З метою індустріалізації арматурних робіт і скорочення їх трудомісткості окремі стрижні об'єднуються за допомогою спеціальних зварювальних машин в сітки, каркаси і армоблоки.
Сітки. Розрізняють сітки рулонні і плоскі.
а) рулонні б) плоска
Арматурні сітки: а) рулонні; б) плоскі
Рулонні сітки мають обмежені масою (100-500кг) розміри: ширина не більше 3,5 м, довжина залежить від ваги. Робоча арматура має діаметр до 8мм. Використовують в якості арматури дріт ВІ, BрI d = 3-5мм, можливе використання класу А до 8мм.
Плоскі сітки мають максимальну ширину 2,5 м, довжину до 9м. В якості робочої арматури, як правило, використовують АІІІ d = 6-10мм, розташовуючи в поздовжньому або поперечному напрямку, або в обох відразу. Як розподільної арматури використовують BI, арматуру AI.
Каркаси. Зварні каркаси складаються з поздовжніх і монтажних стержнів, об'єднані поперечними стрижнями. Робочі стрижні можуть розташовуватися в 1 або 2 ряди. В окремих випадках допускається приварювати зверху додаткового робочого стрижня.
Плоскі каркаси об'єднують просторові каркаси або арматурні блоки. Якість точкової електрозварювання каркасів залежить від співвідношення діаметрів зварюються поздовжніх і поперечних стрижнів і треба не перевищувати 1/3, 1/4
Стики. Стики з'єднання зварний арматури виконують, як правило, за допомогою електрозварювання.
Для з'єднання арматури АI- AVI застосовують контактне зварювання, при цьому співвідношення d1 і d2 має бути не менше 0,85. (Рис а і б). Якщо діаметр стрижнів менше 20мм, то застосовують дугове зварювання з накладками (рис в), виконуючи її 4 або 2-х фланговими швами. Допускається в окремих випадках застосовувати з'єднань внапуск стрижнів арматури (рис г). З'єднання внахлестку арматурних стержнів d = 8-40мм з платівкою виконують дугового зварювання фланговими швами (рис д). З'єднання стрижнів арматури в тавр виконують автоматичного дугового зварювання під шаром флюсу (рис е).
На будмайданчиках при монтажі з'єднують арматурні стержні, застосовуючи дугову і ванну зварювання в інвентарних формах. Стики сіток в неробочому стані виконують внахлестку з перепуском між крайніми робочими стрижнями не менше 50мм, при діаметрі розподіленої арматури до 4 мм і при більшому діаметрі не менше 100мм. Плоскі сітки при діаметрі робочої стержнів не менше 16 мм можуть в неробочому напрямку укладатися впритул один до одного, а їх стик зверху перекривається додаткової сіткою не менше 100мм в кожну сторону від стику. Стики сіток і каркасів слід розташовувати в конструкціях вразбежку.
За способом виробництва арматура може бути гарячекатаної, термомеханически зміцненої, холоднодеформованої. Ненапружувана арматура S240 (AI), S500 (AII-AVI). Для попередньо напружених конструкцій S800, S1200, S1400.
СУТНІСТЬ попередньо напружена ЖБ І СПОСОБИ СТВОРЕННЯ попереднього напруження. ВТРАТИ напружень в арматурі. СЦЕПЛЕНИЕ АРМ-ри З БЕТОНОМ. Анкеруванням АРМ-ри У БЕТОН.
Спільна робота арм-ри і бетону в ЖБК забезпечується їх зчепленням і різними конструктивними закріпленнями арм-ри в бетоні. Зчеплення - опір забетонувати стрижня висмикування або продавлювання. Зчеплення є основною властивістю ЖБК і залежить від ряду фіз.-механ. чинників:
1 - зачеплення за бетон виступів на поверхні арм-ри периодич. профілю (70%);
2 - сил тертя, що виникають в результаті обтиску арм-ри в процесі усадки бетону;
3 - склеювання арм-ри з бетоном завдяки клеїть здатності цементного гелю.
При круглої і гладкою арм-ре опір ковзанню зменшується, а з підвищенням класу і віку бетону та зменшенням В / Ц - збільшується.
Експериментально встановлено, що напруги зчеплення по довжині армат. стрижня розподілені нерівномірно і їх максимальна величина не залежить від довжини закладення стержня в бетоні (lan), в розрахунок вводять середні напруги зчеплення.
а) стрижень періодичного профілю б) гладкий стрижень
Мал. - Зчеплення арм-ри з бетоном
Середнє значення напруг:
d - діаметр стержня; lan - довжина анкерування.
Як правило, для гладких стрижнів при середніх марках бетону величина # 964; bd, m знаходиться в межах 2,5 ... 4,0 МПа, для стержнів періодичного профілю - до 7,0 МПа.
Закріплення кінців арм-ри в бетоні забезпечують з запуском арм-ри за розглянутий переріз на довжину зони передачі зусиль з арм-ри на бетон, тобто розраховується довжина анкерування (lan). Крім цього, зчеплення арм-ри з бетоном забезпечується за допомогою анкерних пристроїв.
Непреднапрягаемая арм-ра з гладких стрижнів анкерів у вигляді напівкруглих гаків діаметром 2,5d. У сітках і каркасах з гладкою арм-ри привариваются стрижні поперечного напрямку. Для непреднапряжённой конструкції для стрижнів періодичного профілю розраховується lan:
wan. # 916; # 955; an - коеф-ти умов роботи і запасу міцності, визначаються по СНиП
У згинаються елементах розтягнуті стрижні повинні бути заведені за грань вільної опори на величину не менше 10d. Якщо на приопорних ділянках відсутні тріщини, lan може бути зменшена до 5d. Довжина анкерування в розтягнутому бетоні ≥ 25 см, в стислому - 20 см.
Преднапряжённие ЖБК в процесі виготовлення отримують штучно створені значні стискають напруги в бетоні натягом високоміцної арм-ри. При використанні попереднього напруження враховують деформаційні властивості бетону і арм-ри. Для попереднього напруження використовується, як правило, високоміцна сталь, здатна сприймати напругу # 963; s> 340 МПа. До такої арм-ре відносять AIV - AVI, AIIIв, AтIV - AтVI, дріт В-II, канати К-7, К-19. Застосування преднапряжённого ЖБ дозволяє: 1) істотно зменшити витрати сталі зарахунок використання арм-ри високої міцності; 2) підвищити тріщиностійкість конструкції і прогини, збільшити жорсткість; 3) підвищити витривалість конструкції; 4) збільшити довговічність конструкції при експлуатації їх в агресивних середовищах; 5) знизити масу конструкцій, зменшивши витрати бетону; 6) преднапряж. ЖБК можуть служити заміною конструкцій зі сталі та дерева.
Преднапряжённие конструкції працюють за такою схемою:
Для створення передуватиме. напруги існує 2 схеми натягу арм-ри:
1 - натяг на упори; застосовується, в основному, в конструкціях малих і середніх прольотів;
2 - натяг на бетон; використовують зазвичай в великопрольотних конструкціях (ферми, мости).
Мал. - Натяг на упори
Мал. - Натяг на бетон
При натягу на упори арматурний стрижень закріплюють з одного боку на спец. упор, а з іншого натягують домкратом, який також закріплений на упорі. Після натягу стрижня в форму укладають бетонну суміш, яка, затвердевая, зчіплюється з арм-рій. Якщо звільнити арм-ру від упорів, то вона, скорочуючись, обжимає бетон.
При натягу на бетон спочатку виготовляється конструкція, як правило, слабоармірованная, або з розташованим в ній каналом. Після придбання бетоном необхідної міцності арматурний стрижень закладають в канал, закріплюючи його з одного боку анкером, а з іншого - в домкраті. Стрижень натягують домкратом, а після натягу його закріплюють другим анкером (з боку домкрата), який впирається в бетон. Коли домкрат прибирають, в канал під тиском нагнітають цементний розчин або піщаний бетон, що забезпечує зчеплення арм-ри з бетоном.
Натяг на упори проводиться 1) механічним, 2) електротермічним і 3) електротермомеханіческім способом. Для 1) використовують гідравлічні гвинтові домкрати, намотувальні машини, лебідки. При 2) стрижневу або дротяну арм-ру, забезпечену на кінцях обмежувачами, попередньо нагрівають до t = 300-350 ° С, в результаті чого арм-ра подовжується. Нагріті стрижні укладають в форму таким чином, щоб обмежувачі виявлялися за упорами форми. При охолодженні стрижні коротшають, упори цьому перешкоджають, в арм-ре виникають задані напруження розтягу. Після укладання і твердіння бетону арм-ру відпускають з упорів і вона обжимає бетон. Спосіб 3) - поєднання способів 1) і 2).
Останнім часом для створення попереднього напруження в конструкціях застосовують бетони на цементів. Збільшуючись в обсязі і маючи хороше зчеплення з арм-рій, бетон створює напруження розтягу в ній. Такі конструкції - самонапряжённие, метод - фізико-хімічний.
Залежно від способу виготовлення і виду напруженої арм-ри, вона може застосовуватися з анкерами на кінцях або без них. Довжина зони анкерування в напруженої арм-ре без анкерів приймається рівною довжині зони передачі напруги з арм-ри на бетон (lp): lp = (wp · # 963; sp / Rbp + # 955; p) · d
# 963; sp - напруження в арм-ре з урахуванням втрат;
Rbp - передавальна міцність бетону.
В елементах з бетону на пористих заповнювачах довжина анкерування збільшується на 20%. Для преднапряж. арм-ри періодичного профілю: lp ≥ 15d.
Анкери є обов'язковими при натягу арм-ри на бетон, а також на упори, якщо зчеплення арм-ри з бетоном виявляється недостатнім. Зона анкерування при недостатній її величиною може мати поздовжні тріщини, місцеве зминання бетону в торцях або прослизання арматурних стержнів. Для запобігання цих дефектів поздовжні ділянки елемента підсилюють шляхом збільшення поперечного перерізу арм-ри, пристрої поперечної і непрямої арм-ри, що охоплює всі поздовжні стрижні, і підвищенням класу бетону.
У зонах передачі напружень влаштовуються також анкерні пристрої на стрижнях: гайки, накручувальні на нарізні кінці стержня; висаджені на одному з кінців головки; цангові затиски і коротиші, що приварюються до стрижня.
Втрати передуватиме. напруги. Експериментально доведено, що початкова напруження арм-ри не залишається постійним, а зменшується з плином часу через втрати. Ці втрати обумовлені фізико-механічні. властивостями матеріалів, технологією виготовлення і конструкцією елементів.
Розрізняють втрати перші (# 963; losI) і другі (# 963; losII). Кожні з цих втрат характеризуються певними значеннями і до складу перших входять втрати # 963; 1 - # 963; 6. до складу друге - # 963; 7 - # 963; 11. Кожна величина втрат розраховується або призначається відповідно до вимог СНиП, видом арм-ри і методом створення попереднього напруження.
Перші втрати виникають до обтиску бетону і в основному враховують реалогічних властивості стали (технологічні втрати):
1) втрати від релаксації напружень в арм-ре при механічному способі натягу - # 963; 1;
2) втрати від температурного перепаду (різниця температур натягнутої арм-ри в зоні нагріву і пристрої, що сприймає зусилля натягу при прогріванні бетону) - # 963; 2; 3) втрати від деформації анкерів, розташованих у натягачів - # 963; 3;
4) втрати від тертя арматури при натягу на бетон внаслідок тертя об стінки каналів або поверхню конструкцій - # 963; 4;
5) втрати від деформації сталевий форми при виготовленні преднапряжённих ЖБК - # 963; 5;
6) втрати від швидко натекает повзучості бетону - # 963; 6.
Другі втрати виникають в уже виготовленому виробі в результаті обтиску бетону (експлуатаційні втрати):
1) втрати від релаксації напружень при натягу на бетон - # 963; 7;
2) втрати від усадки бетону і відповідного укорочення елемента - # 963; 8. залежать від виду бетону, способу натягу і умов твердіння;
3) втрати від повзучості бетону - # 963; 9;
4) втрати від того, що зім'яло бетону під витками стрижневий або кільцевої арматури - # 963; 10;
5) втрати від деформацій обтиснення стиків між блоками збірних конструкцій - # 963; 11.
При натягу на упори: