Виды арматуры подразделяются по ряду признаков:
а) по назначению: рабочая – для восприятия напряжений (ее площадь определяется расчетом); распределительная – включает в работу ненагруженные части конструкции при местных нагрузках; монтажная – объединяет рабочую арматуру в каркасы и сетки, обеспечивает ее положение при бетонировании;
б) по направлению: продольная, поперечная и отгибы;
в) по способу применения: напрягаемая и ненапрягаемая;
г) по технологии изготовления: горячекатаная стержневая, холоднотянутая проволочная;
д) по способу упрочнения: термически упрочненная, упрочненная вытяжкой;
е) по характеру работы: гибкая (воспринимает усилия, работая только совместно с бетоном), жесткая (самостоятельно может воспринимать усилия);
ж) по форме поверхности: гладкая и периодического профиля.
В железобетонных конструкциях также применяют арматуру: неметаллическую, дисперсную (фибры, мелкие сетки), в виде стальных листов и прокатных профилей.
2. Механические свойства арматурных сталей
Свойства сталей зависят от их химического состава, способа обработки и условий работы.
Введение в состав стали углерода в объеме 0,2-0,3% повышает прочность но ухудшает их свариваемость. Такие стали называют малоуглеродистыми.
При введении в сталь легирующих добавок: марганца, кремния, хрома и других в объеме 0,6-2% повышает ее прочность. Эти стали называют низколегированными. Упрочнение сталей прозводят также вытяжкой и термическим способом.
По упругопластическим свойствам различают стали:
− мягкие, имеют выраженную площадку текучести на диаграмме «
» (рис. 8, а) – физический предел текучести;
− без площадки текучести; такие стали получают упрочнением вытяжкой мягких сталей до напряжений выше предела текучести (рис. 8, б);
−
твердые стали имеют более плавную диаграмму деформирования, площадка текучести на диаграмме «
» отсутствует (рис. 8, в).
Рис. 8. Диаграммы деформирования сталей при растяжении.
Основными прочностными характеристиками сталей являются: предел текучести
и временное сопротивление
. Для сталей без площадки текучести и твердых сталей устанавливают условный предел текучести
(уровень напряжений, при котором остаточные относительные деформации составляют 0,2% от полных) и условный предел упругости
(то же, – 0,02%).
Деформативные свойства сталей характеризуются их модулями упругости, который для всех сталей при сжатии и растяжении принимают одинаковым и равным
МПа. К деформативным свойствам арматуры также относится ползучесть и релаксация, которые проявляются меньше, чем в бетоне.
При действии длительных нагрузок повышается предел прочности
и предела текучести
для сталей, упрочненных вытяжкой; при ударных нагрузках
и
значительно повышаются; при многократном повторении нагрузок снижается предел прочности, разрушение носит характер хрупкого разрыва.
При низких температурах (ниже
) некоторые виды сталей обладают хладноломкостью. При температуре выше
происходит снижение предела прочности, предела текучести и модуля упругости стали, которые после охлаждения полностью восстанавливаются. Стали, упрочненные вытяжкой и термически упрочненные после нагрева выше
частично или полностью теряют эффект упрочнения.
3. Сортамент. Выбор класса арматуры
Сортамент построен по номинальным диаметрам стержней и классам. Под номинальным понимают диаметр стержня без допусков и отклонений. Номинальный диаметр стержня периодического профиля – диаметр равновеликого по площади круглого стержня. Класс арматуры устанавливается по прочности на растяжение и объединяет несколько марок сталей.
Действующими нормами установлено 4 вида классов арматуры, обозначаемых: А – для горечекатанной и термомеханически упрочненной арматуры, В – для обыкновенной холоднодеформированной проволоки, Вр – для высокопрочной холоднодеформированной проволоки периодического профиля и К – для арматурных канатов. Цифры в обозначении класса арматуры соответствуют гарантированному значению ее физического или условного предела текучести в МПа с обеспеченностью не менее 0,95, например, А400, В500, Вр1000, К1500.
Стержневая арматура класса А240 – гладкая, класса А300 имеет серповидный профиль (по винтовой линии), стержневая арматура других классов имеет профиль «елочка»; профиль рифленой проволочной арматуры – в виде вмятин.
Для железобетонных конструкций нормами рекомендуется применять арматуру классов:
− для продольной рабочей ненапрягаемой – А400, А500, В500;
− для продольной рабочей напрягаемой – А600, А800, А1000, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500;
− для монтажной или распределительной – А240, В500;
− для монтажных (подъемных) петель – А240 марок Ст3сп, Ст3пс.
4. Арматурные сетки и каркасы
Для обеспечения проектного положения при бетонировании ненапрягаемую арматуру объединяют в сетки и каркасы. Сварные арматурные изделия чаще всегда применяют для сборных конструкций, вязанные – для монолитных. Сетки могут быть плоскими и рулонными. Плоские сетки изготовляются из стержневой арматуры классов А, рулонные из проволоки В500. Сетки могут быть с продольной рабочей арматурой, поперечной, продольной и поперечной. Условное обозначение сеток:
,
где
– сетка;
– диаметр, класс и шаг продольных стержней;
– то же, поперечных;
и
– ширина и длина сетки,
и
– свободные концы продольных стержней;
– то же поперечных.