Арматура, свойства, классификация
Арматура — совокупность соединённых 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).
Элементы арматуры делятся на жёсткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными (Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций ГОСТ 5781-82), композитными (композитная полимерная для армирования бетонных конструкций ГОСТ 31938-2012), древесного происхождения (бамбук) и др.
Виды арматуры
1. По материалу:
а) стальная;
б) стеклопластиковая;
в) углепластиковая.
2. По назначению:
а) рабочая – это арматура, которая определяется расчетом и обеспечивает прочность конструкции;
б) конструктивная – это арматура, которая также обеспечивает прочность конструктивных элементов и узлов, но расчетом не определяется, а устанавливается из практики проектирования и эксплуатации конструкций;
в) арматура косвенного армирования – это арматура, устанавливаемая в сжатых элементах в основном в местах больших локальных напряжений, для сдерживания поперечных деформаций;
г) монтажная – арматура, служащая для обеспечения проектного положения рабочей и равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры.
3. По способу изготовления:
а) стержневая, горячекатаная (d = 6…40 мм);
б) проволочная, холоднотянутая (d = 3…6 мм).
4. По виду поверхности:
а) гладкая;
б) периодического профиля (рифленая).
5. По способу применения:
а) напрягаемая, подвергнутая предварительному натяжению до эксплуатации;
б) ненапрягаемая.
6. По изгибной жесткости:
а) гибкая (стержневая и проволочная);
б) жесткая (из прокатных профилей).
7. По способу упрочнения:
а) термически упрочненная, т.е. подвергнутая термической обработке;
б) упрочненная в холодном состоянии – вытяжкой или волочением.
Классификация
Арматура классифицируется по ряду признаков: по назначению, ориентации в конструкции, условиям применения, по виду материала из которого арматура изготавливается.
По назначению
По назначению арматуру разделяют:
· рабочая арматура (сечение назначается по расчету, воспринимает усилия в элементах от основной нагрузки)
· конструктивная (распределительная) (сечение назначается по минимальному проценту армирования, воспринимает усадку/расширение, температуру воздействия)
· монтажная (устанавливается для объединения рабочей и конструктивной в сетки и каркасы)
· анкерная (закладные детали)
По ориентации в конструкции
Классификация арматуры по ориентации:
· поперечная — арматура, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне;
· продольная — арматура, которая воспринимает растягивающие или сжимающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции.
По условиям применения
По условиям применения бывает:
· напрягаемая арматура;
· ненапрягаемая арматура.
Напрягаемая арматура в предварительно напряжённых ж/б конструкциях может быть только рабочей.
Применение
Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сечения арматуры и вида её поверхности.
Возможны пять видов контакта арматуры с бетоном:
· соединения на связях сдвига;
· трение;
· сцепление (соединение с помощью бетонирования стального элемента арматуры);
· обжатие арматуры бетоном после его усадки;
· электрохимическое взаимодействие стальной арматуры и цементного раствора.
Если арматура была подвергнута предварительному натяжению, то её называют напрягаемой. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции путём предотвращения образования трещин, уменьшения прогибов и снижения собственной массы конструкции — поскольку по весу требуется значительно меньше арматуры.
В железобетонных изделиях, в основном, используются арматурные изделия, которые представляют собой соединённые между собой стержни арматурной стали. Основные способы соединения стержней — это электросварка, вязка проволокой. Вместо вязки проволокой используют специальные арматурные фиксаторы, изготовленные из пружинной стали. Газовая сварка, как правило, не применяется.
Основные виды арматурных изделий:
· плоские арматурные решётки (сетки);
· пространственные арматурные каркасы.
Стальная строительная арматура
По способу изготовления металлическая арматура делится на:
· стержневую;
· проволочную;
· канатную.
Стержневая арматура
Одним из самых распространенных видов является горячекатаная стержневая строительная арматура. По механическим характеристикам этот вид арматуры делится на классы, имеющие обозначения — А400, А500 и так далее.
При использовании стержневой арматуры для укрепления фундамента ее связывают, а не сваривают, чтобы не образовывать центров экстремальных напряжений в местах сварки.
Стержневая арматура изготавливается из углеродистых или низколегированных сталей. Введение в арматурную сталь легирующих добавок позволяет повысить:
· стойкость металлоизделия к коррозионному растрескиванию при соприкосновении с бетонными растворами;
· прочность;
· пластичность.
Арматура из легированных сталей применяется для строительства зданий в районах с высокой сейсмической активностью, в регионах с холодным климатом, для сооружения ответственных объектов и в конструкциях, работающих с переменными нагрузками.
Операции термического или термомеханического упрочнения дают возможность приблизить механические свойства арматуры из углеродистой стали к аналогичным характеристикам стали низколегированной. Термически упрочненная арматура маркируется Ат.
По эксплуатационным характеристикам арматура разделяется на свариваемую — маркировка С и стойкую к коррозионному растрескиванию — маркировка К.