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.