Арматура для бетона

 

Применяемая для армирова­ния железобетона сталь на­зывается арматурной сталью (BSt) (рис. «Арматурная сталь по DIN 488»). Она нор­мируется по DIN 488, а так­же по DIN и ENV 10080. Ар­матурная сталь подразделя­ется на прутковую арматуру, арматуру в бухтах, арматур­ные стальные сетки и напря­гаемую арматуру.

 

Прутковая арматура

 

Прутковая арматура (S) имеет предел упругости 500 Н/мм² и предел прочности 550 Н/мм2. Она производится как BSt 500 S.

Процесс производства остается на выбор про­изводителю. В качестве примеров могут быть назва­ны следующие способы.

• Горячая прокатка без последующей обработки (U).
• Горячая прокатка с тепловой обработкой за счет прокатного тепла (Т).
• Холодное изменение формы, как, например, скручивание (Kw) или вытягивание (Кг), горячекатанной стали без значительного уменьше­ния сечения U.
• Холодная прокатка и холодная протяжка вальцо­ванной проволоки со значительным уменьшени­ем сечения.

 

Поверхность прутковой арматуры покрыта дву­мя рядами косых ребер, причем на одной полуокруж­ности ребра идут параллельно друг другу. На другой полуокружности они по-разному наклонены к оси стержня (рис. «Поверхность арма­туры периодического профиля»). Стержни прутковой арматуры имеют почти круглое сечение диаметром от 6 до 16, 20, 25, 28 мм и при «Общем допуске строительного надзора» — 32 и 40 мм (табл. «Размеры и веса стержней»). Они производятся в виде горячекатанных прямых стержней длиной от 12 до 15 м и специальной длины от 6 до 31 м. Все арматурные стали пригодны для сварки. Для специ­альных арматурных работ может применяться сва­риваемая арматура S 235 JR (St 37-2) с гладкой по­верхностью.

Согласно DIN 1045-1 арматура всех форм по­ставки обозначается BSt. Имеется арматура BSt 500 S (А) с обычной вязкостью (пластичностью) и BSt 500 S (В) с высокой вязкостью (пластичностью). Под пластичностью понимают способность стали иметь остаточные деформации после нагружения. Прутковая арматура различается также по требова­ниям к общему удлинению при наивысшем значе­нии растягивающей силы, а также по отношению прочности на растяжение к границе (пределу) упру­гости (R_m/R_e). При этом удлинение стержня арматуры под максимальной нагрузкой для BSt 500 S (А) составляет 2,5%, а для BSt 500 S (В) — 5%.

Важными показателями для оценки прочност­ных свойств арматуры являются прочность на растя­жение R_m и предел текучести R_e. Эти величины мо­гут быть получены с помощью испытаний на растя­жение и представлены графиком зависимости удли­нения от величины напряжения, называемым диафрагмой работы стали на растяжение (рис. «Диаграмма работы стали на растяжение»).

Она показывает, что при небольших нагрузках напря­жение и деформация стали увеличиваются в одина­ковом соотношении (область пропорциональности).

При разгрузке сталь возвращается к своей первона­чальной длине, т.е. ведет себя упруго. Если сталь нагружать выше предела про­порциональности Р, то деформация увеличивается быстрее, чем напряжение. Это происходит до предела упругости Е. Однако в арматурной стали это увеличение настолько мало, что им можно пренебречь. При дальнейшем нагружении до пре­дела текучести S (R_e) сталь деформируется пластичным образом, т.е. это неболь­шое удлинение остается после снятия нагрузки. Начиная с точки S сначала удлинение сильно увеличивается без увеличения нагрузки. Арматура вытягивается в длину, она «течет». Поэтому эту область называют областью текучести. При дальнейшем нагружении напряжение растет до границы разрушения В. Это максимальное на­пряжение или максимальная нагрузка арматуры называется пределом прочности на растяжение (R). Предел прочности для BSt 500 S — 550 Н/мм². Если эта макси­мальная величина превышена, напряжение падает до границы разрыва Z и арма­тура разрывается. При этом сталь достигает своего наибольшего удлинения.

Арматура из-за остаточного удлинения и опасности разрушения не должна нагружаться до прочности на растяжение. Допустимое напряжение лежит в обла­сти пропорциональности. Отношение прочности на растяжение к допустимому напряжению дает значение запаса прочности. Однако в строительстве из железо­бетона рассчитывают на предел текучести.

 

Арматурная сталь в бухтах

 

Изготовление, свойства и применение арматурной стали в бухтах соответствуют прутковой арматуре. Однако в этом случае необходим допуск Cтройнадзора. По­ставки осуществляются диаметром стержней до 14 мм и весом бухты от 0,5 до 3 м. Бывает горячекатанная арматура периодического профиля в бухтах BSt 500 WR и со специальным профилем BSt 500 WRS, а также холоднотянутая арматура пери­одического профиля в бухтах BSt 500 KR.

Арматурная сталь в бухтах применяется в основном для заводского изготовле­ния арматурных каркасов.

 

Стальные арматурные сетки

 

Стальные арматурные сетки BSt 500 М — это изготовленные на заводе плоские арматурные элементы (каркасы). Для них применяются стержни с вдавленным профилем диаметром от 6 до 12 мм (продольные и по­перечные), которые в местах перекрещивания проч­но свариваются друг с другом посредством точечной контактно-стыковой сварки (RP) (рис. «Арматурный стер¬жень BSt 500 М с вдавленным периодическим профилем»). Стали для арматурных сеток, как и прутковая арматура, имеют предел текучести 500 Н/мм² и прочность на растяжение 550 Н/мм².

Арматурные сетки изготавливаются в виде прямоугольных листов шириной 2,15 ми длиной от 5,00 до 6,00 мм.

По краям ставят парные стержни одинакового диаметра (рис. «Стальные арматурные сетки»). Сетки могут иметь краевые парные стержни только в продольном направлении.

В зависимости от расположения продольных и поперечных стержней различают:

• Маты типа Q с квадратными или прямоугольны­ми ячейками и одинаковыми продольными и поперечными стержнями;
• Маты типа R с прямоугольными ячейками и боль­шими площадями сечений продольных стерж­ней, чем у несущих стержней (табл. «Образование краев сетки»).

 

На продольных краях сетчатого мата в сетках с двойными стержнями могут устанавливаться про­стые стержни. Такие маты называются краевыми матами или сетками (рис. «Образование краев сетки»).

Арматурные сетки имеют краткие обозначения, которые дают сведения о расположении стержней и сечениях несущих стержней на ширине сетки в 1 м.

Обозначение сетки указывается на погодоус­тойчивой бирке (в основном из жести), которая дол­жна привязываться к каждой сетке. Из нее должно быть ясно обозначение сетки и номер завода-изготовителя (рис. «Маркировка арматурных каркасов»).

 

 

Стальные сетки поставляются как сетки со склада, заказные сетки, как чертежные сетки и как арматурные элементы и каркасы.

Складские сетки — это поставляемые со склада ар­матурные сетки с жестко ус­тановленными сечениями стрежней (табл. «Новые арматурные каркасы со склада BSt 500 М с дополнительной буквой А»). Цифры краткого обозначения даёт стократное сечение стали про­дольных стержней или несу­щих стержней в см²/м.

 

 

Заказные сетки — это ар­матурные сетки, диаметр стержней которых, расстоя­ние между стержнями и раз­меры матов установлены за­казчиком. Длины сеток могут быть до 12 м. Ширина их мо­жет составлять до 3,00 м. Для заказа заказных сеток необ­ходимо указывать данные в следующем порядке.

ПРИМЕР: BSt 500 V- 150 х 7.0 d/ 7.0-4/4-250×7.0

Арматурная сетка имеет расстояние между продольными стержнями 150 мм с диаметром двойных стержней во внутренней области 7,0 мм; в краевой облас­ти обычные стержни имеют диаметр также 7,0 мм. Мат имеет справа и слева по 4 продольных стержня. Поперечные стержни имеют расстояния между ними 250 мм. Диаметр поперечных стержней — 7,0 мм.

Для того чтобы заказчик не занимался с нуля проектированием сеток, неко­торые изготовители заказных сеток предлагают сетки по предпочтительным ря­дам сечений (маты VZ). При этом предлагается большое число возможностей по строения сеток в продольном и поперечном направлении в виде таблицы. Раз­меры сеток и размеры свободных концов по краям должны быть заданы. Кроме того, имеются заказные сетки, у которых в области наибольших растягивающих напряжений предложены дополнительные продольные стержни. Тем самым можно сэкономить арматуру в других местах. Такие сетки называют экономич­ными заказными сетками.

Чертежные сетки — это арматурные сетки, конструкция и размеры которых выполняются исключительно по чертежам. Арматурные сетки без особого обозна­чения допускаются для преимущественно спокойно нагруженных конструкций. Если имеет место динамическая нагрузка, как, например, в перекрытиях, по которым ездят автопогрузчики, то необходимо применять особо обозначенные маты dyn. Эти сетки подлежат особому допуску и изготавливаются только как заказные или по чертежам.

Арматурные элементы и каркасы — это, например, бюгельные каркасы, поддержива­ющие каркасы, каркасы HS, плоские эконо­мичные каркасы и стеновые каркасы.

Бюгельные каркасы — это особые сталь­ные арматурные каркасы, изгибаемые из сеток, которые составляют целый арматур­ный короб из бюгелей, открытый сверху (рис. «Элементы армирования»). Ширина каркасов может быть от 0,7 до 2,0 м, короба имеют длину 2,45 м.

Каркасы HS применяются для петлевых и угловых соединений. При этом сетки из­гибаются в U-образные короба длиной 5 м.

Поддерживающие короба обеспечивают по­ложение верхней арматуры. Они изготавли­ваются для высоты поддержки от 8 до 40 см. Для защиты от коррозии на концы стерж­ней одевают колпачки из синтетического материала (рис. «Поддерживающие короба с опорными ножками»). При применении лицевого бетона короба стоят на нижней арматуре. Имеются две возможности ис­полнения (рис. «Поддерживающие короба в различном исполнении»).

Плоские экономичные каркасы — это чер­тежные сетки, которые в местах меньших растягивающих напряжений имеют меньшее количество арматурных стержней.

Стеновые каркасы по длине соответству­ют высоте этажа в жилищном строитель­стве. В области междуэтажных перекрытий у них нет поперечных стержней. Перпенди­кулярные стержни стеновых каркасов име­ют такую длину, что они выходят за плос­кость перекрытия и обеспечивают соедине­ние с вышерасположенной арматурой стены.

 

 

Испытания арматурной стали

 

Деформируемость прутковой арматуры ис­пытывается с помощью испытания на обратный из­гиб с помощью изгибной машины. С ее помощью изгибают прутковую арматуру вокруг изгибного ро­лика установленного DIN 488 диаметра на 90°.

Диаметр изгибных роликов составляет при ди­аметре стержней от 6 до 12 мм — 5 d_s и при диамет­ре стержней 20 до 28 мм — 8 d_s. После этого образ­цы подвергаются искусственному старению при выдержке их в течение 30 минут при температуре 250 °С. После охлаждения до комнатной темпера­туры образцы изгибают обратно не менее чем на 20°. При этом образцы не должны ломаться и обра­зовывать трещины.

 

Напрягаемая арматура

 

Напрягаемая арматура отличается от прутковой ар­матуры своей значительно более высокой прочнос­тью. Она составляет от St 835/1030 до St 1570/1770. Напрягаемая арматура изготавливается в виде про­волоки и стержней диаметром от 5 до 36 мм. Вся на­прягаемая арматура требует допуска Стройнадзора. Проволока и стержни имеют круглое сечение, по­верхность может быть гладкой, с резьбовидными ребрами или профилированной (рис. «Напрягаемые стержни и пряди»). Напря­гаемая проволока может применяться в отдельнос­ти или связанной в пряди канатов.

Пряди канатов изготавливаются из 2, 3, 5 или 7 напрягаемых про­волок с максимальным диаметром 15,7 мм. При этом проволоки сплетаются друг с другом в канат. Пряди поставляются в прутках или в бухтах. Отдельные проволоки могут быть обычными, оцинкованными или в пластмассовой (ПЭ) оплетке (рис. «Прядь в пластмас¬совой оплетке»). Внут­ри полиэтиленовой оплетки (ПЭ) можно поместить защитный слой от коррозии в форме слоя жира или масла. При применении таких прядей можно исключить запрессовку каналов цементным раствором.

 

Профилированные растягивающиеся металлические листы

 

Профилированный растягивающийся металл изго­тавливается из полосовой стали. При этом прока­тываются листы металла, которые в продольном направлении имеют множество завальцованных прорезей. В зависимости от завальцовки различа­ют полноребристые и перфорированно-ребристые листы с высотой завальцовки 4 мм (рис. «Профилированные растягивающиеся металлические листы»).

Между завальцовками сталь подрезается и закантовывается, так, что получается мелкорасчлененная поверхность. Профилированные растягивающиеся металлические лис­ты изготавливаются плитами шириной 60 см и длиной 2,5 м. Они защищены от коррозии оцинковкой или распыленным битумом. Для строительных элемен­тов с большим увлажнением имеется нержавеющий профилированный растя­гивающийся металл из благородной стали. Этот материал подходит как основа­ние под штукатурку для стен, плоских и сводчатых перекрытий, в качестве по­терянной опалубки в конструкциях из монолитного железобетона и для опалуб­ки рабочих швов.