Нормативные и расчетные характеристики материалов

Способы соединения арматуры

Для надежного соединения армирующих элементов между собой используются 3 основных способа: при помощи сварки, внахлест без применения сварки и механический.

Сварка.

Нельзя сваривать термически упрочненную арматуру классов Ат-V, Ат-VI и высокопрочную проволоку, так как сварка приводит к утрате эффекта упрочнения Хорошо свариваются контактной сваркой горячекатанная арматура классов от А-I до А-VI, Ат-IIIC, Ат-IVC.

Система соединения может быть стыковая, нахлестная, тавровая и крестовая. Стыковая (когда стержни совмещаются встык) и тавровая (боковой стержень торцом упирается в продольную арматуру) сварка не рекомендуется из-за низкой прочности на изгиб и производится только в случаях крайней необходимости. Основная арматура обычно сваривается внахлест, а поперечные стержни привариваются к ней при укладке крестом.

Излишний перегрев может привести к ненужным структурным изменениям в металле. Качество каждого шва необходимо тщательно проверить на прочность.

Сам сварной шов имеет повышенную хрупкость и плохо работает на изгиб, что может привести к его повреждению уже на стадии уплотнения бетона путем вибрации. Такой эффект приводит к тому, что сваривать арматуру для фундамента в болотистой местности не рекомендуется.

Основное преимущество сварки – быстрота операции, что очень важно при больших объемах строительства. Кроме того, правильный выбор арматуры (с индексом С) позволяет значительно снизить негативные последствия и обеспечить нужное качество. На плотных грунтах способ сварки армирующих элементов остается наиболее востребованным.

Внахлест без применения сварки

Стержневую арматуру классов А-I, А-II, А-III допускается соединять внахлест без сварки с перепуском концов стержней на 20....50 диаметров в тех местах железобетонных элементов, где прочность арматуры используется не полностью. Однако такой вид соединения стержневой арматуры вследствие излишнего расхода стали и несовершенства конструкции стыка применять не рекомендуется.

Внахлестку можно выполнять стыки сварных сеток в направлении рабочей арматуры. Необходимую длину перепуска (нахлестки) сеток для создания необходимой заделки устанавливают по формуле.

Арматурные стержни можно вязать между собой с помощью стальной проволоки. Способ достаточно часто используется в частном строительстве из-за простоты и доступности. Принцип соединения основан на том, что стержни укладываются внахлест и прочно обвиваются стальной отожженной проволокой диаметром 1-1,2 мм из низкоуглеродистой стали. Такой способ не нарушает структуру металла и обеспечивает нужную прочность. Основной недостаток – низкая производительность, что ограничивает применение вязки при возведении больших фундаментов.

Механическая стыковка

Данный способ является наиболее выгодным, соответственно, и наиболее часто используемым. Если сравнить процесс механического соединения арматуры со стыковкой арматуры внахлест, то главное преимущество здесь заключается в том, что не происходит значительная потеря материала. Стыковка внахлест приводит к потере определенного количества арматуры (примерно 27%).

Если сравнивать механическое соединение арматуры со стыковкой при помощи сварки, то в этом случае выигрывает скорость работы, на которую затрачивается намного меньше времени. К тому же, сварку должны выполнять только профессиональные сварщики, чтобы избежать некачественной работы, которая в будущем способна привести к негативным последствиям.

Еще в результате такого способа соединения получается достаточно прочная конструкция. Получить равнопрочное соединение, используя этот метод, можно при различных погодных условиях и в любое время года.

Технология механического соединения достаточно простая и заключается в следующем:

·на арматурный стержень надевается стальная муфта;

·она обжимается гидравлическим прессом;

·для второго стержня процесс снова повторяется.

В результате времени на создание механического соединения уходит очень мало. Вместо соединительных муфт допускается использование толстостенных стальных труб или муфт, которые имеют перегородку по центру, что значительно упрощает монтаж.

Прочная механическая стыковка возможна для арматурных прутьев разного диаметра. Это осуществляется благодаря наличию сменных штампов в гидравлическом прессе

Нормативные и расчетные характеристики материалов

Нормативными сопротивлениями бетона являются сопротивление осевому сжатию призм (призменная прочность) R_bn и сопротивление осевому растяжению R_btn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0.95).

Расчетные сопротивления бетона для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону: при сжатии γ _bc =1,3, при растяжении γ _bt =1,5, а при контроле прочности на растяжение γ _bt =1,3. Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию

R_b=R_bn / γ _bc

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению

R_bt=R_btn / γ _bt

Расчетное сопротивление бетона сжатию тяжелого бетона классов В50, В55, В60 умножают на коэффициенты, учитывающие особенность механических свойств высокопрочного бетона (снижение деформаций ползучести), соответственно равные 0,95, 0,925, 0,9.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления R_b, R_bt бетона уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы бетона γ _bi, учитывающие следующие факторы: особенности свойств бетонов; длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т.д..

Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состоянийпринимают равными нормативным значениям и вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона γ _bi за исключением случаев расчета железобетонных элементов по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки, когда следует вводить коэффициент γ _bi

Нормативные сопротивления арматуры R_sn устанавливаются с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению следующих величин: физического предела текучести или условного предела текучести (для проволочной арматуры)

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре:

R_s = R_sn / γ _s

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры снижают, или в отдельных случаях повышают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы γ _si, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, наличием загибов, характером диаграммы растяжения стали, и т.д.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группы предельных состояний устанавливают равными их нормативным значениям.