Армату́ра — совокупность соединённых между собой элементов, которые при состыковке 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 конструкцийГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».), композитными, древесного происхождения (бамбуккар) и др.
Общие характеристики
Размеры Стандартные размеры согласно ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия»: диаметр арматуры — 6—80 мм; площадь сечения — 0,283—50,27 см².
Арматура с периодическим профилем, предназначенная для армирования конструкций из железобетона, также бывает классов А500С и В500С. Параметры, характеристики, технология производства описаны в ГОСТ Р 52544-2006 «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия». Стандартные размеры согласно ГОСТ 52544-2006: диаметр арматуры — 4—40 мм; площадь сечения — 0,12—12,566 см².
Дополнительные требования к размерам: наименьшая высота выступов рифления должна составлять от 0,065 части до 0,07 части номинального диаметра арматуры. шаг рифления (расстояние между выступами) должен составлять от 0,51 части до 0,86 части номинального диаметра арматуры.
Арматура изготавливается в мотках разной длины либо в стержнях, длина которых составляет 6—12 м.
Масса Масса арматуры зависит от её номинального диаметра и длины. При расчётах веса используют среднюю плотность стали, которая составляет 7850 кг/м³.
Вес рассчитывается по формуле m = ρ×V, где ρ — средняя плотность стали, V — объём арматуры. Объём арматуры рассчитывается по формуле V = 3,14×R²×h, где R — радиус сечения, h — длина арматуры.
При номинальном диаметре профиля от 6 до 80 мм согласно ГОСТ 34028-2016 масса одного метра арматуры составляет от 0,222 до 39,460 кг.
Виды Арматура различается по ряду признаков: по назначению, ориентации в конструкции, условиям применения, по виду материала, из которого арматура изготавливается. Также по сечению, разрушающей нагрузке и габаритам.
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, используется сортамент); 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 и ненапрягаемая арматура. Напрягаемая арматура в предварительно напряжённых железобетонных конструкциях может быть только рабочей.
Классы арматуры Арматура в зависимости от механических свойств делится на классы: А-I (А240); А-II (А300); А-III (А400); А-IV (А600); А-V (А800); А-VI (А1000).
Арматуру класса А-I (А240) делают гладкой, образцы остальных классов изготовляют с периодическим профилем.
Также широкое применения арматура А500С, не имеющая описанная в ГОСТ 34028-2016 и выпускаемая производителями по техническим условиям или стандартам организаций.
Арматура А-I (А240) Арматура А-I (А240) — горячекатаная круглая сталь гладкого профиля. Для изготовления используют марок стали Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп. Диаметр профиля — от 6 мм до 40 мм. Арматура диаметром до 12 мм изготавливается в мотках и прутках, большие диаметры изготавливаются только в прутках.
Арматура А-III (А400)
Арматура АIII (А400) представляет собой стальной профиль круглого сечения с рифлёной поверхностью. Профиль представляет собой металлический стержень, на поверхности которого равномерно распределены поперечные выступы, размещённые под наклоном по отношению к продольной оси стержня.
Арматура А3 изготавливается из конструкционной низколегированной стали марок 35ГС и 25Г2С с добавлением легирующих элементов. В качестве легирующих элементов используется марганец и кремний. Применения этих сталей позволяет применять арматуру в ответственных элементах железобетонных конструкций, в том числе предварительно напряжённых, которые являются ограниченно свариваемыми. Например, для стали 35ГС согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» запрещена дуговая сварка из-за снижения пластичности стали в местах сварки. Арматура, изготовленная из стали 35ГС, в СССР и в России до 2000-х годов, была основным видом арматуры для ЖБИ и при производстве работ методом монолитного железобетона.
Арматура из стали марки 25Г2С — стальной круглый профиль, имеющий рифлёную поверхность. За счёт большой концентрации легирующих элементов арматура имеет улучшенные механические характеристики и высокую степень свариваемости. В силу этого она применяется при создании несущих и вспомогательных конструкций и мостов с постоянной или переменной нагрузкой.
Арматура А500 Арматура (А500) — высокопрочный стальной пруток, который характеризуется высокой прочностью и сильным сопротивлением деформации. Изготавливается из углеродистой стали, которая содержит такие легирующие элементы, как марганец, кремний и др., которые позволяют выдерживать большие нагрузки. Она широко используется в строительстве для укрепления бетонных конструкций, таких как фундаменты, стены, потолки и колонны. Обладает также повышенной устойчивостью к коррозии и другим внешним воздействиям.
Арматура А500С
Арматура А500С изготавливается из термомеханически упрочнённой стали.
Первые пробные партии арматуры А500С были изготовлены на Западно-Сибирском металлургическом комбинате в 1993 году. В 1994 году серийное производство было начато на Белорусском металлургическом комбинате, на комбинатах «Криворожсталь» и «Северсталь», в 1995 году — на Западно-Сибирском комбинате.
По мере накопления опыта использования арматура А500С стала применяться взамен арматуры класса А3 (А400).
Изначально изготавливалась по СТО АСЧМ 7-93. В 2006 году утверждён ГОСТ Р 52544 на термомеханически упрочнённую арматурную сталь класса А500С (горячекатаную) и В500С (холоднокатаную). Некоторые предприятия перестроили свои производства под более жёсткие требования ГОСТа, другие продолжали работу по СТО АСЧМ 7-93.
Арматура А500С следующие преимущества перед арматурой А400: изготавливается из более дешёвой углеродистой стали без использования легирующих элементов; за счёт термомеханического упрочнения имеет повышенный предел текучести (не менее 500 Н/мм²), что увеличивает прочность и гибкость одновременно; в отличие от рифления арматуры А3 (А400), профиль арматуры А500С не имеет точек пресечения продольных и поперечных рёбер, в которых могли бы образовываться усталостные трещины; обладает повышенной свариваемостью, что позволяет использовать дуговую сварку.
Один из отрицательных моментов перехода на всеобщее использование термомеханически упрочнённой арматурной стали стало сворачивание производства горячекатаных арматурных сталей, необходимых для армирования конструкций в сложных климатических и метеоусловиях условиях, например, в мостостроении или в зонах крайнего севера.
Арматура Ат800 Арматура Ат800 — стальная горячекатаная рифлёная арматура, прошедшая после горячей прокатки на металлургическом стане термомеханическое упрочнение. Арматура может изготавливаться как с гладкой, так и с рифлёной поверхностью. При термомеханическом упрочнении арматуры применение прерывистого охлаждения вместо непрерывного позволяет повысить до 30 % пластические характеристики, усталостную прочность, коррозионную стойкость, сопротивляемость повторному нагреву при сохранении прочности.
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.
Сцепление арматуры с бетоном Надежное сцепление арматуры с бетоном создаётся тремя основными факторамиБондаренко В. М., Суворкин Д. Ш. Железобетонные и каменные конструкции. — М.: «Высшая школа», 1987. — С. 90—91.: сопротивлением бетона усилиям смятия и среза, обусловленным выступами и другими неровностями на поверхности арматуры, то есть механическим зацеплением арматуры за бетон; силами трения, возникающими на поверхности арматуры благодаря обжатию арматурных стержней бетоном при его усадке; склеиванием (адгезией) поверхности арматуры с бетоном благодаря вязкости коллоидной массы цементного теста.
Наибольшее влияние на сцепление арматуры с бетоном оказывает первый фактор — он обеспечивает около 75 % от общей величины сцепления.
Существенное влияние на сцепление арматуры с бетоном оказывает седиментация твёрдых частиц и выжимание воды при твердении бетонной смеси. Это приводит, особенно в подвижных составах бетона, к тому, что сцепление арматуры с бетоном становится различным для стержней в направлении бетонирования и перпендикулярно ему в нижней или верхней частях сечения изделия, бетонируемого за один приём.
См. также Бетон Железобетон Предварительно напряжённый железобетон Композитная арматура Коррозия арматуры
Примечания
Литература ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия».
Категория:Железобетон