Задание № 32 Арматурные стали
Принцип армирования бетона. (Вопрос №83)
Бетон является хрупким анизотропным материалом, плохо сопротивляющимся растяжению и изгибу. Для восприятия растягивающих напряжений бетон армируют. Для армирования бетона наиболее широко применяется сталь. Это обусловлено:
Сталь имеет достаточное сцепление с бетоном, которое обеспечивает возможность рационального распределения нагрузки между этими материалами.
Температурные коэффициенты линейного расширения стали и бетона близки по величине, что сводит к минимуму внутренние напряжения в зоне контакта при изменении температуры.
Бетон надежно защищает сталь от коррозии.
Принцип предварительного напряжения конструкций. (Вопрос №88)
Железобетон имеет существенный конструктивный недостаток — невысокую трещиностойкость, так как бетон имеет слабые сопротивления растягивающим усилиям (не более 12 % его прочности при сжатии).
Предельная растяжимость бетона любых марок не превышает 0,2 мм/м; в то же время напряжения в растянутой арматуре при таких деформациях бетона невелики и составляют примерно 20-25 % ее расчетной прочности.
Превышение марки бетона незначительно увеличивает прочность бетона при растяжении.
Применение высокопрочной арматуры в обычном железобетоне нерационально, так как повышение напряжений в арматуре приводит к увеличению раскрытия трещин в растянутой зоне бетона.
Принцип предварительного напряжения арматуры - создание в растянутой зоне бетона сжимающих усилий (напряжений) за счет предварительного натяжения арматуры.
А) Без предварительного напряжения.
Б) Предварительно напряженные железобетонные конструкции.
Расчет железобетонных конструкций II группе предельных состояний. (Вопрос №264)
1я гр пред сост – такие предс сост при кот констр перестает удовл требованиям эксплуатации вообще. Расчеты: 1) по прочности(несущ способность); 2) по устойчивости; 3) по резонансу.
2я гр пред сост – такие пред сост, при кот констр перестает удовл требованиям норм экспл. Расчеты:
1) по трещинообразованию; 2) по раскрытию трещин; 3) по деформациям.
Деление арматуры на классы и марки. Какая сталь применяется для монтажных петель? (Вопрос №84)
По назначению:
- Рабочая - воспринимает расчетные напряжения от нагрузок. Рабочая арматура может быть:
Напрягаемая; Ненапрягаемая.
- Конструктивная - применяется для восприятия нагрузок, не подлежащих расчету (от температурных и усадочных деформаций), в большинстве случаев применяется в виде сеток.
- Монтажная - используется для закрепления рабочей арматуры в проектном положении.
Разновидностью монтажной арматуры является - Распределительная. Распределительная арматура рассматривается как дополнительный элемент, с помощью которого распределяются усилия между стержнями рабочей арматуры.
По способу изготовления:
- Горячекатаная (арматура класса А)
- Холоднотянутая (арматурная проволока) изготавливается способом холодного волочения
(B-I; II; Bp-I; II).
По полноте проведения процесса раскисления: (степени раскисления)
- Кипящая (КП)
- Спокойная (СП)
- Полуспокойная (ПС)
По гарантии механических и химических свойств:
А - гарантируются механические свойства;
Б - гарантируются химические свойства;
В - гарантируются механические и химические свойства.
По виду профиля:
Гладкая (A-I, B-I, В-П);
Периодического профиля (A-U, A-HI, A-IV, A-V, A-VI, A-VII, Bp-I, Bp-II).
Арматурная сталь периодического профиля представляет собой круглые стержни с двумя продольными ребрами и поперечными выступами.
Разрабатывается новый, более эффективный профиль для стержневой арматуры. Он отличается от обычного серповидной формой поперечных ребер.
Такая арматура имеет значительно меньше концентраторов напряжений на поверхности и более высокие показатели по выносливости.
По свариваемости:
Свариваемость арматурных сталей обеспечивается технологией их изготовления и соблюдением всех требований по химическому составу.
Основная задача арматурных сталей - способность свариваться без снижения механических свойств.
Хорошо свариваемые — относятся горячекатаные стали с малым содержанием углерода: Ст3, Ст5, 10ГТ (малоуглеродистые);
Удовлетворительно свариваемые - низколегированные стали: 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Ц, 20ХГСЦ, 23Х2Г2Т;
Не свариваемые - 80С;
Ограниченно-свариваемые - относятся термически упрочненные стали: Ат-IV, At-V. At-VI, так как высокая температура и окисление при сварке приводят к разупрочнению, а в некоторых случаях к повышению хрупкости стали.
По способу упрочнения:
Упрочненная вытяжкой; Термически упрочненная.
По коррозионной стойкости:
- Повышенная коррозионная стойкость (стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением);
- Хорошая коррозионная стойкость;
- Плохая коррозионная стойкость.
При увеличении содержания углерода в стали коррозионная стойкость уменьшается, поэтому высокопрочная проволока более подвержена коррозии, чем арматура из низкоуглеродистой стали.
Процессы коррозии сопровождаются снижением пластических свойств стали, особенно интенсивно протекают в напряженной арматуре
Деление арматурных сталей на классы.
Арматурная сталь по физико-механическим свойствам делится на классы по прочности, растяжимости - относительному удлинению, условиям испытания -пластичности.
Несколько марок стали, может входить в один класс.
Сталь, входящая в один класс не зависимо от марки должна иметь следующие одинаковые показатели:
- Нормативное сопротивление
- Относительное удлинение при разрыве
- Одинаковые условия испытания на изгиб.
Дня горячекатаной арматуры класса А за нормативное сопротивление принимают σт
Для холоднотянутой арматурной проволоки за нормативное сопротивление принимают σв
Для холоднотянутой арматурной проволоки - условия испытания на загиб количество перегибов на 180°.
Стержневая арматура делится на классы от A-I до А-VII.
Принятые обозначения классов дополняются индексами, для указания при необходимости способа изготовления, особых свойств или назначения арматуры.
- Термомеханически или термически упрочненная арматура - добавляется символ - т (Ат);
- Сталь специального назначения (северного исполнения) - символ - с (Ас);
- Сталь термомеханически или термически упрочненная свариваемая символ -C(At-IV С);
- Сталь термомеханически или термически упрочненная с повышенной стойкостью против коррозионного растрескивания под напряжением - индекс – К (Ат-У1К);
- Сталь упрочненная вытяжкой - символ — в (А-Шв).
Так как разные классы арматурных сталей могут иметь одинаковый профиль, концы стержней окрашивают масляной краской.
Ат-Шс - белой и синей;
A-IV - красной;
Ат-lV - зеленой;
At-IVc - зеленой и белой; ,
At-IVk - зеленой и красной;
A-V - красной и зеленой;
At-V - синей;
At-Vk - синей и красной;
A-VI - красной и синей;
At-VI - желтой;
At-VIk—желтой и красной;
At-VII - черной.
Деление арматурных сталей на марки.
- Углеродистые
- Низколегированные.
Углеродистые:
Буквы Ст - означают сталь;
Цифры от 0 ло 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали.
Низколегированные:
Первая цифра означает содержание углерода в сотых долях процента;
Буквы - (вид легирующей добавки):
- Г - марганец;
С - кремний;
Т - титан;
X - хром;
А - азот;
Ю - алюминий;
Ц - цирконий;
Р - бор.
Цифры после буквы означают примерное содержание соответствующего элемента в целых единицах процента.
Если после буквы нет цифры, значит его содержание около 1 %.