Арматурные элементы — это металлические стержневые компоненты, внедряемые в бетонные структуры с целью их укрепления при возведении строительных объектов.
Монтаж арматуры осуществляется до процесса бетонирования для повышения структурной целостности конструкций, их сопротивляемости механическим воздействиям, предупреждения деструктивных процессов и увеличения эксплуатационного периода сооружений.
Сфера использования арматурных элементов включает формирование фундаментных систем, создание монолитных стеновых элементов, перекрытий, несущих балок, а также возведение мостовых конструкций, подземных тоннелей и гидротехнических объектов.
Базовые категории арматурных изделий
Современный строительный рынок предлагает разнообразный ассортимент арматурного металлопроката, предназначенного для решения специфических строительных задач. Классификация включает 3 основные разновидности:
- Стержневая (категория А) — представлена горячекатаными металлическими стержнями из углеродсодержащих или легированных сталей различной протяжённости и диаметра. Производится с гладкой поверхностью или с периодическим рельефом.
- Проволочная (категории В, ВР, ВР-1) — изготавливается из стальной проволоки гладкого либо рифлёного типа диаметральным сечением от 3 до 8 мм. Поставляется в скрученном состоянии. Используется при создании армирующих сетчатых и каркасных конструкций.
- Канатная (категория К) — специализированные тросовые элементы из спирально скрученных проволок с гладкой поверхностью. Применяется при производстве преднапряжённых и высоконагруженных бетонных структур. Используется в сейсмически активных регионах.
Выбор конкретного типа арматуры для монолитного или сборного строительства определяется на стадии инженерного проектирования объекта.
Классификация арматуры по ГОСТ
В России основным нормативным документом для арматурной стали является ГОСТ 34028-20016, заменивший ранее действовавший ГОСТ 5781-82. Данные стандарты регламентируют классификацию арматурных изделий, их технические параметры и условия использования.
- А240 (A-I) — гладкие стержневые элементы диаметрального сечения 6-40 мм, реализуемые в мотках или прутках длиной от 3 до 12 м. Используются для армирования малонагруженных неэнергоёмких конструкций.
- А300 (A-II) — стержни с периодической поверхностью, диаметральным сечением 10-80 мм. Используются при армировании ненапрягаемых конструктивных элементов.
- А400 (A-III) — прокатные изделия диаметром 6-40 мм с рельефной текстурой. Один из наиболее востребованных классов, применяемый как в напрягаемых, так и в ненапрягаемых строительных системах.
- А500 (A-III) — металлопрокат с периодическим профилем, диаметральным сечением 6-40 мм. Характеризуется улучшенными показателями пластичности и прочностными характеристиками. Применим для армирования ответственных конструктивных элементов.
- А600 (A-IV) — арматурные изделия с периодическим профилем, диаметром от 10 до 32 мм. Используются в случаях, требующих повышенной прочности при уменьшенном диаметре арматурных компонентов.
- А800 (A-V) — стержни с укрупнёнными выступами, диаметром от 6 до 40 мм. Применяются для армирования высоконагруженных конструктивных элементов.
- А1000 (A-VI) — стержневые элементы диаметральным сечением 10-22 мм с периодическим профилированием. Используются в специализированных конструкциях, требующих максимальных показателей прочности.
В скобках приведена устаревшая система классификации, практически вышедшая из употребления в настоящее время.
Соотношение стандартов арматуры
|
Класс по советской системе |
Класс по современной системе |
Диаметр профиля (мм) |
Допустимое сопротивление (МПа) |
|
А1 |
А240 |
6-40 |
375 |
|
А2 |
А300 |
10-80 |
490 |
|
А3 |
А400, А500 |
6-40 |
590 |
|
А4 |
А600 |
10-32 |
883 |
|
А5 |
А800 |
6-40 |
1030 |
|
А6 |
А1000 |
10-22 |
1230 |
В маркировке класса арматуры могут использоваться дополнительные буквенные обозначения после числового значения:
- С — возможность сварочного соединения;
- К — усиленная устойчивость к коррозионным процессам;
- Т — изделие подвергнуто термомеханическому упрочнению.
Например, обозначение А500С указывает на арматурную сталь периодического профиля, пригодную для сварочных работ.
Технические требования к свариваемым прокатным изделиям классов А400С и А500С регламентируются документом ТУ 14-1-5580-09.
Типологизация арматуры для железобетонных элементов
Арматурный прокат классифицируется по химическому составу материала, профилю поверхности, методу производства, прочностным и иным характеристикам.
По материалу изготовления
При производстве арматурных изделий используются углеродистые или легированные стали, а также композитные материалы:
- Стальные стержни — наиболее распространённый тип арматурных изделий. Отличается значительной прочностью, хорошей свариваемостью, экономической доступностью.
- Композитная арматура производится из стекловолоконных или базальтовых волокон. Характеризуется малой массой, высокой устойчивостью к коррозии, низкой теплопроводностью.
Основным недостатком композитной арматуры является ограниченность способов соединения (невозможность сварки).
По классу прочности
Способность арматурных изделий выдерживать предельные нагрузки до начала деформационных процессов определяет показатели прочности и предел текучести материала.
Классификация по прочностным характеристикам:
- А240 (A-I) — изделия с невысоким пределом текучести;
- А300 (А-II), А400 (A-III) — наиболее применяемый класс металлопроката благодаря оптимальному соотношению технических параметров;
- А500 (A-III) — изделия повышенной прочности, используемые в особо ответственных конструктивных элементах;
- А600 (A-IV), А800 (A-V), А1000 (A-VI) — высокопрочные марки, применяемые в особо нагруженных сооружениях.
Чем выше числовой показатель, тем значительнее предел текучести и прочностные характеристики арматуры. Прочность и предел текучести измеряются в единицах мегапаскаль (МПа).
По методу применения
Арматурные элементы в конструкциях подразделяются на ненапрягаемые и напрягаемые.
- Ненапрягаемая — выполняет роль пассивного армирования. Применяется для усиления бетонных структур в стандартных условиях эксплуатации.
- Напрягаемая — подвергается предварительному натяжению на этапе изготовления железобетонных элементов, что увеличивает показатели растяжимости, прочности и несущей способности конструкции.
Преднапряжённый бетон характеризуется устойчивостью к образованию трещин. Использование напрягаемой арматуры позволяет снизить металлоёмкость конструктивных элементов.
По профилю поверхности
Различают две основные разновидности:
- Гладкая — имеет ровную поверхность без рифлений. Обычно используется во вспомогательных целях, когда не требуется высокая адгезия с бетонной массой.
- Рифлёная — характеризуется наличием насечек или рёбер на поверхности, обеспечивающих повышенную адгезию металлопроката с бетонной смесью.
Показатели сцепления с бетонной смесью непосредственно влияют на прочностные характеристики и эффективность функционирования конструктивных элементов.
По методу изготовления
Основные технологии производства арматуры включают термомеханическую обработку или холодную прокатку:
- Горячекатаная — изготавливается методом горячей прокатки при температурных режимах около 1000°С. Данный процесс повышает пластичность материала, устойчивость к деформационным воздействиям.
- Холоднотянутая — производится путём холодной деформации при пропускании заготовок через систему валов, формирующих необходимую конфигурацию стержней. Отличительной особенностью холоднодеформированной арматуры является повышенная прочность, устойчивость к внешним воздействиям, точность геометрических параметров.
Метод изготовления арматурных изделий определяет сферу их применения и механические свойства.
По форме поставки
Варианты поставки металлопроката обозначаются следующими аббревиатурами:
- МД — мерная длина, от 6 до 12 м;
- МД1 — при поставке партии мерной длины допускается наличие не более 3% немерных прутковых элементов;
- НД — немерная длина. Изделия поставляются в прутках или бухтах произвольных размеров.
Выбор формы поставки арматурных изделий зависит от специфики проектных требований, финансовых возможностей и предпочтений заказчика. В случаях необходимости точного количества арматуры определённых параметров, рекомендуется выбирать форму МД или МД1. Если приоритетными факторами являются гибкость использования и экономическая целесообразность, оптимальным вариантом будет форма НД.
Классификационная система арматурных изделий позволяет структурировать различные типы продукции в соответствии с их техническими характеристиками, особенностями и функциональным назначением.
Функциональная классификация арматуры
Арматурная сталь применяется для усиления железобетонных структур, придания им дополнительных прочностных характеристик.
Основные функциональные разновидности арматурных изделий:
- Рабочая — воспринимает основные нагрузочные воздействия, компенсирует растягивающие усилия, возникающие при эксплуатации конструктивных элементов (например, при деформациях изгиба). Устанавливается в зонах максимального напряжения бетонной структуры.
- Распределительная (конструктивная) — как правило, располагается перпендикулярно по отношению к рабочим стержневым элементам. Обеспечивает равномерное распределение нагрузочных воздействий по всем конструктивным компонентам.
- Монтажная — используется для обеспечения проектного позиционирования рабочих и распределительных стержней в процессе сборки каркаса, до этапа бетонирования. Не воспринимает основные нагрузки, обеспечивает жёсткость конструкции на этапе монтажных работ.
- Анкерная — применяется для фиксации элементов конструкции (колонн, балок и других компонентов) к фундаментным основаниям или иным опорным структурам. Предотвращает смещение частей сооружения под воздействием внешних механических сил.
- Штучная — отдельные стержневые элементы, монтируемые в определённых зонах для локального усиления конструкции.
- Сварная сетка — используется для армирования плитных перекрытий, фундаментных оснований и иных плоскостных конструктивных элементов.
Каждая из представленных разновидностей арматурных изделий имеет специфические особенности применения и может использоваться в различных комбинаторных сочетаниях в зависимости от требований конкретного проекта.
Критерии выбора арматурных изделий
Выбор металлопроката зависит от проектных требований, типологии конструктивных элементов и ряда дополнительных факторов:
- марочные характеристики стали определяют прочностные показатели, пластичность, свариваемость арматурных изделий;
- сечение и класс арматурных элементов зависят от расчётных нагрузочных воздействий на конструкцию;
- профиль металлопроката влияет на показатели сцепления с бетонной массой.
При планировании соединения арматурных элементов методом сварки, необходимо выбирать изделия класса А400С, А500С.
В условиях эксплуатации объекта в агрессивной среде или повышенной влажности рекомендуется использование изделий с антикоррозионными характеристиками.
Ошибки в процессе выбора арматурных изделий могут привести к снижению надёжностных показателей и долговечности строительного объекта, поэтому для проведения расчётных операций целесообразно привлечение квалифицированных специалистов.
