Арматура та її основні властивості

Арматурою називають гнучкі чи тверді сталеві стержні, розміщені в масі бетону відповідно до розрахунку або за конструктивними і виробничими вимогами. У ролі арматури можуть виступати й синтетичні матеріали, скловолокно та інші елементи. Призначення арматури в залізобетонних конструкціях полягає у сприйнятті напружень, що розтягують, чи зміцненні стиснутого бетону. Завдяки зчепленню арматури з бетоном у період твердіння бетонної суміші конструкція працює під навантаженням як одне монолітне тіло, здатне сприймати усі види силових впливів, хоч частка зусиль розподіляється на бетон і арматуру неоднаково.

Арматуру підрозділяють за функціональним призначенням, технологією виготовлення, профілем поверхні та іншими параметрами.

За призначенням арматуру розділяють на робочу, встановлювану за розрахунком для роботи під впливом зовнішніх зусиль; конструктивну, що сприймає усадочні деформації і сприяє рівномірному розподілу зусиль, і монтажну, що забезпечує проектне положення робочої арматури й об'єднує робочу арматуру в сітки й каркаси.

За технологією виготовлення арматуру розділяють на гарячекатану стержньову, термо-механічно зміцнену і холоднотягнуту дротову.

г в б

е д е

Рис.1.3 – Вид поверхні арматурних стержнів:

а – гладка; б – періодичного профілю А-II; в – те ж, А-III А-IV; г – з окремими вм'ятинами; д, е – серповидний; 1 – вид з боку вм'ятин; 2 – вид з гладкої сторони

За фізико-механічними характеристиками арматурна сталь умовно підрозділяється на три типи: 1) пластичну (м'яку); 2) підвищеної міцності (напівтверду); 3) високоміцну (тверду). Кожен тип сталей має свої визначені міцнісні й деформативні характеристики, свою особливу діаграму розтягу. Так, пластичні сталі, до яких відносяться сталі Ст3, Вст5, 10ГТ, 18М2С, 25Г2С, 35ГС та інші, мають явно виражену площадку текучості і зону зміцнення (рис.1.4, а); сталі підвищеної міцності, до яких відносяться 20ХГ2Ц, 80С, 23Х2М2Т, 20Х2М2СР та інші, не мають вираженої площадки текучості і характеризуються умовною точкою площадки текучості (рис.1.3, б), нарешті, високоміцні сталі мають дуже круту лінію розвитку деформацій при зростанні навантаження. Криві, наведені на рис.1.4, відбивають особливості роботи арматури під розтягуючим навантаженням.

У нормативних документах арматурна сталь відповідно до її механічних властивостей підрозділяється, як і бетон, на класи. Основою для класифікації арматурних сталей на класи служать міцнісні характеристики – для пластичних сталей межа текучості, для сталей підвищеної міцності – умовна межа текучості і для високоміцних сталей – межа міцності на розтяг (тимчасовий опір розриву).

Арматура підрозділяється відповідно до СНіП 2.03.01-84* на стержньову, дротову і канатну. Стержньова арматура позначається буквою А з додаванням римської цифри. Чим вище міцність сталі, тим більше номер римської цифри.

Гарячекатана стержньова – A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI (A-I – гладка, всі інші класи періодичного профілю).

Термічно і термомеханічно зміцнена також стержньова – Ат-III, Ат-IV, Ат-V, Ат-VI, Ат-VII. Якщо арматура даного класу має зварюваність чи корозійну стійкість, то до звичайного індексу додається буква «С» чи «К», наприклад Ат-ІVс, Ат-Vк, Ат-Vск і т.п.

Дротова арматура позначається буквою В і виконується, як правило, холоднотягнутою: B-I, Вр-I, високоміцний дріт позначається B-II, Вр-II,

індекс «р» вказує на періодичність профілю.

Канатна арматура в основному застосовується двох типів К-7, К-19, хоча існують також інші канати К-3, К-36 і т.п.

Для кожного виду арматури існують свої діаметри, що приводяться в сортаменті арматури (дод. III).

У нормативних документах [7] класифікація арматурних сталей змінена, введено нові позначення класів у відповідності до ДСТУ 3760-98.

Арматурний прокат, що позначається буквою А, підрозділяють на класи залежно від показника механічних властивостей, установленого стандартом нормованого значення умовної чи фізичної межі текучості в Н/мм². Арматурний прокат виготовляють таких класів:

– А240 – з гладким профілем (межа текучості 240 Н/мм²);

– А300С, А400С, А500С, А550С, А600, А600С, А600К, А800, А800К і А1000 – з періодичним профілем.

Гладкий профіль має діаметри 5,5÷40 мм, періодичний – 6÷40 мм. Індекс С відповідає зварюваності сталі, індекс К – стійкості проти корозійного розтріскування.

Номінальний діаметр арматурного прокату, площа поперечного перерізу, маса 1 пог. метра і відхилення, що допускаються, за масою повинні відповідати табл.1.1.

Таблиця 1.1

Механічні властивості арматурного прокату і результати випробувань на згин у стані постачання повинні відповідати нормам, наведеним у табл.1.2.

Таблиця 1.2

Слід зазначити, що при встановленні розрахункових опорів вказаних сталей, які використовуються при розрахунку за першою групою граничних станів, можна застосовувати такі значення γ_s :

Таким чином, слід підкреслити, що клас А240С відповідає класу А-I, А300С – класу А-II, клас А400С – класу А-III. Інші класи мають відмінні міцнісні характеристики. Даних про дротову арматуру ДСТУ 3760-98 не наводить, вважаються дійсними нормативи СНіП 2.03.01-84*.

Позначення арматурного прокату відповідно до нових нормативних документів записують в такий спосіб: 20 А1000 ДСТУ 3760–98 – арматура діаметром 20 мм класу А1000; 8 А400С ДСТУ – арматурний прокат діаметром 8 мм класу А400С, що зварюється.