Вопрос 2

Как изменяются свойства арматурной стали при вытяжке в холодном состояний на несколько процентов ?

Неотъемлемая составная часть железобетона, предназначаемая, как правило, для восприятия растягивающих усилий. Обычно применяют стальную арматуру, обладающую высокими прочностными показателями при растяжении; проводятся исследования по созданию стеклопластиковой арматуры. Арматура должна работать совместно с бетоном на всех стадиях загружения конструкции, обладать высокими прочностными и пластичными свойствами, отвечать условиям индустриализации арматурных работ, обеспечивать получение максимальной экономии стали и средств. Стали для арматуры условно подразделяются на «мягкие», основной. расчетной характеристикой которых является предел текучести, и «твердые» с основной гарантированной характеристикой в виде временного сопротивления. Улучшение прочностных свойств арматуры достигается путем регулирования химического состава стали (содержание углерода, легирующих добавок), упрочнения стали в холодном состоянии волочением, вытяжкой, сплющиванием, скручиванием и т. п., путем термической обработки или сочетанием перечисленных способов. Арматурная сталь должна обладать достаточной пластичностью, характеризуемой величиной относительного удлинения при растяжении, а также проверкой на загиб или перегиб в холодном состоянии. Чем хуже пластичные свойства арматурной стали, тем сильнее ограничиваются возможности ее рационального использования в железобетонных конструкциях. Для оценки арматурных сталей важное значение имеет характер деформации при растяжении до разрыва. Горячекатаные мягкие стали имеют довольно значительный начальный участок с линейной зависимостью между напряжениями и деформациями и четкую площадку текучести. Холоднообработанные и термически упрочненные стали переходят в пластическую область постепенно и не имеют явно выраженной площадки текучести; для таких сталей вводят понятие условного предела текучести, к которому соответствует остаточное удлинение стали, равное 0,2% первоначальной длины. Профиль горячекатаной арматуры создается непосредственно в процессе проката; может быть использована и холодная обработка (вытяжка, сплющивание, скручивание), при этом прочностные свойства исходной стали повышаются, но вместе с тем уменьшается ее пластичность. Широкое развитие сборных, тонкостенных и предварительно напряженных железобетонных конструкций существенно увеличило потребность в проволочной арматуре диаметром 2—6 мм, получаемой холодным волочением катанки, существенно повышающим прочностные свойства стали за счет наклепа. Низкоуглеродистую холоднотянутую проволоку, браковочное значение временного сопротивления которой в зависимости от диаметра составляет 4500—5500 кг/см2, применяют преимущественно для арматуры обычных железобетонных конструкций.

 

Вопрос 3

Каковы основные достоинства и недостатки алюминиевых сплавов как материала для строительных конструкций ?

Каковы достоинства алюминиевых конструкций? Конструкции из алюминиевых сплавов обладают общими для металлических конструкций достоинствами. В то же время отношение расчетного сопротивления к плотности при одинаковой прочности сопоставляемых материалов у алюминиевого сплава примерно в 3 раза выше, чем стали. Поскольку алюминий весит намного меньше, чем сталь, то можно легко добиться снижения собственной массы конструкции, что в свою очередь позволит: — уменьшить усилия в элементах конструкций, особенно большепролетных, а также подвергающихся сейсмическим воздействиям; — снизить транспортные расходы, объемы и сроки монтажа; — сократить расход энергии при эксплуатации подвижных конструкций. Благодаря значительной антикоррозийной стойкости алюминия, которая к тому же может быть повышена оксидированием, эмалированием и другими способами, снижаются эксплуатационные расходы и возрастает долговечность конструкций, что особенно важно при наличии агрессивной среды. Прежде всего, возможность обеспечения особых эксплуатационных требований благодаря таким свойствам материала, как высокая отражательная способность поверхности, отсутствие токсичности, а также неспособность к намагничиванию и образованию искр при ударах. Некоторые алюминиевые сплавы, используемые в металлоконструкциях, по сравнению со сталью имеют более высокую атмосферную стойкость (при температуре ниже 0°С их хрупкость практически не снижается).

Каковы недостатки алюминиевых конструкций? Они имеют ряд недостатков. Стоимость алюминиевых конструкций в несколько раз выше стальных. Модуль упругости алюминиевых сплавов приблизительно в три раза меньше, чем стали. Поэтому угроза прогибов алюминиевых балок и ферм при прочих равных условиях в три раза больше, чем стальных. Поскольку коэффициент линейного расширения почти в два раза больше, то необходимо частое устройство температурных швов. В местах контакта алюминиевых сплавов с другими материалами легко возникает электрохимическая коррозия, поэтому поверхности, соприкасающиеся со сталью или бетоном, нужно изолировать окраской или с помощью прокладок из пластмассы или других материалов. Листовые металлоконструкции, изготовляются из листового металла (стали и алюминиевых сплавов) , применяются для сооружения ёмкостей различного назначения (резервуаров, газгольдеров, бункеров), кожухов доменных печей, трубопроводов, дымовых труб, элементов зданий. Алюминиевые конструкций выполняются в виде оболочек (при сооружении ёмкостей) или полотнищ и пространственных покрытий (в ограждающих конструкциях зданий). Выбор рациональной формы листовых металлоконструкций обеспечивает их работу на растяжение при действии нагрузок, т. е. позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства металла. Для резервуаров, газгольдеров и т. п., испытывающих внутреннее давление, эффективны в конструктивном отношении шаровые, цилиндрические, каплевидные оболочки, изготовляемые обычно из стали повышенной прочности. Алюминиевые сплавы применяются с целью повышения коррозионной стойкости металлоконструкций, а также при эксплуатации их в условиях низких температур (например, в резервуарах для сжиженных газов). Использование алюминиевых сплавов для изготовления листовых металлоконструкций зданий (стеновых ограждений, подвесных потолков, кровельных конструкций, пространственных покрытий и др.) обусловлено необходимостью снижения веса и улучшения архитектурных и эксплуатационных качеств сооружаемых объектов. Для уменьшения объёма монтажных работ при сооружении ёмкостей применяется метод рулонирования: сваренные на заводе из отдельных листов полотнища свёртываются в рулоны, удобные для

транспортировки; на строительной площадке они разворачиваются с помощью специальных механизмов.