Арматурные сварные изделия.

Сварные арматурные изделия подразделяют на типы:

1)арматурные сетки;

2)арматурные каркасы;

3)отдельные стержни арматуры со сварными стыковыми соединениями по длине стержня.

Арматурные сетки

Сварные арматурные сетки изготовляют из стержней, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечений сваркой (крестообразное соединение).

Сетки изготовляют с квадратными или прямоугольными ячейками.

В одном направлении сетки имеют стержни одинакового диаметра.

Сетки изготовляют с расположением рабочей арматуры:

в одном направлении (продольном или поперечном) и распределительной арматурой в другом направлении;

в обоих направлениях.

Сетки изготовляют плоскими или рулонными.

Рулонными изготовляют сетки с продольными стержнями из арматурной проволоки диаметрами до 5 мм включительно, при поперечных стержнях диаметрами до 10 мм включительно.

Сетки с продольными и поперечными стержнями диаметрами от 3 до 10 мм включительно изготовляют с поперечными стержнями на всю ширину сетки или со смещенными поперечными стержнями.

Арматурные каркасы

Сварные арматурные каркасы изготовляют из продольных и поперечных стержней, соединенных в местах пересечений сваркой (крестообразное соединение).

Продольные и поперечные стержни каркасов в одном направлении имеют стержни одинакового или разных диаметров.

Каркасы изготовляют плоскими или пространственными.

Плоские каркасы имеют поперечные стержни, расположенные в одной плоскости и предназначенные для армирования линейных изгибаемых или растянутых железобетонных элементов и конструкций с малой шириной поперечного сечения.

Пространственные каркасы изготовляют с поперечными стержнями, расположенными в разных плоскостях.

11. Арматурные проволочные изделия.

Проволочная арматура. Арматурную проволоку в зависимости от механических свойств подразделяют на обыкновенную и высокопрочную, а по форме поверхности: - на гладкую и периодического профиля.

Обыкновенную арматурную проволоку изготовляют из низкоуглеродистой стали. Диаметр проволоки - 3; 4 и 5 мм. Она может быть двух классов: B-I - гладкая; Вр-1 - периодического профиля. Проволока хорошо сваривается, что позволяет использовать ее в составе арматурных изделий.

Периодический профиль проволоки класса Вр-1 образован диаметрально расположенными на ее поверхности вмятинами. Размеры рифов (вмятин) зависят от диаметра проволоки. Глубина вмятин h = 0, 15...0, 25 мм, шаг s = 2...3 мм, длина выступа L = 0, 6... 1 мм.

Из проволоки класса Вр-1 изготовляют сварные сетки и каркасы, которые используют в качестве ненапрягаемой рабочей арматуры, из гладкой проволоки класса B-I - только конструктивную арматуру.

Высокопрочную арматурную проволоку изготовляют из углеродистой стали путем многократного волочения и низкотемпературного отпуска. Ее также подразделяют на классы: В-П -гладкая; Вр-11 - профилированная. Диаметр проволоки - 3...8 мм с градацией через 1 мм. Профиль проволоки класса Вр-П несколько отличается от профиля проволоки класса Вр-1. Расстояние между центрами вмятин s в зависимости от диаметра проволоки составляет 6, 5...7 мм, а глубина вмятин h = 0, 15...0, 4 мм. Радиус цилиндрической поверхности вмятин R не зависит от диаметра проволоки и равен 8 мм.

По механическим свойствам высокопрочная проволока значительно превосходит обыкновенную. Например, предел текучести проволоки диаметром 3 мм класса B-I составляет 3500 Н, а класса В-П - 10600 Н. Проволоку классов В-И и Вр-И не сваривают, так как в результате высокотемпературного нагрева прочность ее может сильно понизиться. Допускается лишь сваривать стыки конструктивной (монтажной) арматуры, используя специальные приемы сварки.

Из проволоки классов В-П и Вр-П изготовляют напрягаемую арматуру железобетонных элементов большой протяженности -свыше 12 м. Особенно эффективна такая проволока в предварительно напряженных конструкциях, испытывающих в процессе эксплуатации постоянное давление жидкостей, газов или сыпучих тел, например в силосах.

Основной механической характеристикой обыкновенной арматурной проволоки служит ее временное сопротивление разрыву (предел прочности), а высокопрочной - условный предел текучести.

Эти характеристики возрастают с уменьшением диаметра проволоки

Арматурные канаты состоят из нескольких проволок, свитых так, чтобы было исключено их раскручивание. Вокруг центральной проволоки по спирали в одном или в нескольких концентрических слоях располагают проволоки одного диаметра. В процессе изготовления каната проволоки деформируются и плотно прилегают одна к другой. Благодаря периодическому профилю создается надежное сцепление канатов с бетоном.

Канаты выпускают в основном двух классов - К-7 и К-19. В семипроволочных стальных канатах класса К-7 применяют углеродистую проволоку. Канаты класса К-7 изготовляют номинальных диаметров 6... 15 мм с градацией в 3 мм. Прочностные характеристики канатов примерно такие же, что и у проволоки класса Вр-П.

Сечение 19-проволочных канатов класса К-19 представляет собой семипроволочную прядь, на которую навиты 12 соприкасающихся проволок. Номинальный диаметр канатов этого класса- 14 мм.

Выпускают также многопрядные канаты класса К-w. Их изготовляют из большого числа тонких проволок диаметром 1...3 мм. Такие канаты обладают повышенной деформативностью, поэтому перед применением их подвергают предварительной обтяжке.

Арматурные канаты - наиболее эффективная напрягаемая арматура. Их используют в крупноразмерных конструкциях, например в балках длиной свыше 12 м, а также для армирования предварительно напряженных элементов, находящихся под давлением газов, жидкостей и сыпучих тел.

Канаты поставляют намотанными на деревянные барабаны или в бухтах. Длина отрезка каната по стандарту должна быть не менее 1000 м. В процессе армирования конструкций допускается сваривать канаты только по особому режиму с применением опрессовываемых гильз.

12. Реологические свойства арматурной стали. Усталостное разрушение. Динамическая прочность, Высокотемпературный нагрев

Реологические свойства арматурной стали характери­зуются ползучестью и релаксацией. Ползучесть арматур­ной стали нарастает с повышением напряжений и рос­том температуры. Релаксация, или уменьшение напря­жений, наблюдается в арматурных стержнях при неизменной длине — отсутствии деформаций. Релакса­ция зависит от механических свойств и химического со­става арматурной стали, технологии изготовления и условий применения и др. Значительной релаксацией обладают упрочненная вытяжкой проволока, термически упрочненная арматура, а также высоколегированная стержневая арматура. Релаксация горячекатаных низко­легированных арматурных сталей незначительна. Как показывают опыты, наиболее интенсивно релаксация раз­вивается в течение первых часов, однако она может про­должаться длительное время. Релаксация арматурной стали оказывает большое влияние на работу предвари­тельно напряженных конструкций, так как приводит к частичной потере искусственно созданного предвари­тельного напряжения.

Усталостное разрушение арматурной стали наблюда­ется при действии многократно повторяющейся нагруз­ки, оно носит хрупкий характер. Предел выносливости арматурной стали в железобетонных конструкциях за­висит от числа повторений нагрузки п, характеристики цикла p=omtn/< Tmax, качества сцепления и наличия тре­щин в бетоне растянутой зоны и др. С увеличением чис­ла циклов предел выносливости уменьшается. Термиче­ски упрочненные арматурные стали имеют пониженный предел выносливости.

Динамическая прочность арматурной стали наблюда­ется при нагрузках большой интенсивности, действующих на сооружение за весьма короткий промежуток времени. В условиях высокой скорости деформирования арматур­ные стали работают упруго при напряжениях, превыша­ющих физический предел текучести, при этом происходит запаздывание пластических деформаций. Превышение динамического предела текучести над статическим пре­делом текучести связано с временем запаздывания. В меньшей степени динамическое упрочнение проявляется на условном пределе текучести а0, 2 сталей легирован­ных и термически упрочненных (не имеющих явно вы­раженной площадки текучести) и практически совсем не отражается на пределе прочности аи всех видов арма­турных сталей, в том числе высокопрочной проволоки и изделий из нее.

Высокотемпературный нагрев арматурных сталей при­водит к изменению структуры металла и снижению прочности. Так, при нагреве до 400 °С предел текучести горячекатаной арматуры класса А-111 уменьшается на 30 %, классов A-II и A-I — на 40 %, модуль упругости уменьшается - на 15 %. Заметное проявление ползучести арматуры в конструкциях под нагрузкой наблюдается при температуре свыше 350 °С. При нагреве происходит отжиг и потеря наклепа арматуры, упрочненной холод­ным деформированием, поэтому временное сопротивле­ние у высокопрочной арматурной проволоки снижается интенсивнее, чем у горячекатаной арматуры. После на­грева и последующего охлаждения прочность горячека­таной арматурной стали восстанавливается полностью, а прочность высокопрочной арматурной проволоки — лишь частично.