Арматура
Арматура – это второй (не по важности, а по списку) компонент для создания железобетонной конструкции. Арматурой называют набор арматурных элементов, которые при совместной работе с бетоном воспринимают растягивающие, изгибающие и сжимающие усилия.
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). Говоря слово "Арматура", специалисты чаще всего имеют в виду именно гибкие арматурные стержни.
Приведём классификацию арматурных стержней для лучшего понимания принципов работы арматурных стержней в бетоне.
Классификация армаурных стержней
По материалу:
- стальная
- стеклопластиковая
- дисперсная (армирующая добавка для бетона)
По технологии изготовления:
- горячекатаная
- холоднотянутая
По профилю:
- гладкая
- периодического профиля (рифлёная)
По ориентации в конструкции:
- продольная
- поперечная
По назначению:
- рабочая (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)
Примечание: поперечные стержни, показанные на примере, довольно часто выступают в качестве конструктивной арматуры. НО они являются конструктивными не всегда, всё зависит от усилий в элементах.
По способу установки:
- отдельные стержни
- плоские каркасы
- пространственные каркасы
- сетки
По принципу работы:
- ненапрягаемая
- напрягаемая (преднапряжённая)
Принцип подбора арматуры
Уровень насыщения стержнями и диаметры арматурных стержней выбираются на основе результатов изополей армирования, сформированных усилиями в элементе. В свою очередь усилия в элементах каркаса формируются за счёт нагрузок, приложенных к ним.
Нагрузки — это собственный вес конструкций здания, а также вес людей, оборудования, отделочных слоёв, ветровые и снеговые воздействия и прочее. Полный список нагрузок для зданий и сооружений см. СНиП «Нагрузки и воздействия».
Принцип работы арматуры
Рассмотрим, для стен, какие деформации воспринимает каждый тип арматуры.
Горизонтальная арматура
Вертикальная арматура
Поперечная арматура
На примере ниже поперечная арматура выступает в качестве рабочей и воспринимает деформации. Для включения поперечных стержней в работу их анкеровка выполнена в виде крюков. Условно данный вид стержней называется «шпилька».
Применяемая арматура
На данный момент при проектировании железобетонных конструкций чаще всего используют арматуру классов А500С и А240, реже А400С.
Главными преимуществами арматуры класса А500, по сравнению с А400 являются:
- А500 содержит больше углерода и имеет лучшую свариваемость поэтому превосходит А400 при вязке арматурного каркаса.
- А500 содержит в своем составе меньшее количество легирующих присадок, что сказывается на ее более высоких прочностных характеристиках и придает эластичность, которая отвечает за отсутствие хрупких участков в местах сварки
- Расход арматуры А500 меньше на 10% даже с учётом перерасхода на нахлёст
На строительную площадку арматура поставляется прутками длинной 11,7 м. Такая величина длины стержней выбрана исходя из ограничений габаритов транспортировки в 12м.
Маркировка арматуры
Класс арматуры представляет собой буквенно-цифровое обозначение, в котором:
- Буква в начале характеризует способ производства арматуры:
A – горячекатаная стержневая арматура;
B – холоднодеформированная проволочная арматура;
K – канатная арматура. - Цифра означает нормативное сопротивление арматурной стали растяжению по пределу текучести, выраженное в МПа.
Возможно, вы ещё не раз встретитесь с графиком, показывающим предел текучести, стали. По графику видно, что до 500 МПа арматурный стержень растягивается, не теряя прочностных характеристик, дальше мы видим площадку текучести и окончательное разрушение.
- Буква в конце обозначает особые свойства продукции
С – соединение методом сварки;
К – коррозионная стойкость;
Т – термомеханически упрочненная сталь;
СП – специальная.
А500С и А400С имеют рифлёный профиль
А240 - это гладкая арматура
Вся информация о арматурных изделиях доступна в следующих нормативных документах:
ГОСТ 52544-2006 / ГОСТ 5781-82 / ГОСТ 34028-2016
Защитный слой арматурных стержней
Все арматурные стержни расположены с смещением от поверхности элемента. Данное смещение называется защитным слоем арматуры.
Цель защитного слоя - исключить воздействие на арматуру огня, влаги и других агрессивных сред и обеспечить совместную работу составляющих железобетона.
Толщина слоя варьируется в зависимости от среды, в которой располагается конструкция, а также от типа конструкции, вида и диаметра арматурных стержней.