Арматура железобетонных конструкций

Армату́ра железобетонных конструкций — совокупность соединенных между собой элементов, являющаяся неотъемлемой составной частью железобетонных конструкций (стальные отдельные стержни, сварные сетки, каркасы), которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (хотя также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне). Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия.

Элементы арматуры делятся на жесткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязанные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными, стеклопластиковыми, древесного происхождения (бамбук). Применяются следующие виды арматуры: гибкая арматура, которую собирают и вяжут на месте в опалубке из отдельных стержней, арматурные каркасы и сетки, предварительно напряженная арматура. Для разных видов конструкций арматуры используются специальные арматурные стали, которые должны иметь различные прочностные характеристики и обладать достаточными пластическими свойствами. Для изготовления арматуры железобетонных конструкций применяется круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь периодического профиля и холодносплющенная сталь периодического профиля, пряди и канаты. Реже употребляется квадратная и полосовая сталь из фасонных прокатных профилей. Арматурная сталь диаметром до 12 мм относится к категории легкой арматуры и поступает в мотках (бухтах), арматура диаметром свыше 12 мм поставляется в прутках и считается тяжелой арматурой. Уголки, швеллеры, двутавры используются как жесткая арматура. По назначению арматура в железобетонных конструкциях разделяется на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты. Рабочая арматура воспринимает как внешние нагрузки, так и нагрузки от собственной массы конструкции. Распределительная арматура обеспечивает совместную работу всего арматурного каркаса путем распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры.

Распределительная арматура соединяется с рабочей при помощи сварки или проволочной скрутки, в результате чего образуется сетка или каркас. Монтажная арматура служит для сборки каркаса и сохранения точного положения рабочей арматуры и хомутов при бетонировании. Монтажная и распределительная арматуры предназначены для образования совместно с рабочей арматурой каркасов и сеток. Хомуты предназначены для восприятия косых напряжений и связывания рабочей арматуры в пространственные каркасы.

Для закрепления арматуры в бетоне концы гладких арматурных стержней делают загнутыми в виде крюков, в стержнях периодического профиля крюки не отгибают. В зависимости от воспринимаемых нагрузок арматура делится на поперечную, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне, и продольную, которая воспринимает растягивающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции. В зависимости от технологии изготовления стальная арматура железобетонных конструкций подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатаная арматура может быть термически упрочненной (подвергнутой термической обработке), или упрочненной в холодном состоянии (вытяжкой, волочением).

По форме поверхности арматура может быть периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры улучшают сцепление с бетоном. По способу применения приармировании железобетонных элементов различают напрягаемую (если арматура была подвергнута предварительному натяжению) и ненапрягаемую арматуру. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции, так как способствует предотвращению образования трещин, уменьшению прогибов и снижению собственной массы конструкции.

Основным способом соединения арматурных стержней является электросварка, с помощью которой изготавливаются сварные арматурные элементы — сетки, пакеты, плоские и пространственные каркасы. Часто арматурные стержни в сетках и каркасах связывают мягкой малоуглеродистой вязальной проволокой. Сращивание стержней можно выполнять внахлестку, соединяя их скрутками из вязальной проволоки в трех местах. 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 ее поверхности.