Железобетон

Особенности физико-механических свойств некоторых других видов бетона

Плотный силикатный бетон — бесцементный бетон ав­Токлавного твердения, получаемый на основе известко­вого вяжущего (известково-песчаного, известково-шла - кового и т. п.). Относится к группе тяжелых бетонов, за­полнителями служат кварцевые пески. Обладает хорошим сцеплением с арматурой и защищает ее от кор­розии.

Начальный модуль упругости в сравнении с равно­прочным цементным бетоном в 1,5—2 раза меньше. Об­ладает меньшей ползучестью. Применяется для изготов­ления сборных железобетонных элементов зданий. В не­благоприятных условиях эксплуатации (усиленное (воздействие атмосферных осадков, большие динамичес­кие нагрузки и т. п.) применение ограничивается.

Ячеистый бетон, преимущественно автоклавного твер­дения, содержит в своем строении искусственно создан­ные поры. Приготовляется смешиванием цементного или. известкового вяжущего с водой и пеной (пенобетон, пе - нозолобетон и т. п.) или введением в раствор газообра - зователя — алюминиевой пудры (газобетон) и др. За­полнителями служат мелкие (молотые) кварцевые пес­ки. Ячеистый бетон менее плотный, чем обычный, и поэтому заключенная в нем арматура нуждается в спе­циальной защите от коррозии покрытием цементно-вод - ной смесью или цементно-битумной мастикой. Обладает относительно малой средней плотностью (600—1200 кг/м3).

Начальный модуль упругости в сравнении с равно­прочным обычным бетоном в 2—3 раза меньше. Обла­дает значительной усадкой Esi= (4...6) Ю-4. Усадка при безавтоклавном твердении столь значительная, что мо­жет привести к растрескиванию изделий.

Применяется преимущественно для изготовления сборных элементов ограждающих конструкций промыш­ленных и гражданских зданий.

Жаростойкий бетон используется для эксплуатации в условиях высокой температуры (выше 200°С). В зави­симости от степени нагрева в качестве вяжущих приме­няют: глиноземистый цемент, портландцемент с добав­ками, жидкое стекло (водный раствор силиката натрия с добавлением молотого кварцевого песка и кремнефто - ристого натрия). В качестве жаростойких заполнителей применяют: хромит, шамот, кирпичный бой, шлак, ба­зальт, диабаз и т. п. Сцепление с арматурой периодиче­ского профиля в охлажденном после высокотемператур­ного нагрева состоянии сохраняется. Модуль упругости бетона при повышении температуры уменьшается. При­меняется в конструкциях туннельных печей, тепловых агрегатов, фундаментов доменных печей и т. п.

Крупнопористый бетон без мелких заполнителей при­меняют в географических районах, где нет природного песка, но есть материалы для крупного заполнителя. Структура характеризуется большим числом крупных пор, что приводит к уменьшению плотности и снижению теплопроводности. Применяется только для блочных или монолитных стен зданий.

Кислотостойкий бетон — стойкий в условиях агрессив­ной среды (водной, содержащей кислоты, и паровоздуш­ной, содержащей пары кислот). В зависимости от степе­ни концентрации кислот в качестве вяжущих применяют пуццолановый портландцемент, шлаковый портландце-.. мент, жидкое стекло. Применяется для конструкций под­земных сооружений, покрытий некоторых цехов хими­ческой промышленности, цветной металлургии и т. п.

Полимербетон. В качестве вяжущего применяют поли­мерные материалы (различные эмульсии, смолы и т. п.), существенно повышающие прочность на сжатие и рас­тяжение, улучшающие сцепление с арматурой, значи­тельно повышающие стойкость в агрессивных средах. Несущие конструкции на основе армополимербетона получают применение в объектах химической, электро­металлургической, пищевой и других отраслях промыш­ленности. Бетонные и железобетонные элементы, изго­товленные на цементном вяжущем, а затем подвергну­тые последующей пропитке полимерными материалами по специально разработанной технологии (бетонополи - меры), также приобретают существенно улучшенные физико-механические свойства. Они находят применение в некоторых областях строительства — при изготовлении напорных труб, дорожных плит, колонн, ригелей и др.

Назначение и виды арматуры

Арматура в железобетонных конструкциях устанав­ливается преимущественно для восприятия растягиваю­щих усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций. Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия.

Арматура, устанавливаемая по расчету, носит назва­ние рабочей арматуры; устанавливаемая по конструк­тивным и технологическим соображениям, носит назва­ние монтажной арматуры. Монтажная арматура обеспе­чивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, из­менения температуры конструкции и т. п.

Рис. 1.17. Арматура периодиче­ского профиля

А — стержневая класса A-II; б — то же, A-III н A-IV; в — высокопрочная проволока

Рабочую и монтажную арматуру объединяют в арма­турные изделия — сварные и вязаные сетки и каркасы, которые размещают в железобетонных элементах в со­ответствии с характером их работы под нагрузкой (рис. 1.16). Арматуру разделяют по четырем признакам-.

Рис. 1.16. Железобетонные эле - Менты н их арматура

А ■— сетка; б — плоские карка­сы; в — пространственный кар­кас; 1 — плнта; 2 — балка; 3 — колонна

1. В зависимости от технологии изготовления сталь­ная арматура железобетонных конструкций подразде­ляется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. Под стержневой в данной классификации подразумевается арматура любого диаметра и незави­симо от того, как она поставляется промышленностью—
В прутках (d.^ 12 мм, длиной до 13 м) или в мотках, бунтах (с?<!10 мм, массой до 1300 кг).

В зависимости от способа последующего упрочне­ния горячекатаная арматура может быть термически уп­рочненной — подвергнутой термической обработке, или упрочненной в холодном состоянии — вытяжкой, волоче­нием.

По форме поверхности арматура может быть пери­одического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволоч­ной арматуры значительно улучшают сцепление с бето­ном (рис. 1.17).

По способу применения при армировании железо­бетонных элементов различают напрягаемую арматуру, подвергаемую предварительному натяжению, и ненапря - гаемую.

Жесткая арматура в виде прокатных двутавров, швеллеров, уголков до отвердения бетона работает как металлическая конструкция на нагрузку от собственно­го веса, веса подвешиваемой к ней опалубки и свежеуло - женной бетонной смеси. Она может быть целесообразной для монолитных большепролетных перекрытий, сильно загруженных колонн нижних этажей многоэтажных зда­ний и др. ,

Механические свойства арматурных сталей

Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливают по диаграмме os—es, получаемой из испытания образцов на растяжение (рис. 1.18). Горя­чекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на

Б)

А) 6S

Рис. 1.18. Диаграммы Os—е« при растяжении арматурной стали

А —с площадкой текуче­сти (мягкой); б — с ус -

Јjj ловным пределом теку­чести

Диаграмме (мягкая сталь) обладает значительным удли­нением после разрыва—до 25% (рис. 1.18,а). Напряже­ние, при котором деформации развиваются без заметно­го увеличения нагр? зки, называется физическим преде­лом текучести арматурной стали напряжение, непо­средственно предшествующее разрыву, носит название временного сопротизления арматурной стали аи.

Повышение прочности горячекатаной арматурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигаются введением в ее состав углерода и различных легирую­щих добавок: марганца, кремния, хрома и др. Содержа­ние углерода свыше 0,3—0,5 % снижает пластичность и ухудшает свариваемость стали. Марганец повышает прочность стали без существенного снижения ее пластич­ности. Кремний, погьшшя прочность стали, ухудшает ее свариваемость. Содержание легирующих добавок не­большое и обычно составляет 0,6—2 %.

Существенного повышения прочности горячекатаной арматурной стали (в несколько раз) достигают термиче­ским упрочнением или холодным деформированием. При термическом упрочнении осуществляются закалка ар­матурной стали (нагревом до 800, 900 °С и быстрым ох­лаждением), затем частичный отпуск (нагревом до 300— 400°С и постепенным охлаждением).

Высоколегированные и термически упрочненные ар­матурные стали переходят в пластическую область по­степенно — без ярко выраженной площадки текучести (рис. 1.18, б). Для этих сталей устанавливают условный предел текучести — напряжение оод, при котором оста­точные деформации составляют 0,2 %, а также условный предел упругости — напряжение сг0,02, ПРИ котором оста­точные деформации равны 0,02 % и предел упругости Оіе=0,8а0,2. Пластические деформации арматурных ста­лей при напряжениях, превышающих предел упругости в диапазоне <ь= (0,8... 1,3)а0,2, могут определяться по эмпирической зависимости

Es, Pi = 0,25 (as/a0>2-0,8)з. (I J8)

Сущность упрочнения холодным деформированием арматурной стали состоит в следующем. При искусст­венной вытяжке в холодном состоянии до напряжения, превышающего предел текучести ok>ay, под влиянием структурных изменений кристаллической решетки (на­клепа) арматурная сталь упрочняется. При повторной вытяжке, поскольку пластические деформации уже вы­браны, напряжение Ok становится новым искусственно поднятым пределом текучести (см. рис. 1.18, а).

Вытяжка в холодном состоянии позволяет получать высокую прочность стержней большого диаметра. Мно­гократное волочение (через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий) в холодном со­стоянии позволяет получать высокопрочную проволоку. При этом временное сопротивление значительно увели­чивается, а удлинения при разрыве становятся малыми— 4—6%. Чтобы получить структуру проволоки, необ­ходимую для такого холодного волочения, производится патентирование — предварительная термообработка, на­грев до температуры порядка 800 °С с последующим спе­циальным охлаждением. По такой технологии изготов­ляют высокопрочную проволоку классов B-II, Вр-11.

Пластические свойства арматурных сталей имеют большое значение для работы железобетонных конструк­ций под нагрузкой, механизации арматурных работ, удобства натяжения напрягаемой арматуры и др. Арма­турная сталь обладает достаточной пластичностью, од­нако понижение ее пластических свойств может стать причиной хрупкого (внезапного) разрыва арматуры в конструкциях под нагрузкой, хрупкого излома напряга­емой арматуры в местах резкого перегиба или при за­креплении в захватах и т. п. Пластические свойства ар­матурных сталей характеризуются относительным уд­линением при испытании на разрыв образцов длиной, равной пяти диаметрам стержня, или 100 мм, а также оцениваются испытанием на загиб в холодном состоянии вокруг оправки толщиной 3—5 диаметров стержня.

Полное относительное удлинение после разрыва б, %, устанавливается по изменению первоначальной дли­ны образца, включающей длину шейки разрыва, а отно­сительное равномерное удлинение после разрыва бр, ,%,— по изменению длины образца на участке, не вклю­чающем длину шейки разрыва. Минимально допустимое относительное удлинение и требования при испытании на холодный загиб установлены стандартами и техниче­скими условиями.

Свариваемость арматурных сталей характеризуется надежным соединением, отсутствием трещин и. другиз пороков металла в швах и прилегающих зонах. Свари­ваемость имеет существенно важное значение для меха­низированного изготовления сварных сеток и каркасов, выполнения стыков стержневой арматуры, анкеров, раз­личных закладных деталей и т. п. Хорошо свариваются горячекатаные малоуглеродистые и низколегированные арматурные стали. Нельзя сваривать арматурные стали, упрочненные термической обработкой или вытяжкой, так как при сварке утрачивается эффект упрочнения — происходят отпуск и потеря закалки термически упроч­ненных сталей, отжиг и потеря наклепа проволоки, уп­рочненной вытяжкой.

Хладноломкостью, или склонностью к хрупкому раз­рушению под напряжением при отрицательных темпера­турах (ниже минус 30°С), обладают горячекатаные ар­матурные стали периодического профиля некоторых видов — из полуспокойной мартеновской и конвертерной стали и др. Арматурные стали из высокопрочной прово­локи и термически упрочненные обладают более низким порогом хладноломкости.

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.

Классификация арматуры

Стержневая горячекатаная арматура в зависимости от ее основных механических характеристик подразде­ляется на шесть классов с условным обозначением: A-I, A-II, A-III, А-IV, A-V, A-VI (табл. 1.1). Термическому упрочнению подвергают стержневую арматуру четы-

Таблица 1.1. Классификация и механические характеристики арматуры

Рех классов, упрочнение в ее обозначении отмечается до­полнительным индексом «т»: Ат-ІІІ, Ат-IV, At-V, At-VI. Дополнительной буквой С указывается на возможность стыкования сваркой, К — на повышенную коррозионную стойкость.

49

Каждому классу арматуры соответствуют опреде-

4—943
ленные марки арматурной стали с одинаковыми механи­ческими характеристиками, но различным химическим составам. В обозначении марки стали отражается содер­жание углерода и легирующих добавок. Например, в марке 25Г2С первая цифра обозначает содержание уг­лерода в сотых долях процента (0,25 %), буква Г —что сталь легирована марганцем, цифра 2 — что его содер­жание может достигать 2%, а буква С — наличие в стали кремния (силиция). Наличие других химических элементов, например в марках 20ХГ2Ц, 23Х2Г2Т, обоз­начается буквами: X — хром, Т — титан, Ц — цирконий.

Периодический профиль имеет стержневая армату­ра всех классов, за исключением круглой (гладкой) ар­матуры класса A-I.

Физический предел текучести ай = 230...400 МПа име­ет арматура классов A-I, A-II, A-III, условный предел текучести а0,2=600... 1000 МПа имеет высоколегирован­ная арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически уп­рочненная арматура.

Относительное удлинение после разрыва зависит от класса арматуры. Значительным удлинением обладает арматура классов A-II, A-III (6 = 14...19'%), сравнитель­но небольшим удлинением — арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная всех классов (6= =6...8%).

Модуль упругости стержневой арматуры Es с ростом ее прочности несколько уменьшается и составляет: 2,1 -105 МПа для арматуры классов A-I, A-II; 2-Ю5 МПа для арматуры классов A-III, A-IVC; 1,9-105 для арма­туры класса A-V и термически упрочненной арматуры.

Арматурную проволоку диаметром 3—8 мм подраз­деляют на два класса: Вр-1 — обыкновенная арматурная проволока (холоднотянутая, низкоуглеродистая), пред­назначенная главным образом для изготовления сварных сеток; B-II, Вр-11 — высокопрочная арматурная прово­лока (многократно волоченная, углеродистая), применя­емая в качестве напрягаемой арматуры предварительно - напряженных элементов. Периодический профиль обоз­начается дополнительным индексом «р»: Вр-1, Вр-11.

Основная механическая характеристика проволочной арматуры — ее временное сопротивление а«, которое возрастает с уменьшением диаметра проволоки. Для обыкновенной арматурной проволоки ои=550 МПа, для высокопрочной проволоки Ои= 1300...1900 МПа. Относи­
тельное (удлинение после разрыва сравнительно невысо­кое 6=4...6%. Разрыв высокопрочной проволоки носит хрупкий характер. Модуль упругости арматурной прово­локи классов B-II, Вр-11 равен 2-Ю5 МПа; класса Вр-1 равен 1,7-105 МПа; арматурных канатов равен 1,8-105 МПа.

Сортамент арматуры составлен по номинальным диа­метрам, что соответствует для стержневой арматуры пе­риодического профиля диаметрам равновеликих по площади поперечного сечеяия круглых гладких стерж­ней, для обыкновенной и высокопрочной арматурной проволоки периодического профиля — диаметру прово­локи до профилирования (см. табл. 1.1 и прил. VI).

Применение арматуры в конструкциях

В качестве ненапрягаемой арматуры применяют име­ющие сравнительно высокие показатели прочности стер­жневую арматуру классов Ат-ІІІ, A-III, арматурную про­волоку класса Вр-1. Возможно применение арматуры класса A-II, если прочность арматуры класса A-III не полностью используется в конструкции из-'за чрезмерных деформаций или из-за раскрытия трещин. Арматуру класса A-I можно применять в качестве монтажной, хо­мутов вязаных каркасов, поперечных стержней сварных каркасов.

В качестве напрягаемой рекомендуется применять стержневую термически упрочненную арматуру классов Ат-VI, At-V, At-IVC, горячекатаную арматуру классов A-VI, A-V и A-IV; для элементов длиной свыше 12 м це­лесообразно применять арматурные канаты и высоко­прочную проволоку, допускается применение стержней классов A-IV, A-V.

В конструкциях, предназначенных для эксплуатации при отрицательных температурах (на открытом воздухе И в неотапливаемых помещениях), не применяют арма­турные стали, подверженные хладноломкости: при тем­пературе ниже —30 °С — класса A-II марки ВСт5пс2 и класса A-IV марки 80С; при температуре ниже —40 °С— класса A-III, марки 35ГС.

51

При выборе арматурной стали для применения в кон­струкциях учитывают ее свариваемость. Хорошо свари­ваются контактной сваркой горячекатаная арматура классов от A-I до A-VI, At-IVC и обыкновенная арма-

4*

Турная проволока в сетках. Нельзя Сваривать термически упрочненную арматуру классов Ат-у Ат-VI и высоко­прочную проволоку, так как сварка 'приводит к утрате эффекта упрочнения.

Арматурные сварные изделия

Ненапрягаемую арматуру желез0бетонных конструк­ций изготовляют на заводах, как п^авйло, в виде арма­турных сварных изделий — сварнь^ сет0'к и каркасов. Продольные и поперечные стержни сеток и каркасов в местах пересечений (обычно под пр)яМЫМ угЛом) соеди­няют контактной точечной электросварК0й Такое объе-' динение отдельных стержней армат^рЫ в сетки и карка­сы на сварочных машинах позволяем индустриализовать арматурные работы, значительно сс)Кратить их трудоем­кость и удешевить монтаж заготовок^ арМатуры.

Сварные сетки изготовляют по с'гандарТу а'3 обыкно­венной арматурной проволоки диаметр0М з_5 мм и ар­матуры класса А-ІН диаметром 6—]0 мм; они бывают рулонные и плоские (рис. 1.19). В Р, ул0ННых сетках наи­больший диаметр продольных стер^нед j мм Рабочей арматурой могут служить продолы^ или поперечные стержни сетки; стержни, расположе^ные перпендикуляр­но рабочим, являются распределите>лЬНЬШИ (монтажны­ми). В качестве рабочей арматуру можно также ис­пользовать стержни сеток обоих направлений. Ширина сетки огранинивается размером 3%00 мм> длина сетки принимается по проекту, но не болеіе gooo мм длина ру­лонной сетки ограничивается массой руЛона 900 1300 кг

В прил. VII приведены данные сортамента свар­ных сеток. Приведем основные пара метры сеток в услов­ных обозначениях:

Здесь С —сетка; D —диаметр продольных СТеРЖней - у—шаг про­дольных стержней: D — диаметр поперечны;^ стержней - и —шаг по­перечных стержней; Л-ширина сетки; і —. дЛнна сетки; с,, с, —сво­бодные концы продольных стержней; k - а. вободные концы П0Переч. ных стержней. Если с,=с2, приводится тольько значенне с,, если с,= — c2=k, также приводится только значенне прн С1==С2=£=25 зна­ченне сі опускается. ''

В сетках возможно чередование шага основного v или и и доборного v, или щ (обозн«ачается в сортаменте знаком X). .

Сварные каркасы изготовляют из одного или двух продольных рабочих стержней монтажного стержня и привариваемых к ним поперечных стержней (рис. 1.20, А). В «Руководстве по конструированию бетонных и же­лезобетонных конструкций из тяжелого бетона» (без предварительного напряжения), 1978 г. сетками назва­ны также и плоские каркасы. Размер концевых выпусков продольных и поперечных стержней каркаса должен быть не менее 0,5rfi+d2 или 0,5 D2+D{ и не менее 20 мм. Пространственные каркасы конструируют из плоских

Каркасов (рис. 1.20, б) и с применением соединительных стержней (рис. 1.20, в).

Качество точечной электросварки сеток и каркасов зависит от соотношения диаметров свариваемых попе­речных и продольных стержней, которое должно быть не менее 0,3. Наименьшее расстояние между осями свари­ваемых стержней также зависит от диаметров стержней. Данные для проектирования каркасов по условиям тех­нологии сварки приведены в прил. IX.

Арматурные проволочные изделия

Напрягаемую арматуру предварительно напряжен­ных конструкций изготовляют из отдельных проволок,

Рнс. 1.22. Арматурные пучки

А — однорядные; б — многорядные; в — с применением 7-проволоч - ных канатов; 1 — анкер; 2 — вид сбоку; 3, 5, 6 — сечения 14-, 18- н 24-проволочных пучков; 4— коротыш; 7 — канат; 8 — распредели­тельная звездочка

Объединяемых в арматурные изделия — канаты и пучки.

Армирование одиночными напрягаемыми проволоками повышает затраты труда, а соблюдение необходимых расстояний между проволоками приводит к излишнему развитию сечения предварительно напряженного эле­мента.

1~ внд сбоку; 2, 3,4— Сечення 3-, 7- н 19-про - волочного канатов

Рис. 1.21. Арматурные канаты

Арматурный канат — наиболее эффективная напря­гаемая арматура, он состоит из группы проволок, сви­тых так, чтобы было исключено их раскручивание (рис. 1.21). Вокруг центральной прямолинейной проволоки по спирали в одном или в нескольких концентрических
слоях располагают проволоки одного диаметра. В npjg цессе изготовления каната проволоки деформируются ^ плотно прилегают друг к другу. Периодический профид| арматурных канатов обеспечивает их надежное сцепле ние с бетоном, а благодаря большой длине канатов ойр могут применяться в длинномерных конструкциях б©| стыков. I

Арматурные канаты класса К—п изготовляют g| большого числа тонких проволок диаметром 1—3 мм| Применяют их в качестве напрягаемой арматуры для! крупных сооружений. Они обладают повышенной дефор- мативностью; чтобы уменьшить неупругие деформации* их подвергают предварительной обтяжке.

Арматурные пучки состоят из параллельно располо^ женных высокопрочных проволок (рис. 1.22). Проволоки (14,18 и 24 шт.) располагают по окружности с зазора­ми, обеспечивающими проникание цементного раствора внутри пучка, и обматывают мягкой проволокой. В более мощных арматурных пучках вместо отдельных прово­лок применяют параллельно расположенные канаты. В многорядных пучках число отдельных проволок диамет­ром 4—5 мм достигает 100 шт. Арматурные пучки про-' мышленностью не поставляются, их изготовляют на стро­ительных площадках или на предприятиях строительной индустрии.

Соединения арматуры

Сварные стыки арматуры. Основным видом соедине­ния арматурных стержней является сварное соединение встык, которое в заводских условиях и на монтаже вы­полняется различными способами.

В заводских условиях для соединения арматурных стержней классов от A-I до A-VI, Ат-Ш, Ат-IVC (напри­мер, для соединения заготовок арматурных стержней, приварки коротышей большого диаметра и т. п.) приме­няют контактную сварку (рис. 1.23, а). При этом отно­шение диаметров соединяемых стержней йі/^2=^0,85 и наименьший диаметр стержня Допускается при

Использовании специальной технологии сварки отноше­ние d/d21^0,b.

На монтаже для соединения арматурных, стержней классов A-I, A-II, A-III, Ат-Ш (например, для соединения выпусков арматуры сборных железобетонных элементов и
а — контактная сварка встык; б — дуговая ванная сварка в инвентар­ной форме; в — дуговая сварка с на­кладками, четыре фланговых шва; г — то же, два фланговых шва; д — Высота и ширина сварного шва; е — сварное соединение втавр стержней с пластинкой; ж — сварное соединение внахлестку стержня с пластинкой

Ч)

Рис. 1.24. Стыки сварных сеток в иа - , г—f

,10мм і а і O,5d

Рис. 1.23. Сварные стыковые соедине­ния арматуры

Г)

ТЭ О О"

—О 0*1" О и I и о о -

Правлении рабочей арматуры чії5-*

А — при гладких стержнях, когда поперечные стержни расположены в одной плоскости; б, в — то же, когда поперечные стержни располо­жены в разных плоскостях; г — в направлении рабочей арматуры при стержнях периодического профиля, когда в пределах стыка в одном стыкуемом изделии поперечные стержни отсутствуют; д — то же, когда в пределах стыка в двух стыкуемых изделиях поперечные

Стержни отсутствуют

Т. п.) применяют дуговую ванную сварку в инвентарных формах (рис. 1.23, б). Если диаметр соединяемых стер­жней D<20 мм, то применяют дуговую сварку стержней с накладками с четырьмя фланговыми швами 1—Ы (рис. 1.23, в) или с односторонним расположением швов и удлиненными накладками 1~Ы (рис. 1.23, г). При этом должны соблюдаться требования о размерах высо­ты сварного шва: 4 мм^/і==0,25(і и ширины сварного шва: 10 MM<6=0,5d (рис. 1.23, д).

Соединение втавр стержней с пластиной толщиной 6^0,75d (из листовой или полосовой стали) производит­ся автоматической дуговой сваркой под слоем флюса (рис. 1.23, е). Соединение внахлестку арматурных стер­жней с?=8...40 мм с пластиной или с плоскими элемен­тами проката может выполняться дуговой сваркой флан­говыми швами (рис. 1.23, ж).

Стыки арматуры внахлестку (без сварки). Арматур­ные стержни классов A-I, A-II и А-ІІІ допускается сое­динять внахлестку с перепуском концов на 20—50 диа­метров без сварки в тех местах железобетонных элемен­тов, где прочность арматуры используется не полностью. Однако такой вид соединения арматуры вследствие из­лишнего расхода стали и несовершенства конструкции стыка применять не рекомендуется.

Стыки сварных сеток в рабочем направлении могут выполняться внахлестку (рис. 1.24). Рабочие стержни соединяемых сеток могут располагаться в разных плос­костях или в одной плоскости. В каждой из соединяемых в растянутой зоне сеток на длине нахлестки должно быть расположено не менее двух поперечных стержней, при­варенных ко всем продольным стержням сетки. Если ра­бочая арматура сеток из стержней периодического про­филя, то одна из соединяемых сеток или обе сетки в пределах стыка могут быть без приваренных поперечных стержней. Необходимая длина перепуска (нахлестки) сеток для создания необходимой заделки устанавливает­ся по формуле (1.20).

Стыки плоских сварных каркасов внахлестку допус­каются при одностороннем расположении продольных стержней и выполняются как стыки сварных сеток в ра­бочем направлении; при этом на длине стыка устанавли­вают дополнительные хомуты или поперечные стержни с шагом не более 5 диаметров продольной арматуры.

Стыки сварных сеток и каркасов в конструкциях сле-
рует располагать вразбежку. Стыки сварных сеток в не­рабочем направлении (когда соединяется распредели­тельная арматура) также выполняют внахлестку (рис. 51.25). Длину перепуска принимают равной 50 мм при ди­аметре распределительной арматуры до 4 мм и равной

Рис. 1.25. Стыки сварных сеток В направлении нерабочей (рас­пределительной) арматуры

Ли-/м/

А — внахлестку; б — с дополни - тельными стыковыми сетками; 1 — рабочие стержни; 2 — рас­пределительные стержни

-м* 7 2

100 мм при диаметре распределительной арматуры бо­лее 4 мм. Эти же стыки при диаметре рабочей арматуры 16 мм и более осуществляются укладкой дополнительных стыковых сеток с перепуском распределительной арма­туры в каждую сторону на 15 диаметров, но не менее 100 мм.

Неметаллическая арматура

. і W «г^ * •

•» і і

В целях экономии металла проводятся исследования по созданию неметаллической арматуры конструкций. Неметаллическую стеклопластиковую арматуру получа­ют из тонких стекловолокон, объединяемых в арматур­ный стержень с помощью связующих пластиков из син­тетических смол. Стеклопластиковые арматурные стерж­ни обладают хорошим сцеплением с бетоном, высокой прочностью на разрыв (до 1800 МПа), но низким моду­лем упругости (45 000 МПа)'. Высокая прочность и низ­кий модуль упругости предопределяют целесообразность применения стеклопластиковой арматуры для предвари­тельно напряженных конструкций. К недостаткам стек­лопластиковой арматуры относятся склонность к разру­шению от щелочных реакций и старение, характеризуе­мое снижением прочности во времени.