Классификация и область применения
По функциональному назначению арматура может быть подразделена на рабочую и конструктивную (распределительную) и монтажную.
Основной является рабочая арматура, предназначенная для восприятия растягивающих, а иногда и сжимающих усилий.
Назначение конструктивной арматуры состоит, прежде всего, в обеспечении цельности конструкции, учитываемой при расчете прочности (например, конструктивная поперечная арматура увеличивает сцепление бетона с продольной рабочей арматурой, предохраняет продольные сжатые стержни от выпучивания и служит элементом связи растянутой и сжатой зон сечений), а также в распределении действия сосредоточенных усилий или ударной нагрузки на большую площадь и в принятии на себя (во избежание образования трещин в бетоне) температурных и усадочных напряжений.
Монтажная арматура не имеет непосредственного статического значения. Она необходима для создания из рабочих и конструктивных стержней жёсткого (и, следовательно, транспортабельного) каркаса.
Рабочая и конструктивная арматура одновременно может выполнять функции монтажной.
Для армирования железобетонных конструкций должна применяться арматурная сталь, отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов и технических условий. В зависимости от механических свойств арматура делится на следующие виды и классы.
Стержневая арматурная сталь:
а) горячекатанная — гладкого профиля (круглая) класса А-I; периодического профиля классов A-II, Ас-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI;
б) термически и термомеханически упрочнённая — периодического поофиля классов Ат-IIIС, Ат-IV, Ат-IVC, AT-IVK, AT-V, AT-VK, AT-VCK, AT-VI, AT-VIK и AT-VII;
в) упрочнённая вытяжкой — периодического профиля класса А-IIIв (с контролем удлинений и напряжений или с контролем только удлинений).
Проволочная арматура:
г) арматурная холоднотянутая проволока — обыкновенная периодического профиля класса Вр-I; высокопрочная гладкая класса B-II; высокопрочная периодического профиля класса Вр-11;
д) арматурные канаты — спиральные семипроволочные класса К-7 и девятнадцатипроволочные класса К-19.
Следует заметить, что в предыдущих нормах проектирования была предусмотрена гладкая холоднотянутая проволока класса B-II.
Для закладных изделий и соединительных накладок применяют, как правило, прокат из углеродистой стали обыкновенного качества.В обозначениях горячекатанной стержневой арматурной стали употребляют букву “в” для арматуры, упрочненной вытяжкой (А-Шв), а букву “с” — для арматуры специального назначения (Ас-II).
В обозначениях классов термически и термомеханически упрочненной стержневой арматурной стали с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением добавляют букву “К” (например, Ат-IVK); свариваемой арматуры — букву “С” (нагример, Ат-IVC); свариваемой и повышенной стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением — буквы “СК” (например, Ат-VCK). В дальнейшем для краткости использованы следующие термины: “стержень” — для обозначения арматуры любого диаметра, вида и профиля независимо от того, поставляют ее в прутках или мотках (бухтах); “диаметр” (d), если не оговорено особо, означает номинальный диаметр стержня.
Каждому классу арматуры соответствуют определенные марки арматурной стали с одинаковыми механическими характеристиками, но различного химического состава. В обозначении марки стали отражено содержание углерода и легирующих добавок. В соответствии с ГОСТ 5781-82* и ГОСТ 10884-94 первые две цифры в обозначении марки стали отражают содержание углерода в сотых долях процента. Далее указывают наличие химических элементов (легирующих добавок или примесей), обозначенных заглавными буквами русского алфавита: А — азота, Б — ниобия, Г — марганца, Д — меди, Н — никеля, П — прочих примесей (например, фосфора), Р — бора, С — силиция (кремния), Т — титана, Ф — ванадия, X — хрома, Ц — циркония, Ю — алюминия. При содержании добавки до 1% никаких дополнительных обозначений в марке стали не приводят. Если же содержание добавки более 1%, после обозначения элемента указывают цифру, отражающую максимальное содержание этого элемента в процентах. Так, в обозначении марки стали 22Х2Г2ТАЮ цифры 22 указывают на содержание углерода (0,22%), Х2 — содержание хрома может достигать 2%, Г2 — содержание марганца также может достигать 2%, буквы Т, А и Ю — содержание каждого из элементов (соответственно титана, азота и алюминия) не превышает 1%.
Разделение арматурных сталей на классы в зависимости от основных механических характеристик, а не марок стали и их химического состава (как это практиковали ранее), вполне оправдано. Такой подход позволяет устанавливать требования к перспективным классам арматуры до разработки соответствующей марки стали или режима упрочнения.
Класс арматурной стали выбирают в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения, а также от условий возведения и эксплуатации здания или сооружения и с учетом необходимой унификации арматуры конструкций по классам, диаметрам и т. п.
В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций следует применять:
а) стержневую арматуру класса AT-IVC — для продольной арматуры;
б) стержневую арматуру классов A-III и Ат-IIIС — для продольной и поперечной арматуры;
в) арматурную проволоку класса Вр-1 — для поперечной и продольной арматуры;
г) стержневую арматуру классов А-I, A-II и Ас-Н — для поперечной арматуры, а также для продольной арматуры, если другие виды ненапрягаемой арматуры не могут быть использованы;
д) стержневую арматуру классов A-IV, Ат-IV И At-IVK — для продольной арматуры в вязаных каркасах и сетках;
е) стержневую арматуру классов A-V, Ат-V, AT-VK, AT-VCK, А-VI, AT-VIK, Ат-VII — для продольной сжатой арматуры, а также для продольной сжатой и растянутой арматуры при смешанном армировании конструкций (наличия в них напрягаемой и ненапрягаемой арматуры) в вязанных каркасах и сетках.
В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций можно применять также арматуру класса А-IIIв для продольной растянутой арматуры в вязанных каркасах и сетках.
Арматуру классов A-III, Ат-IIIС, Ат-IVC, Bp-I, А-I, A-II и Ас-II желательно применять в виде сварных каркасов и сеток.
Допустимо использовать в сварных сетках и каркасах арматуру классов А-IIIв, At-IVK (из стали марок 10ГС2 и 08Г2С) и Ат-V (из стали марки 20ГС) при выполнении крестообразных соединений контактной точечной сваркой.
В конструкциях с ненапрягаемой арматурой, воспринимающих давление газов, жидкостей и сыпучих тел, следует применять стержневую арматуру классов А-I, A-II, A-III, Ат-IIIС и арматурную проволоку класса Вр-1.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций следует применять:
а) стержневую арматуру классов A-V, Ат-V, At-VK, At-VCK, А - VI, Ат-VI, At-VIK И At-VII;
б) арматурную проволоку классов B-II, Вр-II и арматурные канаты классов К-7 и К-19.
В качестве напрягаемой арматуры можно применять стержневую арматуру классов A-IV, Ат-IV, At-IVC, At-IVK И A-IIIb.
В конструкциях до 12 м включительно следует преимущественно применять стержневую арматуру классов Ат-VII, At-VI И At-V мерной длины.
Для армирования предварительно напряженных конструкций из легкого бетона классов В7,5...В12,5 следует применять стержневую арматуру классов A-IV, Ат-IV, AT-IVC, AT-IVK И A-IIIB.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов, воспринимающих давление газов, жидкостей и сыпучих тел, следует применять:
а) арматурную проволоку классов B-II, Вр-11 и арматурные канаты классов К-7 и К-19;
б) стержневую арматуру классов A-V, Ат-V, AT-VK, AT-VCK, A-VI, AT-VI, AT-VIK И Ат-VII;
в) стержневую арматуру классов A-IV, Ат-IV, Ат-IVK и Ат-IVC.
В таких конструкциях допустимо применять также арматуру класса А-IIIв.
В качестве напрягаемой арматуры конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, следует преимущественно применять арматуру класса А-IV, а также классов Ат-VIK, AT-VK, AT-VCK, AT-IVK и арматуру других видов в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.
При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету, а также проката для закладных деталей необходимо учитывать температурные условия эксплуатации конструкций и характер их нагружения (см. табл. 1.27 и 1.28).
В климатических зонах с расчетной зимней температурой ниже минус 40 °С при проведении строительно-монтажных работ в холодное время года необходимо обеспечить несущую способность конструкций с арматурой, которую разрешено использовать только в отапливаемых зданиях, исходя из расчетного сопротивления арматуры с понижающим коэффициентом 0,7 и расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке = 1,0.
Для конструкций, предназначенных для работы при расчетной температуре ниже минус 40 °С, а также при применении проката из низколегированной стали (например, С345 и С375 — марок 09Г2С, 15ХСНД, 10Г2С1) выбор проката для закладных деталей и электродов для их сварных соединений следует производить как для стальных сварных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II 23-81*.
Для монтажных (подъемных) петель элементов сборных железобетонных и бетонных конструкций следует применять горячекатанную арматурную сталь класса Ас-П марки 10ГТ и класса А-I марок Ст3сп и Ст3пс, а также класса А-I по ТУ 14-2-736 — 87, особенно в конструкциях, предназначенных для применения в районах с расчетной температурой ниже минус 30 °С.
В случаях, когда возможен монтаж конструкций при расчетной зимней температуре ниже минус 40 “С, для монтажных петель сталь марки Ст3пс2 применять нельзя.
В дальнейшем, если нет необходимости указывать конкретный вид стержневой арматуры (горячекатанной, термомеханически упрочненной), используется обозначение соответствующего класса горячекатанной арматурной стали (например, под классом А-V подразумевается арматура классов A-V, Ат-V, At-VK И At-VCK).
Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции, Киев, 2001