Арматура

Чтобы узнать о других значениях, см. Арматура (значения) .

Два связки арматурных стержней полной длины, которые будут уложены, согнуты или обрезаны в соответствии с требованиями установки.

Арматура (сокращение от «арматурный стержень» ), известная в массе как арматурная сталь или стальная арматура , представляет собой стальной стержень, используемый в качестве устройства натяжения в железобетонных и каменных конструкциях для укрепления и облегчения бетона при растяжении. Бетон прочен на сжатие , но имеет низкую прочность на растяжение . Арматура значительно увеличивает прочность конструкции на разрыв. Поверхность арматурного стержня имеет непрерывную серию ребер, выступов или углублений, которые способствуют лучшему сцеплению с бетоном и снижают риск проскальзывания.

Наиболее распространенным типом арматуры является углеродистая сталь , обычно состоящая из горячекатаных круглых стержней с нанесенными на ее поверхность рисунками деформации. Сталь и бетон имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения . поэтому бетонный элемент конструкции, армированный сталью, будет испытывать минимальное дифференциальное напряжение при изменении температуры.

Другие легкодоступные типы арматуры изготавливаются из нержавеющей стали , а композитные стержни - из стекловолокна , углеродного волокна или базальтового волокна . Арматурные стержни из углеродистой стали также могут быть покрыты цинком или эпоксидной смолой, предназначенной для защиты от коррозии, особенно при использовании в условиях соленой воды. Было доказано, что бамбук является жизнеспособной альтернативой арматурной стали в бетонных конструкциях. Эти альтернативные типы, как правило, более дороги или могут иметь меньшие механические свойства и поэтому чаще используются в специальном строительстве, где их физические характеристики соответствуют конкретным требованиям к производительности, которые не обеспечивает углеродистая сталь.

История

Дополнительная информация: Железобетон § История.

Ранняя версия арматуры внутри Пизанской башни Невьянска.

Арматурные стержни в каменной кладке использовались со времен античности , а Рим использовал железные или деревянные стержни в строительстве арок . Железные стержни и анкерные пластины позже использовались по всей средневековой Европе в качестве устройства для укрепления арок, сводов и куполов . XIV века 2500 метров арматуры было использовано в Венсенском замке .

В XVIII веке арматура использовалась для формирования каркаса Невьянской падающей башни в России, построенной по заказу промышленника Акинфия Демидова . Чугун ​ Используемая арматура была качественной, и коррозии на стержнях нет по сей день. Каркас башни был соединен с ее чугунной шатровой крышей , увенчанной одним из первых известных громоотводов .

Однако только в середине 19-го века, с внедрением стальных стержней в бетон (таким образом производя современный железобетон ), арматура продемонстрировала свои самые сильные стороны. Несколько человек в Европе и Северной Америке разработали железобетон в 1850-х годах. К ним относятся Жозеф-Луи Ламбо из Франции, построивший железобетонные лодки в Париже (1854 г.), и Таддеус Хаятт из США, который производил и испытывал железобетонные балки. Жозеф Монье из Франции — один из самых выдающихся деятелей изобретения и популяризации железобетона. Будучи французским садовником, Монье запатентовал железобетонные цветочные горшки в 1867 году, а затем приступил к строительству железобетонных резервуаров для воды и мостов.

Мост через озеро Алворд в парке Золотые Ворота в Сан-Франциско, первый железобетонный мост, построенный в Соединенных Штатах.

Эрнест Л. Рэнсом , английский инженер и архитектор, работавший в США, внес значительный вклад в разработку арматуры в бетонном строительстве. Он изобрел витую железную арматуру, о которой первоначально подумал, проектируя самонесущие тротуары для масонского зала в Стоктоне, Калифорния. Однако его искривленная арматура поначалу не была оценена по достоинству и даже высмеяна в Техническом обществе Калифорнии, члены которого заявили, что скручивание ослабит железо. В 1889 году Рэнсом работал на Западном побережье, в основном проектируя мосты. Один из них, мост через озеро Алворд в парке Золотые Ворота в Сан-Франциско, был первым железобетонным мостом, построенным в Соединенных Штатах. В этой конструкции он использовал скрученную арматуру.

В то же время Рэнсом изобретал скрученную стальную арматуру, К.Э.П. Тернер проектировал свою «грибную систему» ​​железобетонных плит перекрытия с гладкими круглыми стержнями, а Юлиус Кан экспериментировал с инновационной катаной ромбовидной арматурой с плоскими фланцами, расположенными под углом вверх. 45° (запатентовано в 1902 г.). Кан предсказал, что бетонные балки с этой системой армирования будут гнуться, как ферма Уоррена , а также считал эту арматуру арматурой, работающей на сдвиг. Армирующая система Кана была построена из бетонных балок, балок и колонн.

Современники Кана как инженеры хвалили и критиковали эту систему: Тернер высказал решительные возражения против этой системы, поскольку она могла вызвать катастрофическое разрушение бетонных конструкций. Он отверг идею о том, что система армирования Кана в бетонных балках будет действовать как ферма Уоррена, а также отметил, что эта система не обеспечит достаточного усиления напряжения сдвига на концах просто опертых балок, в месте, где напряжение сдвига является наибольшим. . Более того, Тернер предупредил, что система Кана может привести к хрупкому разрушению, поскольку в ней нет продольного армирования балок на колоннах.

Этот тип сбоя проявился в частичном обрушении отеля Bixby в Лонг-Бич, штат Калифорния, и полном обрушении здания Eastman Kodak Building в Рочестере, штат Нью-Йорк, во время строительства в 1906 году. Однако был сделан вывод, что оба сбоя были последствиями некачественной рабочей силы. С ростом спроса на стандартизацию строительства инновационные системы армирования, такие как система Кана, были отодвинуты на второй план в пользу систем армирования бетона, наблюдаемых сегодня.

Требования к деформациям стальных стержней арматуры не были стандартизированы в строительстве США примерно до 1950 года. Современные требования к деформациям были установлены в « Предварительных спецификациях на деформации деформированных стальных стержней для армирования бетона », ASTM A305-47T. Впоследствии были внесены изменения, которые увеличили высоту ребер и уменьшили расстояние между ребрами для определенных размеров стержней, а квалификация «предварительная» была удалена, когда в 1949 году был выпущен обновленный стандарт ASTM A305-49. Требования к деформациям содержатся в действующих спецификациях на сталь. арматурные стержни, такие как ASTM A615 и ASTM A706, среди прочего, такие же, как и те, которые указаны в ASTM A305-49.

Использование в бетоне и каменной кладке.

Сюда перенаправляются «Первичное армирование» и «Вторичное армирование». Информацию о первичном и вторичном подкреплении в психологии (оперантное обусловливание) см. в разделах « Подкрепление § Первичные подкрепления» и «Подкрепление § Вторичные подкрепления» .

арматуру уложили на временную деревянную опалубку Перед заливкой бетона . Большие горизонтальные «клетки» из арматурных стержней будут заключены в балку , а несколько толстых вертикальных обрывков арматуры будут торчать из заливки, образуя основание будущей колонны .

Бетон – материал, очень прочный на сжатие , но относительно слабый на растяжение . Чтобы компенсировать этот дисбаланс в поведении бетона, в него заливают арматуру, воспринимающую растягивающие нагрузки . Большая часть стальной арматуры делится на первичную и вторичную:

• Первичное армирование относится к стали, которая используется для обеспечения сопротивления, необходимого конструкции в целом для выдерживания расчетных нагрузок.
• Вторичное армирование , также известное как распределительное или термическое армирование, используется из соображений долговечности и эстетики, обеспечивая достаточную локальную стойкость для ограничения растрескивания и сопротивления напряжениям, вызванным такими эффектами, как изменения температуры и усадка.

Вторичные применения включают арматуру, встроенную в каменные стены, которая включает в себя оба стержня, размещенные горизонтально в растворном шве (каждый четвертый или пятый ряд блоков) или вертикально (в горизонтальных пустотах цементных блоков и пустотелых кирпичей, которые затем фиксируются раствором) . Каменные конструкции, скрепленные раствором, имеют свойства, аналогичные бетону: высокое сопротивление сжатию, но ограниченная способность выдерживать растягивающие нагрузки. При добавлении арматуры они называются «армированной каменной кладкой».

Подобный подход (вертикальная заделка арматурных стержней в спроектированные пустоты в инженерных блоках) также используется в ландшафтных стенах сухой укладки, по крайней мере, прикрепляя самый нижний ряд к земле, а также используется для закрепления самого нижнего ряда и / или заглушек в стенах, построенных из инженерного бетона или деревянных ландшафтных связей.

В необычных случаях стальная арматура может быть встроена и частично обнажена, как, например, в стальных стяжках, которые сдерживают и укрепляют каменную кладку Невьянской башни или древних построек в Риме и Ватикане.

Физические характеристики

Сталь имеет коэффициент теплового расширения, почти равный коэффициенту современного бетона . Если бы это было не так, это вызвало бы проблемы из-за дополнительных продольных и перпендикулярных напряжений при температурах, отличных от температуры схватывания. Хотя арматурный стержень имеет ребра, которые механически связывают его с бетоном, при высоких нагрузках его все же можно вырвать из бетона, что часто сопровождает крупномасштабное обрушение конструкции. Чтобы предотвратить такой отказ, арматурный стержень либо глубоко заделывают в соседние элементы конструкции (в 40–60 раз больше диаметра), либо сгибают и зацепляют на концах, чтобы зафиксировать его вокруг бетона и другой арматуры. Этот первый подход увеличивает трение, фиксирующее стержень на месте, а второй использует высокую прочность бетона на сжатие.

Обычная арматура изготавливается из необработанной закаленной стали, что делает ее подверженной ржавчине . Обычно бетонное покрытие способно обеспечить значение pH выше 12, что позволяет избежать реакции коррозии . Слишком маленькое бетонное покрытие может поставить под угрозу эту защиту из-за карбонизации с поверхности и проникновения соли . Слишком большое количество бетонного покрытия может привести к увеличению ширины трещин, что также поставит под угрозу местную охрану. Поскольку ржавчина занимает больший объем, чем сталь, из которой она образовалась, она вызывает сильное внутреннее давление на окружающий бетон, что приводит к растрескиванию, растрескиванию и, в конечном итоге, к разрушению конструкции . Это явление известно как выдавливание оксида .

Это особая проблема, когда бетон подвергается воздействию соленой воды, например, в мостах, где соль наносится на дороги зимой, или в морских сооружениях. В таких ситуациях можно использовать непокрытую, коррозионностойкую арматуру из низкоуглеродистой / хромовой ( микрокомпозитной) стали, кремнистой бронзы , эпоксидной смолы, оцинкованной или нержавеющей стали с более высокими первоначальными затратами, но значительно меньшими затратами в течение срока службы проекта.

необходимо соблюдать особую осторожность во время транспортировки, изготовления, погрузки-разгрузки, монтажа и укладки бетона При работе с арматурой с эпоксидным покрытием , поскольку повреждение снизит долговременную коррозионную стойкость этих стержней. Даже поврежденные стержни с эпоксидным покрытием показали лучшие характеристики, чем арматурные стержни без покрытия, хотя сообщалось о проблемах, связанных с отслоением эпоксидного покрытия от стержней и коррозией под эпоксидной пленкой. Эти стержни с эпоксидным покрытием используются в более чем 70 000 мостовых настилов в США, но с 2005 года от этой технологии постепенно отказывались в пользу арматуры из нержавеющей стали из-за ее плохих характеристик.

Требования к деформациям приведены в стандартах США для арматуры из стальных стержней, таких как ASTM A615 и ASTM A706, и определяют расстояние и высоту проушин.

Армированная волокном пластиковая арматура также используется в средах с высокой коррозией. Он доступен во многих формах, таких как спирали для армирования колонн, обычные стержни и сетки. Большая часть коммерчески доступной арматуры изготавливается из однонаправленных волокон, помещенных в термореактивную полимерную смолу, и ее часто называют FRP.

Некоторые специальные конструкции, такие как исследовательские и производственные объекты с очень чувствительной электроникой, могут потребовать использования арматуры, не проводящей электричество, а помещения с оборудованием для медицинской визуализации могут потребовать немагнитных свойств, чтобы избежать помех. Арматура из стеклопластика, особенно из стекловолокна, имеет низкую электропроводность и немагнитна, что обычно используется для таких нужд. арматура из нержавеющей стали с низкой магнитной проницаемостью Доступна , которую иногда используют, чтобы избежать проблем с магнитными помехами.

Арматурная сталь также может смещаться в результате таких воздействий, как землетрясения , что приводит к разрушению конструкции. Ярким примером этого является обрушение виадука на Сайпресс-стрит в Окленде, штат Калифорния, в результате землетрясения в Лома-Приета в 1989 году , в результате которого погибло 42 человека. В результате землетрясения арматура вырвалась из бетона и прогнулась . Обновленные проекты зданий, включающие увеличение количества арматуры по окружности, могут устранить этот тип отказов.

Размеры и сорта

Американские размеры

Размеры американских/британских баров обозначают диаметр в единицах измерения. 1 ⁄ дюйма (3,2 мм) для стержней размером от №2 до №8, так что №8 = 8 ⁄ 8 дюймов = диаметр 1 дюйм (25 мм).

В этой системе нет дробных размеров слитков. Символ «#» указывает на числовой знак , поэтому «#6» читается как «номер шесть». Использование знака «#» является обычным для размеров США, однако «Нет». иногда вместо этого используется. В отрасли арматурный стержень известен под сокращением, использующим диаметр стержня в качестве дескриптора, например, «четыре стержня» для стержня, размер которого составляет четыре восьмых (или половину) дюйма.

Площадь поперечного сечения стержня, определяемая как πr² , равна (размер стержня/9,027)², что приблизительно соответствует (размер стержня/9)² квадратных дюймов. Например, площадь бруска №8 равна (8/9)² = 0,79 квадратных дюймов.

Размеры слитков больше №8 соответствуют Правило 1 ⁄ 8 дюйма несовершенно и пропускаем размеры № 12–13 и № 15–17 из-за исторических традиций. На ранних этапах строительства бетонных стержней размером в один дюйм и больше были доступны только квадратные сечения, а когда примерно в 1957 году стали доступны деформированные круглые стержни большого формата, промышленность производила их так, чтобы обеспечить площадь поперечного сечения, эквивалентную стандартным размерам квадратных стержней, которые использовались ранее. Диаметр эквивалентной круглой формы большого формата округляется до ближайшего значения. 1 ⁄ . дюйма, чтобы обеспечить размер стержня Например, стержень №9 имеет поперечное сечение 1,00 квадратного дюйма (6,5 см). ² ), и, следовательно, диаметром 1,128 дюйма (28,7 мм). Размеры №10, №11, №14 и №18 соответствуют 1. 1 ⁄ 8 дюйма, 1 1 ⁄ 4 , 1 Квадратные стержни размером 1 ⁄ 2 и 2 дюйма соответственно.

Размеры меньше №3 больше не считаются стандартными. Чаще всего они изготавливаются в виде гладких круглых недеформированных стальных стержней, но могут быть изготовлены с деформациями. Размеры меньше №3 обычно называются «проволочными» изделиями, а не «прутками», и обозначаются либо их номинальным диаметром, либо номером калибра проволоки. Планки №2 часто неофициально называют «стержнем карандаша», поскольку они примерно такого же размера, как карандаш.

Когда в проектах с метрическими единицами измерения используется арматура американского/имперского размера, эквивалентный метрический размер обычно указывается как номинальный диаметр, округленный до ближайшего миллиметра. Они не считаются стандартными метрическими размерами и поэтому часто называются мягким преобразованием или размером «мягкой метрики». Система размеров стержней США/британской системы допускает использование истинных метрических размеров стержней (в частности, № 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 50 и 60), которые указывают номинальный диаметр стержней в миллиметрах. как спецификация «альтернативного размера». Замена истинного метрического размера на американский/имперский размер называется жестким преобразованием и иногда приводит к использованию полосы физически другого размера.

Стальная арматура с цветовой маркировкой, указывающей марку

Таблица размеров арматуры США

Империал размер бара	Метрическая полоса размер (мягкий)	Линейная массовая плотность		Номинальный диаметр		Номинальная площадь
		lb ⁄ ft	kg ⁄ m	(в)	(мм)	(в 2 )	(мм 2 )
#2	№6	0.167	0.249	0.250 = 2 ⁄ 8 = 1 ⁄ 4	6.35	0.05	32
#3	№10	0.376	0.560	0.375 = 3 ⁄ 8	9.53	0.11	71
#4	№13	0.668	0.994	0.500 = 4 ⁄ 8 = 1 ⁄ 2	12.7	0.20	129
#5	№16	1.043	1.552	0.625 = 5 ⁄ 8	15.9	0.31	200
#6	№19	1.502	2.235	0.750 = 6 ⁄ 8 = 3 ⁄ 4	19.1	0.44	284
#7	№22	2.044	3.042	0.875 = 7 ⁄ 8	22.2	0.60	387
#8	№25	2.670	3.973	1.000 = 8 ⁄ 8	25.4	0.79	510
#9	№29	3.400	5.060	1.128 ≈ 9 ⁄ 8	28.7	1.00	645
#10	№32	4.303	6.404	1.270 ≈ 10 ⁄ 8	32.3	1.27	819
#11	№36	5.313	7.907	1.410 ≈ 11 ⁄ 8	35.8	1.56	1,006
#14	№43	7.650	11.384	1.693 ≈ 14 ⁄ 8	43.0	2.25	1,452
#18	№57	13.60	20.239	2.257 ≈ 18 ⁄ 8	57.3	4.00	2,581

Канадские размеры

Бетон, выдающий проржавевшую арматуру на мосту Королевы Елизаветы через реку Уэлленд в Ниагарском водопаде, Онтарио , Канада.

Метрические обозначения стержней представляют собой номинальный диаметр стержней в миллиметрах, округленный до ближайших 5 мм.

Метрика размер бара	Линейная массовая плотность (кг/м)	Номинальный диаметр (мм)	поперечное сечение Площадь (мм 2 )
10М	0.785	11.3	100
15М	1.570	16.0	200
20М	2.355	19.5	300
25М	3.925	25.2	500
30М	5.495	29.9	700
35М	7.850	35.7	1000
45М	11.775	43.7	1500
55М	19.625	56.4	2500

Европейские размеры

Метрические обозначения стержней представляют собой номинальный диаметр стержней в миллиметрах. Предпочтительные размеры прутков в Европе указаны в соответствии с таблицей 6 стандарта EN 10080 . хотя различные национальные стандарты все еще остаются в силе (например, BS 4449 в Соединенном Королевстве). В Швейцарии некоторые размеры отличаются от европейских стандартов.

Стальная арматура на складе

Метрика размер бара	Линейная масса плотность (кг/м)	Номинальный диаметр (мм)	поперечное сечение площадь (мм 2 )
6,0	0.222	6	28.3
8,0	0.395	8	50.3
10,0	0.617	10	78.5
12,0	0.888	12	113
14,0	1.21	14	154
16,0	1.58	16	201
20,0	2.47	20	314
25,0	3.85	25	491
28,0	4.83	28	616
32,0	6.31	32	804
40,0	9.86	40	1257
50,0	15.4	50	1963

Австралийские размеры

Арматура, используемая в бетонных конструкциях, соответствует требованиям австралийских стандартов AS3600 (Бетонные конструкции) и AS/NZS4671 (Стальная арматура для бетона). Существуют и другие стандарты, применимые к испытаниям, сварке и цинкованию.

Обозначение арматуры определено в AS/NZS4671 с использованием следующих форматов:

Арматурный стержень марки 500 класса Н

Номинальный диаметр (мм)	Площадь поперечного сечения (мм кв)	Масса на метр длины, кг/м
12	113	0.888
16	201	1.58
20	314	2.47
24	452	3.55
28	616	4.83
32	804	6.31
36	1020	7.99

Форма/Разрез

D- деформированный ребристый стержень, R- круглый/гладкий стержень, I- деформированный стержень с зубцами.

Класс пластичности

L- низкая пластичность, N- нормальная пластичность, E- сейсмическая (сейсмическая) пластичность.

Стандартные марки (МПа)

250Н, 300Э, 500Л, 500Н, 500Э

Примеры:

D500N12 — деформированный пруток, прочностью 500 МПа, нормальной пластичностью и номинальным диаметром 12 мм — также известный как «N12».

Прутки обычно обозначаются просто «N» (горячекатаный деформированный пруток), «R» (горячекатаный круглый пруток), «RW» (холоднотянутая рифленая проволока) или «W» (холоднотянутая круглая проволока). поскольку предел текучести и класс пластичности можно определить по форме. Например, вся выпускаемая промышленностью проволока имеет предел текучести 500 МПа и низкую пластичность, а круглые прутки - 250 МПа и нормальную пластичность.

Новая Зеландия

Арматура для использования в бетонных конструкциях подчиняется требованиям AS/NZS4671 (Стальная арматура для бетона). Существуют и другие стандарты, применимые к испытаниям, сварке и цинкованию.

' Арматурный стержень марки 300 и 500 класса Е

Номинальный диаметр (мм)	Площадь поперечного сечения (мм кв)	Масса на метр длины, кг/м
6	28.3	0.222
10	78.5	0.617
12	113	0.888
16	201	1.58
20	314	2.47
25	491	3.85
32	804	6.31
40	1260	9.86

Индия

Арматура доступна в следующих марках согласно IS: 1786-2008 FE 415/FE 415D/FE 415S/FE 500/FE 500D/FE 500S/FE 550, FE550D, FE 600. Арматура закаливается водой под высоким давлением. так что внешняя поверхность затвердевает, а внутреннее ядро ​​остается мягким. Арматура имеет оребрения для лучшего сцепления бетона. В прибрежных регионах для продления срока службы используют оцинкованную арматуру. Размеры арматуры BIS составляют 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 36, 40 и 50 миллиметров.

Размеры Jumbo и стержней с резьбой

Арматура очень большого формата широко доступна и производится специализированными производителями. В производстве башен и вывесок обычно используются «гигантские» стержни в качестве анкерных стержней для больших конструкций, которые изготавливаются из заготовок немного большего размера, так что на концах можно нарезать резьбу для установки стандартных анкерных гаек. Арматура с полной резьбой также производится с очень крупной резьбой, которая соответствует стандартам деформации арматуры и позволяет использовать специальные гайки и муфты. Обратите внимание, что эти обычные размеры, хотя и широко используются, не имеют связанных с ними согласованных стандартов, а фактические свойства могут различаться в зависимости от производителя.

Таблица размеров арматурных стержней Jumbo

Империал размер бара	Метрическая полоса размер (мягкий)	Линейная массовая плотность		Номинальный диаметр (за пределамирезьбовая зона)		Номинальная площадь (за пределамирезьбовая зона)
		lb ⁄ ft	(кг/м)	(в)	(мм)	(в 2 )	(мм 2 )
#14Дж	-	9.48	14.14	1.88	47.8	2.78	1794
#18Дж	-	14.60	21.78	2.34	59.4	4.29	2768

Таблица размеров арматуры с резьбой

Империал размер бара	Метрическая полоса размер (мягкий)	Линейная массовая плотность		Максимальный диаметр		Номинальная площадь
		lb ⁄ ft	(кг/м)	(в)	(мм)	(в 2 )	(мм 2 )
(#18 и меньше соответствуют американским/имперским размерам)
#20	№63	16.70	24.85	2.72	69	4.91	3168
#24	№75	24.09	35.85	3.18	81	7.06	4555
#28	№90	32.79	48.80	3.68	94	9.62	6207
1"	№26	3.01	4.48	1.25	32	0.85	548
1 1 ⁄ 4 дюйма	№32	4.39	6.53	1.45	37	1.25	806
1 3/8 ​ ​ "	№36	5.56	8.27	1.63	41	1.58	1019
1 3 ⁄ 4 дюйма	№46	9.23	13.73	2.01	51	2.58	1665
2 1 ⁄ 2 дюйма	№65	18.20	27.08	2.80	71	5.16	3329
3"	№75	24.09	35.85	3.15	80	6.85	4419

Оценки

Арматура доступна в различных марках и спецификациях, которые различаются по пределу текучести , пределу прочности , химическому составу и проценту удлинения .

Использование марки само по себе указывает только минимально допустимый предел текучести, и его необходимо использовать в контексте спецификации материала, чтобы полностью описать требования к арматуре. Спецификации материалов устанавливают требования к маркам, а также к дополнительным свойствам, таким как химический состав, минимальное удлинение, физические допуски и т. д. При проверке и испытаниях изготовленная арматура должна превышать минимальный предел текучести марки и любые другие требования спецификаций материала.

В США обозначение марки равно минимальному пределу текучести стержня в тысячах фунтов на квадратный дюйм (1000 фунтов на квадратный дюйм), например, арматура марки 60 имеет минимальный предел текучести 60 фунтов на квадратный дюйм. Арматура чаще всего изготавливается марок 40, 60 и 75. Более прочные марки легко доступны в марках 80, 100, 120 и 150. Марка 60 (420 МПа) является наиболее широко используемой маркой арматуры в современном строительстве США. Исторические оценки включают 30, 33, 35, 36, 50 и 55, которые сегодня не используются широко.

Некоторые марки производятся только для стержней определенных размеров, например, согласно ASTM A615, класс 40 (280 МПа) предоставляется только для стержней размером от 3 до 6 в США (мягкая метрика от 10 до 19). Иногда ограничения на доступные марки материалов для конкретных размеров прутков связаны с используемым производственным процессом, а также с наличием используемого сырья контролируемого качества.

Некоторые спецификации материалов охватывают несколько марок, и в таких случаях необходимо указывать как спецификацию материала, так и марку. Марки арматуры обычно указываются в технической документации, даже если в спецификации материала нет других вариантов марок, чтобы исключить путаницу и избежать потенциальных проблем с качеством, которые могут возникнуть в случае замены материала. Обратите внимание, что «Гр.» это общепринятое инженерное сокращение для «класса» с вариациями написания заглавных букв и использованием точки.

В некоторых случаях, таких как сейсмостойкое проектирование и взрывоустойчивое проектирование, где ожидается поведение после текучести, важно иметь возможность прогнозировать и контролировать такие свойства, как максимальный предел текучести и минимальное отношение предела прочности к пределу текучести. ASTM A706 гр. 60 является примером спецификации материала с контролируемым диапазоном свойств, который имеет минимальный предел текучести 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм (420 МПа), максимальный предел текучести 78 тысяч фунтов на квадратный дюйм (540 МПа), минимальный предел прочности на разрыв 80 тысяч фунтов на квадратный дюйм (550 МПа) и не менее В 1,25 раза превышает фактический предел текучести, а требования к минимальному удлинению зависят от размера прутка.

В странах, использующих метрическую систему, обозначением марки обычно является предел текучести в мегапаскалях МПа, например, марка 400 (аналогично марке 60 в США, однако метрическая марка 420 на самом деле является точной заменой марки в США).

Общие спецификации США, опубликованные ACI и ASTM:

• Американский институт бетона : «Требования строительных норм ACI 318-14 к конструкционному бетону и комментарии», ISBN   978-0-87031-930-3 (2014 г.)
• ASTM A82: Спецификация на простую стальную проволоку для армирования бетона
• ASTM A184/A184M: Спецификация на готовые маты из деформированных стальных стержней для армирования бетона
• ASTM A185: Спецификация на сварную ткань из простой стальной проволоки для армирования бетона
• ASTM A496: Спецификация на деформированную стальную проволоку для армирования бетона
• ASTM A497: Спецификация на сварную деформированную стальную проволочную сетку для армирования бетона
• ASTM A615/A615M: Деформированные и простые стержни из углеродистой стали для армирования бетона.
• ASTM A616/A616M: Спецификация на деформированные и гладкие стержни из рельсовой стали для армирования бетона
• ASTM A617/A617M: Спецификация для стальных деформированных и гладких стержней для армирования бетона
• ASTM A706/A706M: Деформированные и гладкие стержни из низколегированной стали для армирования бетона.
• ASTM A722/A722M: Стандартные спецификации для высокопрочных стальных стержней для предварительно напряженного бетона
• ASTM A767/A767M: Спецификация для оцинкованных (оцинкованных) стальных стержней для армирования бетона
• ASTM A775/A775M: Спецификация для арматурных стальных стержней с эпоксидным покрытием
• ASTM A934/A934M: Спецификация для сборных стальных арматурных стержней с эпоксидным покрытием
• ASTM A955: Деформированные и гладкие стержни из нержавеющей стали для армирования бетона (дополнительное требование S1 используется при определении испытаний на магнитную проницаемость).
• ASTM A996: Деформированные стержни из рельсовой и осевой стали для армирования бетона.
• ASTM A1035: Стандартные спецификации для деформированных и гладких низкоуглеродистых хромированных стальных стержней для армирования бетона.

Обозначения маркировки ASTM:

• Заготовка 'S' A615
• 'I' рельс A616 ( «ASTM A616 / A616M - 96a Стандартные спецификации для рельсовых стальных деформированных и гладких стержней для армирования бетона (отменены в 1999 г., заменены A996)» . Астм.орг . Проверено 24 августа 2012 г. )
• Дополнительные требования к железнодорожному совещанию «IR» S1 A616 «ASTM A616 / A616M - 96a Стандартные спецификации для рельсовых стальных деформированных и гладких стержней для армирования бетона (отменены в 1999 г., заменены A996)» . Астм.орг . Проверено 24 августа 2012 г. )
• Ось «А» A617 «ASTM A617 / A617M - 96a Стандартные спецификации для осевых стальных деформированных и гладких стержней для армирования бетона (отменены в 1999 году, заменены A996)» . Астм.орг . Проверено 24 августа 2012 г. )
• «W» Низколегированный — A706

Исторически сложилось так, что в Европе арматура состоит из мягкой стали с пределом текучести примерно 250 МПа (36 тысяч фунтов на квадратный дюйм). Современная арматура состоит из высокопрочной стали, предел текучести которой обычно составляет 500 МПа (72,5 фунта на квадратный дюйм). Арматура может поставляться с различной степенью пластичности . Более пластичная сталь способна поглощать значительно больше энергии при деформации - поведение, которое противостоит сейсмическим силам и используется в проектировании. Эти пластичные стали с высоким пределом текучести обычно производятся с использованием процесса TEMPCORE. метод термомеханической обработки . Производство арматурной стали путем переката готовой продукции (например, листов или рельсов) не допускается. В отличие от конструкционной стали, марки арматурной стали еще не гармонизированы в Европе, каждая страна имеет свои собственные национальные стандарты. Однако в стандартах EN 10080 и EN ISO 15630 существует некоторая стандартизация спецификаций и методов испытаний:

• BS EN 10080: Сталь для армирования бетона. Свариваемая арматурная сталь. Общий. (2005)
• BS 4449: Сталь для армирования бетона. Свариваемая арматурная сталь. Пруток, рулон и размотанный продукт. Спецификация. (2005/2009)
• BS 4482: Проволока стальная для армирования бетонных изделий. Спецификация (2005 г.)
• BS 4483: Стальная ткань для армирования бетона. Спецификация (2005 г.)
• BS 6744: Прутки из нержавеющей стали для армирования и использования в бетоне. Требования и методы испытаний. (2001/2009)
• DIN 488-1: Стали арматурные. Часть 1: Марки, свойства, маркировка (2009 г.).
• DIN 488-2: Арматурная сталь. Часть 2: Арматурная стальная арматура (2009 г.)
• DIN 488-3: Арматурная сталь. Часть 3: Арматурная сталь в бухтах, стальная проволока (2009 г.)
• DIN 488-4: Арматурная сталь. Часть 4. Сварная ткань (2009 г.)
• DIN 488-5: Арматурная сталь. Часть 5: Решетчатые балки (2009 г.)
• DIN 488-6: Арматурная сталь. Часть 6: Оценка соответствия (2010 г.)
• BS EN ISO 15630-1: Сталь для армирования и предварительного напряжения бетона. Методы испытаний. Арматура, катанка и проволока. (2010)
• BS EN ISO 15630-2: Сталь для армирования и предварительного напряжения бетона. Методы испытаний. Сварная ткань. (2010)

Размещение арматуры

Стальная проволока, используемая для крепления арматуры перед ее заливкой в ​​бетон. Для справки приведено правило сантиметра.

Арматурные каркасы изготавливаются либо на строительной площадке, либо за ее пределами, обычно с помощью гидравлических гибочных станков и ножниц. Однако для небольших или нестандартных работ достаточно инструмента, известного как Hickey, или ручной арматурогиб. Арматурные стержни размещаются стальными фиксаторами («родбастерами» или рабочими по арматуре бетона) с опорами для стержней и бетонными или пластиковыми распорками для арматурных стержней, отделяющими арматуру от бетонной опалубки для создания бетонного покрытия и обеспечения правильной заделки. Арматурные стержни в клетках соединяются точечной сваркой , связыванием стальной проволокой, иногда с помощью электрического арматурного яруса , или механическими соединениями . Для связывания арматуры с эпоксидным или оцинкованным покрытием обычно используют проволоку с эпоксидным или оцинкованным покрытием соответственно.

стремена

Образец стремени

Стремена образуют внешнюю часть арматурного каркаса. Функция хомутов (часто называемых «армирующими стальными звеньями» и «срезывающими звеньями») тройная: придать структуру основным арматурным стержням, поддерживать правильный уровень бетонного покрытия и поддерживать равную передачу силы по всему периметру. опорные элементы. Стремена обычно имеют прямоугольную форму в балках и круглую форму в опорах и размещаются через равные промежутки вдоль колонны или балки , как это определено инженерами-строителями или инженерами-строителями в строительных чертежах.

Сварка

В документе D 1.4 Американского общества сварщиков (AWS) изложены методы сварки арматуры в США. Без особого рассмотрения, единственной арматурой, готовой к сварке, является арматура марки W (низколегированная — A706). Арматура, произведенная не в соответствии со спецификацией ASTM A706, обычно не пригодна для сварки без расчета «углеродного эквивалента». Материал с углеродным эквивалентом менее 0,55 можно сваривать.

Арматурные стержни ASTM A 616 и ASTM A 617 (теперь заменены объединенным стандартом A996) представляют собой перекатанную рельсовую сталь и перекатанную сталь для рельсовых осей с неконтролируемым химическим составом, содержанием фосфора и углерода. Эти материалы не являются распространенными.

Арматурные клетки обычно связываются проволокой, хотя точечная сварка клеток уже много лет является нормой в Европе и становится все более распространенной в Соединенных Штатах. Высокопрочные стали для предварительно напряженного бетона сваривать нельзя.

Размещение арматуры в рулонах

Система рулонного армирования — это чрезвычайно быстрый и экономичный метод размещения большого количества арматуры за короткий период времени. Рулонная арматура обычно готовится за пределами строительной площадки и легко разворачивается на месте. Размещение рулонной арматуры успешно применяется в плитах (настилах, фундаментах), фундаментах ветроэнергетических мачт, стенах, пандусах и т. д.

Механические соединения

, также известные как «механические муфты» или «механические соединения», Механические соединения используются для соединения арматурных стержней вместе. Механические муфты являются эффективным средством уменьшения скопления арматуры в сильно армированных зонах монолитных бетонных конструкций. Эти муфты также используются в сборных железобетонных конструкциях в местах стыков между элементами.

Критерии конструктивных характеристик механических соединений различаются в зависимости от страны, норм и отраслей. В качестве минимального требования в нормах обычно указывается, что соединение арматуры с стыком соответствует или превышает 125 % заданного предела текучести арматуры. Более строгие критерии требуют также разработки заданного предела прочности арматуры. Например, ACI 318 определяет критерии производительности типа 1 (125% Fy) или типа 2 (125% Fy и 100% Fu).

Для бетонных конструкций, спроектированных с учетом пластичности, рекомендуется, чтобы механические соединения также были способны разрушаться под действием пластичности, что в арматурной сталелитейной промышленности обычно называется достижением «разрыва стержня». В качестве примера Caltrans указывает требуемый вид отказа (т. е. «сжатие стержня»).

Безопасность

Арматура с установленными временными пластиковыми защитными колпаками

Во избежание травм выступающие концы стальной арматуры часто загибают или закрывают специальными пластиковыми колпачками, армированными сталью.

Обозначения

Армирование обычно указывается в «графике армирования» на строительных чертежах. Это устраняет двусмысленность в обозначениях, используемых во всем мире. В следующем списке приведены примеры обозначений, используемых в архитектурной, инженерной и строительной отрасли.

Новая Зеландия

Обозначение	Объяснение
HD-16-300, Т&Б, РЭБ	Высокопрочные (500 МПа) арматурные стержни диаметром 16 мм, расположенные с интервалом 300 мм по центрам (межцентровое расстояние) как на верхней, так и на нижней грани, а также в каждом направлении (т. е. продольном и поперечном).
3-Д12	Три арматурных стержня средней прочности (300 МПа) диаметром 12 мм.
Стремена R8 @ 225 MAX	Гладкие стержневые хомуты класса D (300 МПа), расстояние между центрами 225 мм. По умолчанию в практике Новой Зеландии все стремена обычно интерпретируются как полные, закрытые петли. Это детализирующее требование к пластичности бетона в сейсмических зонах; Если требовалась одна прядь стремени с крючком на каждом конце, это обычно было указано и проиллюстрировано.

Соединенные Штаты

Обозначение	Объяснение
# 4 @ 12 OC, T&B, EW	Арматурные стержни номер 4 расположены на расстоянии 12 дюймов по центру (расстояние между центрами) как на верхней, так и на нижней гранях, а также в каждом направлении, т. е. в продольном и поперечном направлении.
(3) #4	Три арматурных стержня номер 4 (обычно используются, когда арматурный стержень перпендикулярен детали)
#3 ничьи по 9 ОК, (2) в комплекте	Арматурные стержни номер 3, используемые в качестве хомутов, расположены на расстоянии 9 дюймов по центру. Каждый комплект состоит из двух галстуков, что обычно иллюстрируется.
№ 7 @ 12 дюймов РЭБ, EF	Арматурный стержень номер 7 расположен на расстоянии 12 дюймов друг от друга и расположен в каждом направлении (в каждую сторону) и на каждой грани.

Повторное использование и переработка

Рабочие извлекают арматуру из завалов сноса в Китае

Арматура часто перерабатывается , а арматура часто изготавливается полностью из переработанной стали. Nucor , крупнейший производитель стали в США, утверждает, что ее стальные прутки на 97% изготовлены из переработанной стали.

Внешние ссылки

• Меры защиты от прокола арматуры OSHA