Классы арматуры. Арматурные изделия
Арматура — это гибкие и жесткие стальные стержни, размещаемые в бетонной массе согласно расчетам или в соответствии с конструктивными или производственными требованиями.
Классифицируют арматуру по назначению, технологии изготовления, профилю поверхности.
В зависимости от назначения арматура подразделяется на следующие виды:
- рабочая, которая в изгибаемых или растянутых элементах воспринимает растягивающие усилия. При расположении ее в сжатой зоне железобетонного элемента, она воспринимает усилия на сжатие (как центральное, так и внецентренное). К рабочей арматуре относится и косая (отогнутые под углом стержни);
- распределительная, которая воспринимает местные и дополнительные усилия. Эти усилия не учитываются расчетом. Распределительная арматура обеспечивает совместную работу стержней рабочей арматуры. Эта арматура назначается в основном в плитах;
- поперечная (хомуты), которая обеспечивает неизменное положение рабочей арматуры и одновременно воспринимает часть поперечных сил. Такая арматура используется в балках, колоннах, рамах, арках и др. конструкциях;
- монтажная, которая необходима для сборки арматурного каркаса. Эта арматура обеспечивает заданное положение поперечных стержней или хомутов.
Помимо перечисленных видов иногда применяется специальная противоусадочная арматура, которая воспринимает усадочные и температурные расширения.
По технологии изготовления арматура бывает горячекатаная (стержневая) и холоднотянутая (проволочная).
По профилю поверхности арматура подразделяется на гладкую и периодического профиля (рис. ниже). На поверхности арматуры периодического профиля имеются часто расположенные кольцевые выступы. Эти выступы обеспечивают надежное сцепление арматуры с бетоном без устройства анкерных зацеплений на концах стержней.
Виды арматуры периодического профиля
а — стержневая класса А300; б — то же, А400 и А600; в — высокопрочная проволока
Железобетонные конструкции армируют рабочей, конструктивной и монтажной арматурой (рис. ниже).
Рабочую арматуру устанавливают по расчету на действующие усилия для воспринятая растягивающих напряжений и усиления сжатых зон конструкции. В зависимости от воспринимаемых усилий ее подразделяют на продольную 3 и поперечную, включающую хомуты 4 (поперечные стержни) и отогнутые стержни 5 (рис. ниже). Конструктивную и монтажную арматуру устанавливают по конструктивным и технологическим соображениям. Конструктивная — воспринимает не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры, равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями и т. д. Монтажная — обеспечивает проектное положение рабочей арматуры, объединяет ее в каркасы и т. п.
Арматура железобетонных элементов
В сборных конструкциях для подъема и транспортирования элемента устанавливают монтажные (строповочные) петли 7, трубки и др. Для сопряжения и стыкования сборных конструкций применяют стальные закладные детали 8. Всю арматуру объединяют в арматурные изделия — сварные или вязаные сетки и каркасы.
В местах пересечения стержни арматуры свариваются или связываются проволокой диаметром 0,8-1 мм.
В качестве гибкой арматуры применяются стальные стержни, главным образом круглого сечения, которые, по сравнению с прямоугольными, дают лучшее сцепление с бетоном и не имеют острых ребер, врезающихся в бетон и способствующих образованию трещин. Кроме того, круглые стержни более удобны в работе. Чаще всего употребляются стержни диаметром от 6 до 40 мм, реже применяются стержни диаметром до 5 мм и от 40 до 100 мм.
Круглую сталь диаметром более 40 мм (или сталь прямоугольного сечения площадью более 10 см 2 ) разрешается применять только в сварных каркасах.
При применении арматуры диаметром более 60 мм для гидротехнических сооружений необходима анкеровка по длине стержней.
В конструкциях из легкого железобетона диаметр круглой арматуры, применяемой без специальной анкеровки, не должен превышать 20 мм.
Стержни диаметром более 10 мм для удобства транспортирования изготовляются длиной 10-12 м; стержни меньших диаметров, так называемая катанка, доставляются в кругах (бухтах), поэтому их делают длиной 40 м и более.
Иногда применяется арматура квадратного, полосового и других видов сечений площадью до 10 см 2 . Для полосового сечения отношение большей стороны сечения к меньшей должно быть, как правило, не более 2. Круглые стержни бывают гладкие и периодического профиля, на поверхности которых имеются выступы, расположенные через определенные промежутки.
Благодаря выступам стержни обладают большей связью с бетоном, чем гладкие стержни, что особенно важно при применении сталей повышенных марок, и, кроме того, дают возможность отказаться от крюков на концах.
Жесткая арматура в виде прокатных двутавров, швеллеров, уголков до отвердения бетона работает как металлическая конструкция на нагрузку от собственной массы, массы подвешиваемой к ней опалубки и свежеуложенной бетонной смеси.
Механические свойства арматурных сталей. Арматурные стали по механическим свойствам подразделяют на мягкие, сопротивление которых характеризуется физическим пределом текучести σy и твердые, для которых основным показателем прочности является временное сопротивление разрыву σu (рис. ниже).
Мягкая сталь пластична и обладает значительным удлинением после разрыва (до 25%, кривая 2). За нормативное сопротивление таких сталей принимают браковочный минимум предела текучести, который меньше, чем предел прочности. Повышение прочности арматурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигается механическим или термическим упрочнением, а также введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок. Сущность упрочнения горячекатаной арматурной стали вытяжкой заключается в следующем.
Диаграммы σs-εs
Термическое упрочнение стали заключается в закалке (нагрев до 800 °С и быстрое охлаждение в масле) и частичном отпуске (нагрев до 300-400 °С и постепенное охлаждение). Термически упрочненная сталь переходит в пластическую область работы постепенно (кривая 4).
Для таких сталей устанавливают условный предел текучести σ0,2 — напряжение, при котором остаточные деформации составляют 0,2%.
Для работы железобетонных конструкций под нагрузкой, механизации арматурных работ большое значение имеют такие свойства арматурных сталей, как пластичность, свариваемость, усталостное разрушение, ползучесть, релаксация и др. Так, снижение пластических свойств стали может явиться причиной хрупкого разрыва арматуры в конструкциях под нагрузкой, излома напрягаемой арматуры в анкерах и т. п. Пластические свойства арматурных сталей характеризуются относительным удлинением образцов при испытании их на разрыв. Длина образцов должна быть равна пяти диаметрам стержня. Нельзя сваривать арматурные стали, упрочненные термической обработкой, кроме специальных «свариваемых», или вытяжкой, так как при сварке утрачивается эффект упрочнения. Поэтому их применяют только в вязаных каркасах.
Классификация арматуры и её применение в конструкциях. При проектировании железобетонных зданий и сооружений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к бетонным и железобетонным конструкциям, должны быть установлены вид арматуры, ее нормируемые и контролируемые показатели качества.
Для железобетонных конструкций следует применять следующие виды арматуры, установленные соответствующими стандартами:
- горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3-80 мм;
- термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-40 мм;
- механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3—12 мм;
- арматурные канаты диаметром 6-15 мм;
- неметаллическую композитную арматуру.
Кроме того, в большепролетных конструкциях могут быть применены стальные канаты (спиральные, двойной свивки, закрытые).
Для дисперсного армирования бетона следует применять фибру или частые сетки.
Для сталежелезобетонных конструкций (конструкций, состоящих из стальных и железобетонных элементов) применяют листовую и профильную сталь по соответствующим нормам и стандартам.
Вид арматуры следует принимать в зависимости от назначения конструкции, конструктивного решения, характера нагрузок и воздействий окружающей среды.
Основным нормируемым и контролируемым показателем качества стальной арматуры является класс арматуры по прочности на растяжение, обозначаемый:
А — для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры;
В — для холоднодеформированной арматуры;
К — для арматурных канатов.
Класс арматуры соответствует гарантированному значению предела текучести (физического или условного) в МПа, устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов и технических условий, и принимается в пределах от А240 до А1500, от В500 до В2000 и от К1400 до К2500.
Классы арматуры следует назначать в соответствии с их параметрическими рядами, установленными нормативными документами.
Кроме требований по прочности на растяжение к арматуре предъявляют требования по дополнительным показателям, определяемым по соответствующим стандартам: свариваемость, выносливость, пластичность, стойкость против коррозионного растрескивания, релаксационная стойкость, хладостойкость, стойкость при высоких температурах, относительное удлинение при разрыве и др.
К неметаллической арматуре (в том числе фибре) предъявляют также требования по щелочестойкости и адгезии к бетону.
Необходимые показатели принимают при проектировании железобетонных конструкций в соответствии с требованиями расчетов и изготовления, а также в соответствии с условиями эксплуатации конструкций с учетом различных воздействий окружающей среды.
Арматурные изделия. Для армирования железобетонных конструкций используют различные арматурные изделия. В целях индустриализации и механизации арматурных работ ненапрягаемую арматуру преимущественно применяют в виде сварных сеток и каркасов.
Сварные сетки изготавливают из сталей классов В500, А240, А300, А400.
При конструировании сварных сеток и каркасов необходимо учитывать технологические возможности контактной точечной сварки (недопущение пережога тонких стержней, беспрепятственное размещение электродов и т. п.).
Требования к соотношению диаметров свариваемых стержней приведены в таблице ниже.
Что нужно знать о маркировке и видах арматуры?
Строительство любого здания, кроме малых архитектурных форм, никак не обходится без использования арматуры.
Арматурная сталь выполняет массу задач, основная из которых – помощь в формировании железобетонных конструкций. Выпускается она в большом количестве вариаций. Классификация арматуры подразумевает деление ее на разные типы, предназначаемые для разных, иногда прямо противоположных требований.
Стальная арматура для строительных каркасов
В этой статье мы рассмотрим, что такое классы арматуры, какими они бывают, как определить правильный арматурный класс и т.д.
1 Особенности и назначение
Стоит понимать, что использование арматуры, классов и ее разновидностей – сфера довольно широкая. Применяют ее для разных задач, в том числе не только строительных.
Основное направление – сборка несущих каркасов железобетонных конструкций. Сама суть железобетонных конструкций заключается в сочетании арматурных каркасов и монолитного бетона.
Без внутреннего металлического стержня бетон быстро растрескивается и разрушается. Если же в нем присутствует строительная арматура, то все меняется.
Читайте также: обзор стеклопластиковой арматуры, список плюсов и минусов, сфера применения.
Прочность железобетонных конструкций в разы выше, их можно ставить в положение с разносторонне направленными нагрузками и т.д.
Также арматурная сталь и создаваемая из нее строительная арматура задействуется, когда надо выполнить какие-либо серьезные монтажные работы, что-то закрепить или зафиксировать в одном положении.
Применяется строительная арматура и в других, более специфичных целях.
к меню ↑
1.1 Классификация
Строительная сфера огромна, в ней легко запутаться даже профессионалу. Большое количество задач требует большого количества разных по своей структуре и назначению материалов, и строительная арматура – не исключение.
Классификация арматуры была придумана как раз для всевозможного упрощения и унификации процессов.
Класс арматуры или класс арматурной стали – это специальное обозначение, так называемая маркировка, обозначающая предельные прочности стержня, его допустимые размеры, определение задач и т.д.
Ориентироваться во всем том разнообразии, которое нам предлагает строительная арматура, позволяет таблица арматурных классов.
Таблица эта очень проста, и содержит в себе несколько колонок. В первой маркировка, а дальше указываются ее параметры:
- вес;
- предельные диаметры;
- выдерживаемые нагрузки и сопротивление;
- возможность или невозможность встраивать ее состав напряженных железобетонных конструкций и т.д;
- относительное удлинение;
- длина стержня.
Таблица арматурны классов
Таблица бывает короткой и расширенной. Таблица крупного образца может содержать в себе массу параметров, для простых обывателей совершенно незнакомых, сокращенная таблица содержит только краткий минимум необходимой информации.
к меню ↑
2 Классы и их различия
Арматурная сталь и стержни делятся на конкретные классы, у каждого есть своя маркировка. Есть старые и новые обозначения.
В гражданском и промышленном строительстве используется арматура:
Первой указана, так называемая старая маркировка. Основывается она на старом ГОСТ, который применялся еще в советские времена. Сейчас строители понемногу отходят от него, принимая за основу новые марки.
Читайте также: что относят к фонтанной арматуре, и для чего она необходима?
Тем более что отличий между ними, кроме конечно названия, практически нет. Рассмотрим конкретные различия между классами.
Первые два образца – монтажная арматура. Как вы уже наверняка знаете, стержни имеют разный профиль, от гладкого до рифленого или серповидного.
Гладкий профиль делается только для арматуры ненапряженной, предназначенной для монтажных работ. Устанавливать их в каркас несущих конструкций запрещено. У них не хватит прочности, да и отсутствие граней ухудшает сцепление с бетоном.
Арматура А3 с рифленым профилем
Изделия первого класса имеют диаметр от 6 до 40 мм и гладким профилем. Изделия второго класса выпускаются с рифленым профилем, диаметрам от 10 до 80 мм, а в некоторых случаях и больше.
Арматура А3 и выше выпускается с рифленым профилем. Именно класс А3 считается самым популярным.
Стержни класса А3 обладают уникальным сочетанием прочности, сопротивления напряжением, а также имеют рифленый профиль. Арматурная сталь класса А3 долговечна и очень прочна, ее с лихвой хватает на покрытие большинства строительных задач.
Стоимость арматуры А3 не слишком высокая, в отличие от моделей высоких классов, что тоже хорошо выделяет ее на фоне остальных. Диапазон рабочих диаметров равен 8-40 мм.
В отличие от арматуры А3, класс А4 выдерживает больше нагрузок, и лучше справляется с ролью каркаса для сильно напряженных конструкций, к примеру, фундамента дома.
Классы А5 и А6 в гражданском строительстве своего применения не нашли. Для него они слишком дороги, если так конечно можно выражаться. Предел их рабочих характеристик превышает любые возможные требования и нормы в гражданском строительстве.
Закупают их для промышленности, где необходимо возводить прочнейшие несущие конструкции под масштабные проекты, типа огромных цехов, заводов выдерживающих массу тяжелого оборудования и т.д.
Для производства стержней всех классов в наше время используется арматурная сталь 3-5СП, если подразумеваются стандартные углеродные образцы, и 25Г2С или 35ГС, если нужна сталь легированная
к меню ↑
2.1 Дополнительная маркировка
Нами уже были рассмотрены основные виды арматуры, а также таблица классов. Однако на этом различия между ними не заканчиваются. Существуют дополнительные маркировочные знаки, обозначающие те или иные особенности конкретного стержня.
К примеру, запись типа А3К – это определение стержня арматуры класса А3 с дополнительной защитой от коррозии. Добавление марки «К», означает что сталь обработали специальными составами, она будет долговечнее, не поддастся коррозии, по крайней мере, в первое время, но и обойдется вам дороже.
Стойкая к коррозии арматура А4 на складе
Добавление буквы «С», означает что арматура легко сваривается. Различить запись очень легко, достаточно взглянуть на последнюю букву в аббревиатуре. Например, арматура класса А500С, типичный образец сварных строительных стержней.
Тут нужно понимать, что далеко не каждый класс такой арматурной продукции легко соединяется с другими металлами посредством сваривания. В некоторых ситуациях сталь плохо держит сварку, да и не всегда такие задачи перед ней стоят.
Вязка большинства арматурных каркасов сводится к соединению стержней проволокой или муфтами. Сварке в ней отводится второстепенная роль.
Это впрочем, не значит, что можно обойтись совсем без сварных изделий, для чего и придумали выпускать дополнительный подкласс, предназначенный в том числе, и для удобного сваривания с другими металлоконструкциями.
Есть и другие, менее популярные элементы аббревиатуры, но их мы рассматривать не будем. Интересующимся, поможет полная таблица классов.
к меню ↑
2.2 Классификация арматуры (видео)
к меню ↑
2.3 Другие виды
Существует и понятие, запорная или трубопроводная арматура. Это отдельная разновидность оборудования, используемая в сантехнике. В ней есть свои классы, в том числе самый важный – класс герметичности.
Класс герметичности влияет на то, насколько качественно узел отрабатывает в трубопроводе. Без герметичности невозможно осуществить сборку нормального трубопровода, поэтому на показатель герметичности, обращают серьезное внимание.
Вам же нужно знать только то, что уровень герметичности узла указывается в его характеристиках, которые можно просмотреть при покупке.
к меню ↑
2.4 Определение на глаз
Любая армированная строительная конструкция, так или иначе, состоит из арматуры. Дабы не путаться в типах конструкций и их каркасах, желательно уметь различать стержни на глаз, хотя бы их основные характеристики.
Пример гладкой арматуры класса А1
Такое умение поможет вам в будущем. К тому же, развить его не так сложно. Строительная арматура сильно отличается от промышленной, а стержни первых классов с их отличием в профиле и вовсе распознаются без какого-либо труда.
Все что от вас требуется – запомнить несколько правил, и дальше следовать им каждый раз, когда от вас требуется распознать, что же за продукция лежит под ногами.
В первую очередь смотрим на профиль стержня. Гладкий профиль – это всегда первый, реже второй класс. Изделия третьего и выше класса с гладким профилем не выпускаются вообще. Соответственно, рифленый профиль – свидетельство того, что перед вами арматура класса А3 или выше.
Дальше смотрим на диаметр, вес и протяжность. Образцы класса А3 и А4 имеют сходные диаметры, но последний, как правило, крупнее, делается из более качественной стали.
Промышленные изделия классов А5 и А6 легче определить, когда вы их уже видели. Но в общих чертах и можно описать, как укрупненная сталепрокатная продукция, с большой длиной и укрупненным серповидным или кольцевым профилем.
Выучив эти простые правила, вы научитесь отличать один класс от другого, без привлечения документации. Все остальное придет с опытом.