

Ненапрягаемую арматуру применяют в обычных железобетонных конструкциях, а также в предварительно напряженных, где она является нерабочей. В качестве напрягаемой рабочей целесообразно применять арматуру из высокопрочной стали, которая может воспринимать максимальные растягивающие усилия.

г). По способу изготовления:

• стержневая;

• канатная;

• проволочная.

д). по способу установки:

• сварная;

• вязаную в виде отдельных стержней, сеток и каркасов.

е). Как стержневую, так и проволочную арматуру по профилю выпускают:

— гладкой (круглую гладкую — класс А-1);

— и периодического профиля. Профильная арматурная сталь

лучше сцепляется с бетоном.

201 201

Рис.5. Горячая арматурная сталь периодического профиля.

Стержневую арматуру подразделяют на следующие типы:

○ горячекатаную (классов А-I; А-II; А-III; А-IV; А-V);

○ термически упрочненную (классов Ат-IV; Ат-V; Ат-VI);

○ упрочненную вытяжкой (классов А-IIв и А-IIIв).

Проволочную арматуру подразделяют на следующие виды:

♦ арматурную проволоку из низкоуглеродистой стали круглую класса В-I и периодического профиля Вр-I из углеродистой стали (высокопрочную) круглую класса В-II и периодического профиля Вр-II;

♦ арматурные пряди семипроволочные класса К-7 и девятнадцатипроволочные класса К-19;

♦ канаты двухпрядные класса К-2, трехпрядные — К-З и многопрядные — Кп.

Арматурные стали классов А-I, А-II, А-III, В-I, Вр-I используют в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных и преднапряженных конструкциях.

Высокопрочную арматуру горячекатаную класса А-V, термически упрочненную классов Ат-IV, Ат-V и Ат-VI применяют в предварительно напряженных конструкциях.

ж). По назначению арматура железобетонных конструкций делится на:

► рабочую, которая воспринимает главным образом растягивающие усилия, возникающие в процессе эксплуатации конструкции,

► распределительную — для распределения усилий между рабочей арматурой, закрепления стержней в каркасе и обеспечения их совместной работы,

► монтажную — для обеспечения проектного положения отдельных стержней при сборке плоских и пространственных каркасов,

► и хомуты — для восприятия поперечных усилий и предотвращения косых трещин в бетоне.

Рабочую арматуру в предварительно напряженных конструкциях применяют в виде прядей канатов и стержней.

з). По трудоемкости изготовления арматура с диаметром стержней до 12 мм называется «легкой», а от 12 и до 40 мм – «тяжелой».

Таблица 1

Основные механические характеристики горячекатаной

стержневой арматуры и холоднотянутой проволоки

img043

В мостовых конструкциях, особенно в пролётных строениях длиной более 18-21м, наряду со стержневой арматурой разных классов применяют высокопрочную проволочную арматуру диаметром от 4 до 8мм с временным сопротивлением от 1470 до 1961МПа как в виде пучков из прямых проволок, так и витых прядей и канатов заводского изготовления.

Оборудование для изготовления арматурных конструкций включает в себя следующие группы станков и аппаратов:

1). Для упрочнения арматурной стали;

2). Для заготовки элементов арматурных конструкций (стержней,

проволочных пакетов и т.п.);

3). Для сварки арматурных конструкций.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *