|
Армирование бетона
Бетоны обладают высоким пределом прочности на сжатие и плохо
сопротивляются растяжению. Предел прочности бетонов на растяжение в 10—30 раз
меньше, чем на сжатие. Для придания бетону повышенной сопротивляемости
растягивающим напряжениям его армируют стальной арматурой, которая воспринимает
на себя растягивающие усилия. Благодаря армированию бетона появилась возможность
создавать строительные конструкции для несущих элементов зданий и сооружений,
хорошо работающих на изгиб и растяжение. Прочность и долговечность
железобетонных изделий обеспечивается совместной работой бетона и стальной
арматуры, высокой степенью сцепляемости их поверхностей, близкими температурными
коэффициентами линейного расширения и способностью бетона защищать стальную
арматуру от коррозии.
Армирование снижает усадочные деформации бетона и уменьшает
вероятность образования трещин. При армировании железобетонных конструкций
необходимо учитывать растягивающие напряжения, возникающие в них при работе в
строительных сооружениях, а также и те, которые могут образовываться в процессе
изготовления, складирования, транспортирования и монтажа изделий. В связи с этим
арматуру принято разделять на рабочую, распределительную и монтажную.
Рабочая арматура воспринимает основные растягивающие
напряжения в железобетонных изделиях. Распределительная арматура позволяет
равномерно распределять по рабочей арматуре действующие усилия, а монтажная —
соединять отдельные элементы арматуры в арматурные изделия и производить сборку
железобетонных конструкций (монтажные петли и закладные детали).
Железобетонные конструкции армируют ненапряженной и
напряженной арматурой. Обычное армирование ненапряженной арматурой имеет ряд
недостатков. Во-первых, в таких конструкциях нельзя использовать эффективную
высокопрочную проволоку, так как ее относительные деформации растяжения под
нагрузкой оказываются больше, чем допустимые деформации бетона (элементы больше
прогибаются), и вследствие этого в растянутых зонах могут образовываться
трещины. Во-вторых, для создания повышенной жесткости железобетонных элементов
(уменьшения прогибов изгибаемых элементов) в растянутую зону устанавливают
большее количество арматуры, чем необходимо для обеспечения несущей способности
по расчету. В-третьих, при ползучести бетона и его усадки при высыхании,
возможно образование трещин в растянутой зоне, что нарушает сплошность защитного
слоя бетона и приводит к коррозии арматуры.
Все эти недостатки в совокупности с неблагоприятными условиями
эксплуатации и воздействием агрессивных сред в конечном итоге снижают
долговечность зданий и сооружений.
При изготовлении предварительно напряженных железобетонных
изделий их сечения, работающие при приложении эксплуатационной нагрузки на
растяжение, предварительно обжимают до 5—15 МПа. Предварительно напряженные
железобетонные конструкции при работе на растяжение или изгиб оказываются более
трещи-ностойкими и отличаются повышенной долговечностью. Это объясняется тем,
что при приложении нагрузок, растягивающие усилия воспринимаются стальной
арматурой, в то время, как обжатый бетон в растянутой зоне разгружается
полностью или несет незначительные растягивающие напряжения, не превышающие его
прочности на растяжение. Вследствие этого трещины не образуются, и защитный слой
хорошо предохраняет стальную арматуру от коррозии.
При назначении усилия натяжения арматуры должны
учитываться возможные потери напряжения, связанные с уменьшением длины
железобетонных элементов вследствие усадки и ползучести бетона под нагрузкой,
релаксацией напряжений в арматуре, а также ее удлинения при тепловой обработке
изделий и др. В соответствии с существующими строительными нормами и правилами
величина натяжения арматуры должна находиться в пределах ее упругих деформаций и
не превышать 85—90 % предела ее текучести, а для углеродистой стали, не имеющей
ярко выраженной площадки текучести, — 65— 70 % прочности от временного
сопротивления разрыву. Нормативные и расчетные сопротивления растяжению и сжатию
стальной арматуры различных классов приведены в СНиП 2.03.01—84.
Для натяжения арматуры применяют различные способы:
механический, электротермический, электротермо-механический и химический.
Обжатие бетона в растянутых зонах на заданную величину осуществляется двумя
основными способами.
Первый — на упоры силовой металлической формы, способной
воспринимать нагрузки без значительных деформаций, или на упоры стенда временно
натягивается арматура. В промежутки между упорами устанавливается бортоснастка и
формируется железобетонное изделие (или несколько изделий). После его
затвердевания и набора необходимой прочности, напряжения с упоров передаются на
бетон, и бетон в растянутой зоне обжимается, Анкеровка арматуры обеспечивается
ее сцеплением с бетоном.
Второй — в растянутой зоне изготовляемого бетонного изделия с
помощью вкладышей образуют технологические отверстия (каналы). После набора
бетоном достаточной прочности в подготовленные каналы вводят арматуру (в виде
стержней, пучков высокопрочной проволоки или стальных канатов). Арматура с одной
стороны изделия закрепляется с помощью анкеров, с другой натягивается
гидродомкратами или другими способами и закрепляется в натянутом состоянии
анкерными устройствами. При этом растянутая зона конструкции обжимается на
заданную величину. Каналы с напряженной арматурой заполняются раствором под
давлением методом инъецирования, чтобы предохранить ее от коррозии и после
затвердевания обеспечить хорошее сцепление бетона со стальной арматурой.
Анкерные устройства оставляют на весь период эксплуатации изделия. Этот способ
обжатия бетона применяется значительно реже, так как операции образования
каналов, протяжки через них арматуры, ее натяжение и инъецирование раствора
оказываются весьма трудоемкими.
В отдельных случаях при производстве железобетонных труб
арматуру спирально навивают под напряжением на заранее изготовленные бетонные
сердечники с последующим нанесением на сердечник и арматуру защитного слоя
бетона. Обычно прочность бетона, пригодного для натяжения арматуры, должна
составлять не менее 70 % марочной прочности (класса бетона).
Для армирования
железобетонных конструкций используются около сорока марок сталей.
В зависимости от технологии изготовления стальную арматуру
разделяют на горячекатаную — стержневую диаметром от 6 до 80 мм и холоднотянутую
— проволочную диаметром от 3 до 8 мм. Арматура может иметь гладкий или
периодический профиль.
Для повышения прочности стержневую арматуру иногда
подвергают механической или термической обработке, упрочнению. В зависимости от
механических характеристик ее подразделяют на виды и классы; горячекатаная
гладкая классов A-I; периодического профиля А-П, A-III, A-IV, A-V, A-VI;
термически и термомеханически упрочненная Ат-Ш; Ат-IV; Ат-V; Ат-VI; упрочненная
вытяжкой А-Шв и др. холоднотянутая проволока гладкая низкоуглеродистая классов
B-I; углеродистая Вр-П; буква «р» обозначает рифленая, периодического профиля;
арматурные канаты — спиральные семипроволочные К-7, девятнадцатипроволочные
К-19; прокат для закладных деталей — сталь прокатная углеродистая толщиной 4—30
мм.
Выбор арматурной стали следует производить в зависимости от
типа конструкции, наличия предварительного напряжения, а также от условий
возведения и эксплуатации здания или сооружения в соответствии со СНиП
2.03.01—84.
использованы материалы www.betons.ru
установка перегородок; грузоперевозки Киев; Преймущества пылесосов makita 400 налицо!; нужные всем шторы
|
