Стержневая арматура

Стержневая арматура выпускается периодического профиля, с расположением выступов по винтовой линии или "елочкой", и в меньших количествах - гладкого профиля. В зависимости от механических свойств стержневую арматуру делят на несколько классов: горячекатаную А-I - А-VI (старое обозначение) или с указанием предела текучести (в новой редакции) А240 - А1000, термомеханически или термически упрочненную Ат-IIIС - Ат-VII или Ат400 - Ат1200. В настоящее время повсеместно происходит переход на использование в строительном производстве термомеханически упрочненной стержневой арматуры класса А500С диаметром 6 - 40 мм и холоднодеформированной стали того же класса прочности диаметром 4-12 мм, обозначаемого как В500С. Арматура класса А500С рекомендована НИИЖом для повсеместного применения наряду и взамен всех нижележащих классов проволочной и стержневой арматуры номинальных диаметров, в том числе АI - АIII.

Проволочная арматура

Проволочная арматура поставляется двух классов: В-I (В500) (холоднотянутая низкоуглеродистая - для ненапрягаемой арматуры) и В-II (высокопрочная углеродистая - для напрягаемой арматуры). Высокопрочную проволоку изготовляют гладкого и периодического профилей. При обозначении класса проволоки периодического профиля к индексу "В" (волоченая) добавляют "р" (рифленая): Вр-II (Вр1500). Выпускаются также унифицированные легкие товарные арматурные сетки - плоские и рулонные. Сетки состоят из продольной и поперечной арматуры. Изготовляют их с помощью контактной сварки из низкоуглеродистой проволоки диаметром 3-7 мм и низколегированной стали класса А-III. Длина сетки - до 9 м, ширина - 1,5-3 м.

Рис. 41 Раскаленная стержневая арматура

Строителям стержневую арматурную сталь диаметром 6 мм и более поставляют в прутках длиной от 6 до 12 м, по особому заказу поставляется арматурная сталь длиной до 24 м. Стержневую арматурную стать диаметром до 10 мм и проволочную поставляют в бунтах, унифицированные плоские сетки - в пакетах, рулонные сетки поставляются в рулонах.

Рабочая арматура

Рабочая арматура предназначена для восприятия в основном растягивающих усилий от собственного веса конструкций и внешних нагрузок, а в отдельных случаях и сжимающих усилий.

Монтажная арматура

Монтажная арматура никаких усилий не воспринимает и служит для сборки каркасов и удержания всей установленной арматуры в проектном положении. При бетонировании монтажную арматуру иногда вынимают. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры конструкции и т.п.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.

Заготовка арматурных стержней

состоит из правки, чистки, резки и гнутья арматуры и сварки стыков. В отдельных случаях может выполняться упрочение стержней. Арматурная сталь испытывается в лабораторных или полевых условиях. Простейшим испытанием является загиб арматурной стали в холодном состоянии на 180 градусов; сталь выдержала испытание, если при такой пробе на наружной стороне изгибаемого стержня не появились трещины. Кроме того, арматурная сталь должна удовлетворять следующим требованиям:

- не должна иметь расслоений;

- на поверхности стержней, включая поверхность ребер и выступов, не должно быть заусенцев, трещин, раковин;

- поверхность арматуры не должна иметь следов коррозии; поперечное сечение должно иметь требуемую форму;

- диаметр должен соответствовать накладной и сортаменту.

До начала работ по заготовке арматуры необходимо установить точную длину стержней, которую надо отрезать. На детально разработанных арматурных чертежах проставлены обычно все размеры: длина, высота, заложение отогнутой части. В рабочих эскизах изгибы прутьев показываются без закруглений. Эти закругления должны быть плавными. Наиболее употребительные радиусы перегибов колеблются в пределах 10-15 диаметров стержня.

При необходимости замены марки стали, указанной в проекте, сталью другой марки, а также при замене стержней одного диаметра другими соблюдают следующие требования:

- при замене стержней из стали одной марки или вида стержнями другой марки или вида, расчетная площадь сечения арматуры должна изменяться обратно пропорционально расчетным сопротивлениям запроектированной и фактически применяемой стали;

- при замене стержней одного диаметра стержнями другого диаметра из стали той же марки суммарная площадь сечения арматуры должна быть равновелика площади сечения, предусмотренной проектом.

Электросварка

является основным способом соединения арматурных стержней. При контактной стыковой электросварке непосредственно сваривают концы стержней арматуры без добавок другого металла. При контактной точечной сварке наложенные поперек друг на друга арматурные стержни сваривают в одной или одновременно в нескольких точках одноточечными или многоточечными сварочными машинами. Электродуговая сварка применяется в процессе монтажа арматурных сеток, каркасов, пространственных блоков и т. д. на строительной площадке. Электрошлаковая сварка плавлением применяется для сварки стержней диаметром от 20 до 80 мм. Разновидностью электродуговой сварки стыков арматурных стержней является дуговая ванная сварка.

Бессварные

соединения выполняются с помощью проволочных соединительных элементов - фиксаторов. Фиксаторы выполняют из проволоки диаметром 1,6-1,8 мм. С их помощью выполняются одно- и двусторонние соединения арматурных стержней диаметрами 5-32 мм. Концы стержней арматуры гладкого профиля в растянутой зоне делают с крюками, а из стали периодического профиля - без крюков. В местах стыкования стержни должны быть связаны проволокой двойными узлами. Расстояние между стыками, расположенными в разных сечениях, должны быть не менее длины нахлестки или полунахлестки. Стыки не должны совпадать с местами изгиба стержней. Монтаж арматуры по возможности следует вести укрупненными пространственными элементами. Последовательность установки арматурных элементов принимается в зависимости от условий производства работ. Монтаж проводится по проекту производства работ, в котором указаны последовательность установки отдельных элементов, способы их подачи, скрепления узлов и применения временных приспособлений. Перед установкой арматуры опалубка должна быть очищена от мусора, проверена на соответствие проектным размерам. При установке опалубки следует соблюдать размеры защитного слоя, предохраняющего арматуру от коррозии, и расстояний между стержнями. Толщину защитного слоя бетона зависит от конструкций, в которые укладывают арматуру. Толщина защитного слоя бетона следует увеличивать не менее чем на 10 мм в местах систематического воздействия на бетон дыма, паров кислот, высокой влажности и т. п., а также при повышенных требованиях к огнестойкости железобетонной конструкции. Защитный слой бетона обеспечивается установкой бетонных или стальных подкладок, упоров и поперечных стержней между арматурой и опалубкой. Подкладки из обрезков арматурной стали, выходящие на лицевую сторону железобетонной конструкции, ставить не рекомендуется, так как это зачастую приводит к появлению на поверхности бетона ржавых пятен.

Арматура фундаментов колонн выполняется в виде готовых сеток, а при тяжелой арматуре - отдельными стержнями, соединенными между собой на месте установки. Установка арматуры колонн при небольшом ее весе производится вручную путем кантовки готового каркаса в короб опалубки. Тяжелые каркасы собирают и сваривают на месте из отдельных стержней. Перед установкой каркаса колонны проверяют правильность положения выпусков и при необходимости их отгибают в сторону в соответствии с чертежом.

Арматура балок собирается из сваренных каркасов, частей каркаса или отдельных стержней. При большом весе каркаса его подают в опалубку краном. Каркас балки надевают сначала одним, затем другим концом на выпуски арматуры колонн. Балки армируют также плоскими сварными каркасами, которые поочередно опускают в опалубку и закрепляют в нужном положении шаблонами или посредством специальных упоров.

Установка арматуры плит и стенок заключается в укладке готовых рулонных или плоских сеток, которые раскатывают, раскладывают на опалубке между балками и прогонами и закрепляют в проектном положении.

Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры диаметром до 32 мм в сварных и вязаных сетках и каркасах могут выполняться внахлестку без сварки, при диаметрах стержней от 32 до 40 мм такие стыки не рекомендуются, а при диаметрах свыше 40 мм - не допускаются. Для сварных каркасов стыкование внахлестку допускается только с односторонним расположением рабочих стержней арматуры; при двустороннем расположении рабочих стержней стыкование каркасов без сварки не допускается. При стыковании сварных сеток из круглых гладких стержней в каждой сетке, в пределах стыка должно располагаться не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приварка поперечных стержней в пределах стыка не обязательна, но в этом случае длина нахлестки увеличивается на пять диаметров стержней. Стыки стержней в нерабочем направлении (поперечные Монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм - при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 10 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении следует укладывать впритык одна к другой, перекрывая стык специальными стыковыми сетками, укладываемыми с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм. Стыкование на месте установки сварных сеток и каркасов при помощи дуговой сварки рабочих стержней производится при диаметре стержней не менее 8 мм. Стержни диаметром до 18-20 мм сваривают посредством накладок или внахлестку. Применяют также Стыкование приваркой стержней сеток и каркасов к общей стальной полосе. В этом случае общая длина фланговых швов на каждом стержне должна быть не менее 10 диаметров привариваемого стержня. Соединение стержней диаметром свыше 18-20 мм выполняют ванным способом на желобчатых подкладках или накладках.

Армирование предварительно напряженных конструкций

производят для преодоления негативных последствий, могущих возникнуть от разрушения бетона. Предварительное напряжение арматуры применяют при сооружении большепролетных ферм, балок, плит перекрытий, пролетных строений и т. п. Механические свойства бетонов характеризуются высокой прочностью на сжатие и малым сопротивлением растяжению. Вследствие этого в бетоне растянутой зоны железобетонной конструкции, несмотря на наличие армирования, появляются следы разрушения от нормальных растягивающих напряжений в виде волосных трещин. Между тем раскрытие трещин в конструкциях на величину более 0,2 мм создает опасность коррозии арматуры. Для борьбы с этим явлением разработан метод получения, в бетоне искусственно сжимающих напряжений, противостоящих растяжениям, вызываемым нагрузкой. Железобетонные конструкции с предварительным обжатием бетона в тех местах, где нагрузка вызывает растягивающие усилия, называются предварительно напряженными. Искусственное обжатие бетона и создание предварительного напряжения железобетона осуществляется путем предварительного напряжения арматуры (до затвердения бетона или после), которая, стремясь после устранения усилия натяжения возвратиться к ненапряженному состоянию, обжимает затвердевший бетон.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции в зависимости от их типа армируют стальными стержнями периодического профиля, пучками высокопрочной арматуры или канатами спиральной свивки. Концы стержневой арматуры должны быть приспособлены для надежного захвата их натяжным устройством. Арматурные пучки из высокопрочной арматурной проволоки не должны иметь стыков по длине заготовки.

Имеются два способа натяжения арматуры: на упоры и на бетон. Первый используют в основном при изготовлении сборного железобетона, второй - преимущественно при бетонировании монолитных конструкций на строительной площадке. При натяжении на упоры арматуру перед бетонированием конструкций натягивают на форму или специальные упоры до заданного натяжения и фиксируют зажимами. После того как конструкция забетонирована и бетон достиг проектной мощности, арматуру освобождают из зажимов и сжимающие усилия передаются непосредственно на бетон. При натяжении на бетон в опалубке, подготовленной к бетонированию конструкции, устанавливают каналообразователи, диаметр которых на 10-15 мм больше диаметра стержня или арматурного пучка. Для этого применяют стальные трубы, стержни, резиновые рукава с проволочным сердечником и др. Так как каналообразователи извлекают через 2-3 ч после того, как конструкция забетонирована, то их, за исключением рукавов, во избежание сцепления с бетоном через каждые 15-20 мин проворачивают вокруг оси. При напряженном армировании крупноразмерных конструкций каналы устраивают путем закладки стальных тонкостенных гофрированных трубок, которые остаются в конструкции. После того как бетон набрал проектную прочность, в каналы устанавливают арматуру и натягивают ее.

Электромеханический способ натяжения заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в канал бетонной конструкции, при пропускании через них переменного тока промышленной частоты в результате теплового расширения металла удлиняются, фиксируются, а при остывании укорачиваются и передают сжимающие усилия на бетон.