Механические свойства арматурных сталей и способы их улучшения. Наклеп

Классификация арматуры.

Арматура.

Арматура в железобетонных конструкциях устанавливается преимущественно для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций.

Арматура, устанавливаемая по расчету, носит название рабочей арматуры, устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям, носит название монтажной арматуры. Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. 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.

Железобетонные элементы и их арматура:

а – сетка;

б – плоские каркасы;

в – пространственный каркас;

1 – плита;

2 – балка;

3 – колонна.

Арматуру разделяют по четырем признакам:

1. В зависимости от технологии изготовления стальная арматура железобетонных конструкций подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. Под стержневой в данной классификации подразумевается арматура любого диаметра и независимо от того, как она поставляется промышленностью – в прутках или мотках (бухтах).

2. В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатаная арматура может быть термически упрочненной – подвергнутой термической обработке, или упрочненной в холодном состоянии – вытяжкой, волочением.

3. По форме поверхности арматура может быть периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры значительно улучшают сцепление с бетоном.

4. По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую арматуру и ненапрягаемую.

Арматура периодического профиля:

а – стержневая классаA-II;

б – то же, A-III и A-IV;

и – высокопрочная проволока.

Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливаются по диаграмме , получаемой из испытания образцов на растяжение. Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая сталь) обладает значительным удлинением после разрыва – до 25%. Напряжение, при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали , напряжение, непосредственно предшествующее разрыву, носит название временного сопротивления арматурной стали .

Диаграммы при растяжении арматурной стали:

а – с площадкой текучести (мягкой);

б – с условным пределом текучести.

Повышение прочности горячекатаной арматурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигаются введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок: марганца, кремния, хрома и др.

Содержание углерода свыше 0,3-0,5% снижает пластичность и ухудшает свариваемость стали. Марганец повышает прочность стали без существенного снижения ее пластичности. Кремний, повышая прочность стали, ухудшает ее свариваемость. Содержание легирующих добавок небольшое и обычно составляет 0,6-2%.

Существенного повышения прочности горячекатаной арматурной стали (в несколько раз) достигают термическим упрочнением или холодным деформированием. При термическом упрочнении осуществляется закалка арматурной стали (нагревом до 800-900°С и быстрым охлаждением), затем частичный отпуск (нагревом до 300-400°С и постепенным охлаждением).

Высоколегированные и термически упрочненные арматурные стали переходят в пластическую область постепенно – без ярко выраженной площадки текучести. Для этих сталей устанавливают условный предел текучести – напряжение при котором остаточные деформации составляют 0,2%, а также условный предел упругости – напряжение при котором остаточные деформации равны 0,02%.

Сущность упрочнения холодным деформированием арматурной стали состоит в следующем. При искусственной вытяжке в холодном состоянии до напряжения, превышающего предел текучести, под влиянием структурных изменений кристаллической решетки (наклепа) арматурная сталь упрочняется. При повторной вытяжке, поскольку пластические деформации уже выбраны, напряжение первой вытяжки становится новым искусственно поднятым пределом текучести.

Вытяжка в холодном состоянии позволяет получать высокую прочность стержней большого диаметра. Многократное волочение (через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий) в холодном состоянии позволяет получать высокопрочную проволоку.

Дата добавления: 2014-01-04