Арматура (железобетон)

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 ), композитными ([www.mzkm.ru/gost/gost.pdf композитная полимерная для армирования бетонных конструкций ГОСТ 31938-2012]), древесного происхождения (бамбуккар) и др.

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.

Сцепление арматуры с бетоном

Надежное сцепление арматуры с бетоном создаётся тремя основными факторами:

1. сопротивлением бетона усилиям смятия и среза, обусловленным выступами и другими неровностями на поверхности арматуры, т. е. механическим зацеплением арматуры за бетон
2. силами трения, возникающими на поверхности арматуры благодаря обжатию арматурных стержней бетоном при его усадке
3. 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.

Виды арматуры

В зависимости от механических свойств и «узора» профиля, подразделяется на классы АI (А240), АII (А300), АIII (А400), АIV (А600) и АV (А800). Кроме того в последние годы получила широкое применения арматура А500С, не имеющая аналогов по ГОСТ 5781-82, поэтому выпускаемая производителями по техническим условиям (ТУ) или СТО АСЧМ 7-93 – являющимся стандартом ассоциации предприятий по стандартизации продукции черной металлургии.

Арматура А-I (А240)

Арматура А-I (А240) - это горячекатаная круглая сталь гладкого профиля. Арматура класса А240 диметром до 12мм изготавливается в мотках и прутках, большие диаметры изготавливаются только в прутках. Для изготовления арматуры класса АI используют стали следующих марок: Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп. Диаметр профиля арматурной стали класса АI (А240) изготавливается от 6мм до 40мм.

Арматура АIII (А400)

Арматура АIII (А400) представляет из себя стальной профиль круглого сечения с рифлёной поверхностью. Профиль арматуры А-III (А400) представляет из себя металлический стержень, на поверхности которого равномерно распределены поперечные выступы, размещенные под наклоном по отношению к продольной оси стержня. Арматура A-III (А400) ГОСТ 5781-82 изготовленная из стали 35ГС в СССР и до недавнего времени в РФ была основным видом арматуры для ЖБИ и при производстве работ методом монолитного железобетона. Арматура А3 предназначена для придания жёсткости и для обеспечения более высокой сцепки с бетоном, так же для армирования дорожного покрытия. Сталь 35ГС является конструктивной низколегированной сталью для сварных конструкций. Область применения стальной арматуры класса АIII (А400) 35ГС очень обширна. Высокое качество и распространенность допускают ее применение во всех отраслях промышленности и строительства, если это заложено в проектной документации.

Производство и применение арматуры AIII (А400) Арматура А3 изготовляется согласно ГОСТ 5781-82 из конструкционной низколегированной стали марок: сталь 35ГС и сталь 25Г2С с добавлением легирующих элементов. В качестве легирующих элементов используется марганец и кремний. Применения этих сталей позволяет применять арматуру АIII 35ГС и арматуру АIII 25Г2С в ответственных элементах железобетонных конструкций (с некоторыми ограничениями), в том числе предварительно напряженных, которые по общепринятым нормам являются ограниченно свариваемыми. Например для стали 35ГС согласно СНиП 2.03.01-84 запрещена дуговая сварка из-за снижения пластичности стали в местах сварки. Большинство разрушений железобетонных конструкций в процессе строительства происходит именно по причине дуговых прихваток арматурных стержней из стали 35ГС. Несмотря на высокую прочность сварных соединений этих сталей, выполненных контактной стыковой или другими видами сварки с большими тепловложениями, пластичность получаемых сварных соединений невысока, и они не выдерживают изгиба. Это вынуждает при строительстве зданий из монолитного железобетона с использованием арматуры класса А400 (А-III) из стали марки 35ГС полностью отказаться от сварки при выполнении арматурных работ и обеспечивать значительные запасы по сечению арматуры, так как есть опасность дуговых прихваток сваркой, так как постоянный надлежащий контроль за качеством арматуры и арматурных работ обеспечивать зачастую невозможно. Арматура АIII 35ГС предназначена для придания жесткости и обеспечения более высокой сцепки с бетоном в массивных конструкциях с большой толщиной защитного слоя бетона благодаря кольцевому профилю арматуры (рис.1) и ее высокой анкерующей способности, а также для армирования дорожного покрытия и мостовых конструкций наряду с арматурной сталью 25Г2С.

Арматура АIII (А400) 25Г2С - стальной круглый профиль, имеющий рифленую поверхность. Данная арматура выпускается диаметрами от 6 до 40 мм и мерной длиной 6м или 11,7 м. Возможно производство в форме стержней и бухт - мотков(диаметр 6, 8 или 10 мм). Изготавливается путём вытяжки в холодном состоянии, приобретая тем самым дополнительную прочность. В отсутствие маркировочных надписей арматура 25Г2С должна быть окрашена на концах белой несмываемой краской. За счет большой концентрации легирующих элементов арматура AIII 25Г2С имеет особый химический состав, что придает ей улучшенные механические характеристики, высокую степень свариваемости. Арматура А3 25Г2С имеет специфическое рифление с выступами, идущими по винтовой линии с равными заходами по обеим сторонам, обеспечивает самую прочную сцепку с бетонными конструкциями. Все эти свойства обуславливают основную сферу применения арматуры 25Г2С: ответственное строительство несущих и вспомогательных конструкций и мостов с постоянной или переменной нагрузкой.

Арматура А500С

Производится из более дешевой углеродистой стали, но термо-механически упрочняется. Таким образом, достигается необходимая прочность и гибкость одновременно. Легко сваривается, но некоторые предпочитают связывать конструкции вязальной проволокой. Одно из важных преимуществ арматуры А500С - возможность использовать дуговую сварку при работе с арматурой А500С. Арматура А500С имеет химический состав, определяемый содержанием в стали углерода не более 0,22% и углеродным эквивалентом не более 0,5%. Арматура A400с -из марки стали, обладающую достаточно высокой пластичностью даже при низких температурах и довольно высокой стойкостью от коррозии. Не сваривается. Конструкция связывается вязальной проволокой.

Арматура Ат800

Арматура Ат800 - это стальная горячекатаная рифленая арматура, прошедшая, после горячей прокатки на металлургическом стане, термомеханическое упрочнение. Арматура класса Ат800 может изготавливаться как с гладкой, так и с рифленой (арматура А3) поверхностью. При термомеханическом упрочнении арматуры, применение прерывистого охлаждения вместо непрерывного позволяет повысить до 30 % пластические характеристики, усталостную прочность, коррозионную стойкость, сопротивляемость повторным нагревом при сохранении уровня прочности арматуры.

См. также

• Бетон
• Железобетон
• Предварительно напряжённый железобетон
• Композитная арматура
• Армсеть

Отрывок, характеризующий Арматура (железобетон)

Государь наклонением головы отпустил Мишо.


В то время как Россия была до половины завоевана, и жители Москвы бежали в дальние губернии, и ополченье за ополченьем поднималось на защиту отечества, невольно представляется нам, не жившим в то время, что все русские люди от мала до велика были заняты только тем, чтобы жертвовать собою, спасать отечество или плакать над его погибелью. Рассказы, описания того времени все без исключения говорят только о самопожертвовании, любви к отечеству, отчаянье, горе и геройстве русских. В действительности же это так не было. Нам кажется это так только потому, что мы видим из прошедшего один общий исторический интерес того времени и не видим всех тех личных, человеческих интересов, которые были у людей того времени. А между тем в действительности те личные интересы настоящего до такой степени значительнее общих интересов, что из за них никогда не чувствуется (вовсе не заметен даже) интерес общий. Большая часть людей того времени не обращали никакого внимания на общий ход дел, а руководились только личными интересами настоящего. И эти то люди были самыми полезными деятелями того времени.
Те же, которые пытались понять общий ход дел и с самопожертвованием и геройством хотели участвовать в нем, были самые бесполезные члены общества; они видели все навыворот, и все, что они делали для пользы, оказывалось бесполезным вздором, как полки Пьера, Мамонова, грабившие русские деревни, как корпия, щипанная барынями и никогда не доходившая до раненых, и т. п. Даже те, которые, любя поумничать и выразить свои чувства, толковали о настоящем положении России, невольно носили в речах своих отпечаток или притворства и лжи, или бесполезного осуждения и злобы на людей, обвиняемых за то, в чем никто не мог быть виноват. В исторических событиях очевиднее всего запрещение вкушения плода древа познания. Только одна бессознательная деятельность приносит плоды, и человек, играющий роль в историческом событии, никогда не понимает его значения. Ежели он пытается понять его, он поражается бесплодностью.
Значение совершавшегося тогда в России события тем незаметнее было, чем ближе было в нем участие человека. В Петербурге и губернских городах, отдаленных от Москвы, дамы и мужчины в ополченских мундирах оплакивали Россию и столицу и говорили о самопожертвовании и т. п.; но в армии, которая отступала за Москву, почти не говорили и не думали о Москве, и, глядя на ее пожарище, никто не клялся отомстить французам, а думали о следующей трети жалованья, о следующей стоянке, о Матрешке маркитантше и тому подобное…
Николай Ростов без всякой цели самопожертвования, а случайно, так как война застала его на службе, принимал близкое и продолжительное участие в защите отечества и потому без отчаяния и мрачных умозаключений смотрел на то, что совершалось тогда в России. Ежели бы у него спросили, что он думает о теперешнем положении России, он бы сказал, что ему думать нечего, что на то есть Кутузов и другие, а что он слышал, что комплектуются полки, и что, должно быть, драться еще долго будут, и что при теперешних обстоятельствах ему не мудрено года через два получить полк.
По тому, что он так смотрел на дело, он не только без сокрушения о том, что лишается участия в последней борьбе, принял известие о назначении его в командировку за ремонтом для дивизии в Воронеж, но и с величайшим удовольствием, которое он не скрывал и которое весьма хорошо понимали его товарищи.
За несколько дней до Бородинского сражения Николай получил деньги, бумаги и, послав вперед гусар, на почтовых поехал в Воронеж.
Только тот, кто испытал это, то есть пробыл несколько месяцев не переставая в атмосфере военной, боевой жизни, может понять то наслаждение, которое испытывал Николай, когда он выбрался из того района, до которого достигали войска своими фуражировками, подвозами провианта, гошпиталями; когда он, без солдат, фур, грязных следов присутствия лагеря, увидал деревни с мужиками и бабами, помещичьи дома, поля с пасущимся скотом, станционные дома с заснувшими смотрителями. Он почувствовал такую радость, как будто в первый раз все это видел. В особенности то, что долго удивляло и радовало его, – это были женщины, молодые, здоровые, за каждой из которых не было десятка ухаживающих офицеров, и женщины, которые рады и польщены были тем, что проезжий офицер шутит с ними.
В самом веселом расположении духа Николай ночью приехал в Воронеж в гостиницу, заказал себе все то, чего он долго лишен был в армии, и на другой день, чисто начисто выбрившись и надев давно не надеванную парадную форму, поехал являться к начальству.
Начальник ополчения был статский генерал, старый человек, который, видимо, забавлялся своим военным званием и чином. Он сердито (думая, что в этом военное свойство) принял Николая и значительно, как бы имея на то право и как бы обсуживая общий ход дела, одобряя и не одобряя, расспрашивал его. Николай был так весел, что ему только забавно было это.
От начальника ополчения он поехал к губернатору. Губернатор был маленький живой человечек, весьма ласковый и простой. Он указал Николаю на те заводы, в которых он мог достать лошадей, рекомендовал ему барышника в городе и помещика за двадцать верст от города, у которых были лучшие лошади, и обещал всякое содействие.
– Вы графа Ильи Андреевича сын? Моя жена очень дружна была с вашей матушкой. По четвергам у меня собираются; нынче четверг, милости прошу ко мне запросто, – сказал губернатор, отпуская его.
Прямо от губернатора Николай взял перекладную и, посадив с собою вахмистра, поскакал за двадцать верст на завод к помещику. Все в это первое время пребывания его в Воронеже было для Николая весело и легко, и все, как это бывает, когда человек сам хорошо расположен, все ладилось и спорилось.
Помещик, к которому приехал Николай, был старый кавалерист холостяк, лошадиный знаток, охотник, владетель коверной, столетней запеканки, старого венгерского и чудных лошадей.
Николай в два слова купил за шесть тысяч семнадцать жеребцов на подбор (как он говорил) для казового конца своего ремонта. Пообедав и выпив немножко лишнего венгерского, Ростов, расцеловавшись с помещиком, с которым он уже сошелся на «ты», по отвратительной дороге, в самом веселом расположении духа, поскакал назад, беспрестанно погоняя ямщика, с тем чтобы поспеть на вечер к губернатору.
Переодевшись, надушившись и облив голову холодной подои, Николай хотя несколько поздно, но с готовой фразой: vaut mieux tard que jamais, [лучше поздно, чем никогда,] явился к губернатору.
Это был не бал, и не сказано было, что будут танцевать; но все знали, что Катерина Петровна будет играть на клавикордах вальсы и экосезы и что будут танцевать, и все, рассчитывая на это, съехались по бальному.
Губернская жизнь в 1812 году была точно такая же, как и всегда, только с тою разницею, что в городе было оживленнее по случаю прибытия многих богатых семей из Москвы и что, как и во всем, что происходило в то время в России, была заметна какая то особенная размашистость – море по колено, трын трава в жизни, да еще в том, что тот пошлый разговор, который необходим между людьми и который прежде велся о погоде и об общих знакомых, теперь велся о Москве, о войске и Наполеоне.
Общество, собранное у губернатора, было лучшее общество Воронежа.
Дам было очень много, было несколько московских знакомых Николая; но мужчин не было никого, кто бы сколько нибудь мог соперничать с георгиевским кавалером, ремонтером гусаром и вместе с тем добродушным и благовоспитанным графом Ростовым. В числе мужчин был один пленный итальянец – офицер французской армии, и Николай чувствовал, что присутствие этого пленного еще более возвышало значение его – русского героя. Это был как будто трофей. Николай чувствовал это, и ему казалось, что все так же смотрели на итальянца, и Николай обласкал этого офицера с достоинством и воздержностью.
Как только вошел Николай в своей гусарской форме, распространяя вокруг себя запах духов и вина, и сам сказал и слышал несколько раз сказанные ему слова: vaut mieux tard que jamais, его обступили; все взгляды обратились на него, и он сразу почувствовал, что вступил в подобающее ему в губернии и всегда приятное, но теперь, после долгого лишения, опьянившее его удовольствием положение всеобщего любимца. Не только на станциях, постоялых дворах и в коверной помещика были льстившиеся его вниманием служанки; но здесь, на вечере губернатора, было (как показалось Николаю) неисчерпаемое количество молоденьких дам и хорошеньких девиц, которые с нетерпением только ждали того, чтобы Николай обратил на них внимание. Дамы и девицы кокетничали с ним, и старушки с первого дня уже захлопотали о том, как бы женить и остепенить этого молодца повесу гусара. В числе этих последних была сама жена губернатора, которая приняла Ростова, как близкого родственника, и называла его «Nicolas» и «ты».
Катерина Петровна действительно стала играть вальсы и экосезы, и начались танцы, в которых Николай еще более пленил своей ловкостью все губернское общество. Он удивил даже всех своей особенной, развязной манерой в танцах. Николай сам был несколько удивлен своей манерой танцевать в этот вечер. Он никогда так не танцевал в Москве и счел бы даже неприличным и mauvais genre [дурным тоном] такую слишком развязную манеру танца; но здесь он чувствовал потребность удивить их всех чем нибудь необыкновенным, чем нибудь таким, что они должны были принять за обыкновенное в столицах, но неизвестное еще им в провинции.
Во весь вечер Николай обращал больше всего внимания на голубоглазую, полную и миловидную блондинку, жену одного из губернских чиновников. С тем наивным убеждением развеселившихся молодых людей, что чужие жены сотворены для них, Ростов не отходил от этой дамы и дружески, несколько заговорщически, обращался с ее мужем, как будто они хотя и не говорили этого, но знали, как славно они сойдутся – то есть Николай с женой этого мужа. Муж, однако, казалось, не разделял этого убеждения и старался мрачно обращаться с Ростовым. Но добродушная наивность Николая была так безгранична, что иногда муж невольно поддавался веселому настроению духа Николая. К концу вечера, однако, по мере того как лицо жены становилось все румянее и оживленнее, лицо ее мужа становилось все грустнее и бледнее, как будто доля оживления была одна на обоих, и по мере того как она увеличивалась в жене, она уменьшалась в муже.