1. 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[1]), композитными, древесного происхождения (бамбуккар) и др. По внешнему виду бывает: - гладкая арматура (ровная матовая поверхность по всей длине); - периодического профиля (выступы, насечки ребра). Такая форма позволяет увеличивать сцепление с бетоном и соответственно упрочняет конструкцию. На сегодняшний день выпускают 3 разновидности периодического профиля – серповидный, кольцевой и смешанный.) Профиль арматуры влияет на степень сцепления её с бетоном. Различают следующие виды обработки металла давлением: проката, прессование, волочение, ковка, штамповка. При прокатке горячий стальной слиток пропускают между вращающимися валками прокатного стана, в результате чего заготовка обжимается, вытягивается и в зависимости от профиля прокатных валков приобретает заданную форму (профиль). Прокатывают стали в основном в горячем состоянии. (уголки, швеллеры, двутавры, арматурная гладкая сталь) Холодное профилирование – процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различной конфигурацией в поперечнике, а из круглых стержней на станах холодного профилирования путем сплющивания – упрочненную холодносплющенную арматуру. При волочении заготовка последовательно протягивается через отверстии размером меньше сечения заготовки, вследствие чего заготовка обжимается и вытягивается. Волочение стали обычно производится в холодном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. (проволока, трубы, прутки) Ковка – обработка раскаленной стали повторяющимися ударами молота для придания заготовке заданной формы. (болты, анкеры, скобы) Штамповка – разновидность ковки, при которой сталь, растягиваясь под ударами молота, заполняет форму штампа. Бывает холодной и горячей. (изделия точных размеров) Прессование представляет собой процесс выдавливания находящиеся в контейнере стали через выходное отверстие матрицы. Исходный материал – литье или прокатные заготовки. (прутки, трубы, фасонные профили) По функциональному назначению арматура подразделяется на рабочую, конструктивную (распределительную) и монтажную. Рабочая арматура воспринимает усилия, возникающие под действием нагрузок на конструкцию и ее собственной массы. Продольная рабочая арматура воспринимает усилия растяжения или сжатия, действующие по продольной оси элемента. Поперечная арматура воспринимает усилия, действующие поперек оси балки. Конструктивная (распределительная) арматура обеспечивает цельность конструкции, учитываемой при расчете прочности, а также в распределении действия сосредоточенных сил или ударной нагрузки на большую площадь. Монтажную арматуру устанавливают в зависимости от конструктивных и технологических требований, она не имеет непосредственного статического значения. По способу изготовления арматуру подразделяют на стержневую, или горячекатаную(При прокатке горячий стальной слиток пропускают между вращающимися валками прокатного стана), и проволочную(При волочении заготовка последовательно протягивается через отверстии размером меньше сечения заготовки), или холоднотянутую; по способу упрочнения – без упрочнения, термически упрочняемую (После нагревания слой детали подвергается воздействию охлаждающей среды), упрочнённую вытяжкой; по виду поверхности и профилю – гладкую круглую и периодического профиля; по способу напряжения – обычную и предварительно напряженную. Стержневая арматура для армирования железобетонных конструкций (табл. 10.2) в зависимости от механических свойств подразделяется на классы: A-I (A-240), A-II (A300), AC-II (AC-300), A-III (A-400), A-IV (A-600), A-V (A-800), A-VI (A-1000). Стандартами регламентируются предел текучести, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость и др. По назначению они делятся на конструкционные, инструментальные и стали со специальными свойствами (нержавеющие, жаростойкие и др.). Для строительных целей применяются низколегированные стали. Они показывают максимальные механические свойства после термической обработки. 2. 3. Предел упругости σ 0,05 – наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций. Так как пластические деформации в отдельных кристаллах появляются уже в самой ранней стадии нагружения, величина предела упругости (как и σпц) зависит от требований точности, которые налагаются на производимые измерения. Расчетный способ. Образец нагружают до величины в два раза больше начальной Р0, и после выдержки в течение 5-7 с разгружают до Р0. Затем образец нагружают до величины, соответствующей 70-80% от предполагаемого σ0,05. Дальнейшее нагружение проводят ступенями с выдержкой на каждой ступени 5-7 с и последующей разгрузкой до Р0 с измерением остаточного удлинения. Испытания прекращают, если остаточное удлинение превысит установленный допуск. По результатам испытаний определяют нагрузку Р0,05 Графический способ, σ0,05 определяют по начальному участку диаграммы “нагрузкадеформация”. Удлинения определяют на участке, равном базе измерителя деформации. Для определения Р0,05 вычисляют соответствующую величину остаточного удлинения с учетом базы измерителя деформации. Найденную величину увеличивают пропорционально масштабу диаграммы по оси деформаций; отрезок полученной длины 0Е откладывают по оси абсцисс вправо от начала координат 0. Из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную прямой 0А. Точка пересечения Р с диаграммой растяжения определяют нагрузку Р0,05. Предел текучести физический σт, верхний предел текучести σтв и нижний предел текучести σтн определяют по диаграмме растяжения. Скорость относительной деформации на площадке текучести устанавливают в пределах 0,000250,0025 с-1. Если такая скорость на площадке текучести не может быть установлена, то до начала текучести устанавливают скорость нагружения от 1 до 30 МПа/с. Допускается определять нагрузку Рт по явно выраженной остановке стрелки силоизмерителя машины, обусловленной удлинением образца без заметного увеличения нагрузки. В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести (или явно выраженный начальный переходный эффект), за предел текучести принимается условно величина напряжения, при котором остаточная деформация σост = 0,002 или 0,2%. Предел текучести условный σ0,2 можно определить расчетным или графическим способом. Расчетный способ.σ0,2 определяют аналогично расчетному способу определения предела упругости σ 0,05. Графический способ. σ0,2– определяют аналогично графическому способу определения σ0,05, по точке пересечения с кривой растяжения прямой KL, параллельной начальному участку кривой и отстоящей от него по горизонтали на расстоянии 0К=0,2(1о/100) в соответствии с принятым допуском Предел текучести материала — это величина критического напряжения, при которой материал продолжает самостоятельную деформацию без увеличения нагрузки. Эта характеристика измеряется в Паскалях и позволяет рассчитывать максимально возможное напряжение для пластичной стали. Предел текучести иногда путают с пределом упругости. Это похожие понятия, но предел упругости — это величина максимального сопротивления металла и она чуть ниже предела текучести. Величина текучести примерно на пять процентов превышает предел упругости. Разница в диаграммах твёрдой и мягкой арматуры: 4. Нормативные сопротивления арматуры устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению: для стержневой арматуры — физического предела текучести или условного предела текучести, для проволочной арматуры — условного предела текучести. Нормами установлена доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры 0,95. Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре Расчетные сопротивления арматуры сжатию Rsc, используемые в расчете конструкций по первой группе предельных состояний, при сцеплении арматуры с бетоном принимают равными соответствующим расчетным сопротивлениям арматуры растяжению Rs, но не более 400 МПа (исходя из предельной сжимаемости бетона). При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижаются или в отдельных случаях повышаются умножением на соответствующие коэффициенты условий работы, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растяжения стали, изменением ее свойств в зависимости от условий работы конструкции и т. п. При расчете элементов на действие поперечной силы расчетные сопротивления поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы, учитывающего неравномерность распределения напряжений в арматуре по длине наклонного сечения. Кроме того, для сварной поперечной арматуры из проволоки классов Вр-I и стержневой арматуры класса A-III введен коэффициент, учитывающий возможность хрупкого разрушения сварного соединения хомутов. Кроме того, расчетные сопротивления Rs, Rsc и Rsw следует умножать на коэффициенты условий работы: Vs3, Ys4 — при многократном приложении нагрузки. Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по арматуре, т.е. принимают равными нормативным значениям и вводят в расчет с коэффициентом условий работы арматуры. γ s = 1.1 для арматуры классов А240, А300, А400. γ s = 1.15 для арматуры класса А500, А600, А800; γ s = 1.2 для арматуры класса А1000, В500, Вр1200-Вр1500, К1400, К1500; При расчете бетонных и железобетонных конструкций расчетные сопротивления арматуры умножаются на дополнительные коэффициенты условий работы γsi , учитывающие характер работы конструкций (например, для хомутов и отгибов расчетное сопротивление умножается на 0.8).
