Темірбетон конструкцияларының арматурасы

Дәріс 3

Сабақ жоспары

1. Арматураны пайдаланудағы мақсат

2. Арматуралық болаттарды жіктеу

3. Арматураның түрлері

4. Арматуралық болаттардың механикалық қасиеттері

5. ТБК-ларда арматураны колдануы

6. Дәнекерленген, тоқылған және сымдық арматуралық бұйымдар

Арматура

Арматура - деп бетон денесінде орналастырған стержіндерді атайды.

Арматура ретінде негізгі болат материалын қолданады.

Кейбір кезде арматураның орнына басқа материалды қолданады, мысалы:

шыныпластик (стеклопластик) - осы материалдың беріктігі және химиялық төзімділігі жоғары. Арматура - грек сөзі, аудармасы «қаруландыру».

Арматураны пайдаланудағы мақсат:

ТБК-ларда бетонның созылуға нашар қарсыласу себебінен, арматура бірінші кезекте созылған күштер әсерін қабылдауға пайдаланылады.

Бірақ, арматураның сығылуға беріктігі жоғары болғандықтан оны қажет жағдайларда сығылған конструкцияларды күшейтуге де пайдаланады

Арматуралық болаттарды жіктеу

Арматура негізгі механикалық сипаттамаларына байланысты келесі кластарға бөлінеді:

а) стержіндік арматура А әріппен және римдық санмен белгіленеді, А-І А-ІІ, А-ІІІ, А-ІV, А-V, А-VІ (неғұрлым цифрдың мәні жоғары болса, соғұрлым беріктігі жоғары болады) ;

б) В-І, В-ІІ, Вр-І, Вр-ІІ - сымдық арматура «В» әріппен және римдық санмен белгіленеді. «р» әріппен арматураның бетіндегі периодтық профильді белгілейді;

В-І, Вр-І - жай сымдық арматура

Вр-І, Вр-ІІ - жоғары беріктік сымдық арматура

в) К-7, К-19 арқанды арматура, арқандар жеке сымдардан жиналады ( диаметрлері - 2, 3, 4, 5мм) .

Арматураның әр класына беріктік пен деформациялық қасиеттері бірдей, бірақ химиялық құрамы әр түрлі болаттарға сәйкес келеді. Мысалы:

А-ІІ - болат маркасы ВСт5, 10ГТ, 18Г2С

А-ІІІ - болат маркасы 25Г2С, 35ГС, 18Г2С, 20хГ2Ц

А-ІУ - болат маркасы 20хГ2Ц, 800С

А-У - болат маркасы 23х2Г2Т

25Г2С - 0, 25% көміртек, Г - марганец 2%,

20хТ2Ц - С - кремний, 0, 20% көміртек, Х, Г - 2%, Ц-цирконий

Арматураның түрлері

Арматураның келесі түрлері белгілі:

а) дайындалу тәсілі бойынша

- ыстықтай өңделген А-І . . . А-УІ;

- суықтай созылған Вр-І, Вр-ІІ, В-ІІ

- термиялық бекемделген (Т-индексі бар) Ат-ІІІ, Ат-ІУ, Ат-У, Ат-УІ

- тартып бекемделген А-ІІв, А-ІІІв;

б) арматураның бетінің бейнесі

- тегіс беті А-І, В-І, В-ІІ;

- периодтық профильді - А-ІІ (бұранда пішінді), А-ІІІ (спиральді пішінді), Вр-І, Вр-ІІ, К-7, К-19.

Арматураның бетіндегі қырлар мен жаншылған жерлер арматура мен бетонның ілінісуін, яғни бірлескен жұмысын едәуір жоғарлатады.

в) арналуы бойынша

- жұмыстық арматура ТБК-ларда сыртқы күшсалмақтардың және өзінің салмағы әсерінен пайда болған күштерді қабылдауға арналған, жұмыстық арматура қимасының ауданы есептеу арқылы анықталады;

- бөліп таратушы арматура күштерді жұмыстық арматураларға біркелкі бөліп таратуға, олардың бірлескен жұмыстық және жекелеген стержіндердің конструкцияны бетондау кезінде қозғалып кетпеуге қамтамасыз етуге арналған, жұмыстық және бөліп таратушы стержіндер бір-біріне дәнекерленеді немесе тоқыма сымдармен бекітеледі;

- монтаждық (конструктивтік) арматура бөліп таратушы арматура жеткіліксіз болғанда ТБК-ның арматуралық қаңқасын құрастыру үшін арналған;

г) қолдану тәсілі бойынша

- кернелмеген жай арматура;

- кернелген, яғни алдын-ала керілген

Арматура болаттардың белгісінде қосымша индекстер болады:

- Ат-ІУс дәнекерлеуге рұқсат етіледі;

- Ат-ІУк коррозияға төзімділігі жоғары;

- Ат-ІУск дәнекерлеуге болады, әрі коррозияға төзімді

Қолдану шарттары бойынша арматура түрлері

Кернелген болып тек қана жұмыстық арматура қолданылады. Кернелмеген арматураны - негізгі салмақты көтермейтін монтаждық, бөліп таратушы түрінде қолданады.

Арматура профилінің пішіні

Арматура профилінің пішіні болуы мүмкін:

домалақ немесе шаршы түрде.

Шаршы түрдегі бұйымдарды дайындайды тек қана ыстықтай өнделген болаттан, әр қырының еңі 5 мм ден 200 мм-ге дейін. Мұндай арматураның қолдануы -бұрыштық тіректер немесе әр түрлі қоршаулардың тіректері үшін. Домалақ арматура бөлінеді былай:

тегіс және жаншылған жерлерімен /рифленая/.

Бастапқы мақсаттары:

тегіс бұйымдардың- конструкцияға жалпы формасын беру;

жаншылғандардың - негізгі жүктемені тарату, өйткені сырықтардың кедір-бұдырлығы бетонның арматураның ілінісуін жақсартады.

Арматураның түрлері

Катанка - арматура диаметрі 6 - 9 мм аралықта, 500 кг дейінгі моток /катушка/ түрінде дайындалады;

Жолақтар /прутки/ - диаметрі 10 - 90 мм аралығында, ұзындығы 6-18м кесінділер түрінде жасайды. Индустриализациялау мақсатымен, арматуралық жұмыстарында жиі қолданылады қанқалар мен /каркасы/ дәнекерленген торларды /сетки сварные/

Монтаждық принциптері бойынша арматура түрлері

Даналық /штучная/ арматура - жеке сырықтар немесе қатты профиль элементтері (швеллерлер, бұрыштықтар, двутавр арқалықтар, құбырлар және т. б. ) .

Арматура қанқалары /каркасы/ - торлы конструциялар, жеке даналық элементтерден құрастырылатын. Өзара біріктірудің дәнекерлеумен және байлап қосу деген түрлері бар. Қарапайым қанқалар бір жазықтықта жиналады, ал бірнеше қарапайым қанқалардан кеңістік қанқасың құрастырады. Іргетастарды, арқалықтарды, колонналарды нығайту үшін қолданылады.

Арматуралық торлар /сетки/ - монтаждауға дайын бұйымдар. Түйіскен жерлері дәнекерленген өзара айқасатын сырықтардан тұрады. Плиталардың беріктігін арттыру үшін қолданылатын бұйымдар.

Арматура кеңістікте орналасуына қарай

Көлденен арматура - сығылу күштерді қабылдайтын бетон мен созылу күштерді қабылдайтын арматураны қосатын элементтер

Мұндай арматура жарықшақтар санын азайтуға арналған. Бойлық арматура - ұзына бойымен бағытталған құрылыс конструкциялардың жарықшактарының пайда болу ықтималдығын азайтуына арналған элементтер.

Мұндай арматура жұмыс бетіне түсіп тұрған негізгі жүктемелерді өзіне алып қабылдайды.

Арматура болаттардың қасиеттері

ТБК-лардың күшсалмақтардың әсеріне жұмыс жасауы және арматуралық жұмыстарды механизациялау үшін арматуралық болаттардың қасиеттерінің маңызы үлкен:

- болат пластикалығы төмен болған сайын тиімді пайдалану мүмкіндіктері шектеледі, конструкцияның морт қирауы ықтималды артады;

- арматуралық болаттың дәнекерленгіштігі сенімді жалғануымен, жарықшақтардың пайда болмауымен сипатталады;

- суықтай сынғыштық деп болаттың теріс температурада (-300С-тан төмен) морт қирауға бейімділігін айтады;

- болаттың реологиялық қасиеттері жылжығыштық пен релаксация арқылы сипатталады;

болаттың жылжығыштығы деп - уақыт өткен сайын шамасы тұрақты күшсалмақтардың әсерінен пластикалық деформациялардың артуын айтады;

релаксация - бұл арматуралық стержіннің ұзындығы өзгермегенде, яғни деформациялар тұрақты болғанда, кернеудің азаюы

- арматуралық болаттың ескіріп қирауы көп мәрте қайталанатын күшсалмақтардың әсерінен пайда болады;

- арматуралық болатты жоғары температура арқылы қыздырған кезде металлдың құрылымының өзгеруіне, беріктіктің төмендеуіне әкеп соғады;

ТБК-ларда арматураны қолдануы

Кәдімгі (кернелмеген) арматура ретінде келесі арматуралық кластары қолданады

- А-ІІ, А-ІІІ, Ат-ІІІ.

Кернелген арматура ретінде

- А-ІУ, А-У, А-УІ, А-ІІІв, Ат-ІУ, Ат-У, Ат-УІ.

Конструкциялардың ұзындығы 12м асса, онда жоғары беріктік сымдар және арқанды арматураны қолданады

- В-ІІ, Вр-ІІ, К-7, К-19.

Дәнекерленген және тоқылған қаңқаларда монтаждық арматура ретінде

- А-І, А-ІІ, Вр-І.

Дәнекерленген және тоқылған торлар

- Вр-І, В-І, А-ІІІ

Темірбетон конструкцияларға арналған арматура түрлері.

Атқаратын функциясына байланысты арматуралар:

жұмысшы, конструктивті және монтажды арматура болып бөлінеді. Жұмысшы арматура есеппен қойылады және негізінен созылу күштеулерін, кей жағдайларда сығылу күштеулерін қабылдау үшін тағайындалады.

Конструктивтік арматура конструкция тұтастығын қамтамасыз ету үшін тағайындалады. Мысалы, конструктивтік көлденең арматура бетонның бойлық арматурамен ілінісуін арттырады, бойлық сығылған стержендерді жанынан туып кету қаупінен сақтайды, қадалған күштер әсерін үлкен аудандарға бөліп таратады, температуралық және шөгу кернеулерін өзіне қабылдайды.

Монтаждық арматура жұмысшы арматураның жобалық жағдайын қамтамасыз етеді және қатаң қаңқаны құрастыруға қызмет етеді.

Дайындау әдістері бойынша

стерженді (ыстықтай иленген) арматура және сым (салқындай тартылған) арматура болып бөлінеді.

Беткі пішіндері бойынша арматура

біртегіс және қайталанбалы пішіндегі болады.

Қолдану әдістеріне байланысты арматураны

кернелген, яғни алдын-ала кернеу беру арқылы және кернелмеген деп бөледі.

Арматураны жіктеу

Механикалық қасиеттеріне байланысты арматуралар келесі кластарға бөлінеді.

Стерженді арматура:

а) А-I класындағы ыстықтай иленген біртегіс арматура; A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI кластарындағы қайталанбалы пішіндегі арматуралар;

б) Aт-IIIс, Aт-IVс, Aт-IVк, Aт-V, Aт-VI класындағы термиялық және термомеханикалық жолмен беріктігі жоғарылатылған қайталанбалы пішіндегі арматуралар. Мұндағы с әрпі арматуралар түйісінің дәнекерлену мүмкіндігін, ал к әрпі таттануға жоғары тұрақтылығын көрсетеді;

в) A-IIIв класындағы беріктігі механикалық жолмен тарту арқылы күшейтілген қайталанбалы пішіндегі арматура.

Сым арматура:

г) B-I класындағы салқындай тартылған кәдімгі біртегіс сым арматура және Bp-I класындағы бедерлі пішіндегі сым арматура, сондай-ақ B-II класындағы жоғары беріктіктегі біртегіс арматура және Bp-II класындағы жоғары беріктіктегі бедерлі пішіндегі арматура;

д) К-7 класындағы жеті сымнан құралған және К-19 класындағы он тоғыз сымнан құралған арматуралық арқан.

Арматуралық болаттардың физикалық-механикалық қасиеттері

Болаттардың негізгі физикалық-механикалық қасиеттері стандарт үлгілерді созуға сынау арқылы алынған диаграммасы бойынша белгіленеді.

Осы диаграмма сипаты бойынша арматуралық болаттарды шартты түрде екі топқа бөлуге болады:

1) ағу алаңшасы бар болаттар;

2) ағу алаңшасы жоқ болаттар.

Ағу алаңшасы бар болаттардың (жұмсақ болаттар) физикалық ағу шегі 500 МПа дейін барады және үзілгеннен кейінгі ұзаруы 25% дейін болады

Арматуралық бұйымдар

Дәнекерленген қаңқалар жазық немесе кеңістік болуы мүмкін. Олар бойлық және көлденең стержендерден құралады.

Дәнекерленген торлардың жұмысшы арматуралары бойлық немесе көлденең орналасуы мүмкін. Орама тор немесе жазық тор түрінде диаметрі 3-5 мм B-I, Bp-I класындағы кәдімгі арматуралық сымнан және диаметрі 6 . . . 10 мм A-I, A-II, A-III класындағы стерженді арматуралардан дайындалады. Стандарт торлардың ені 3, 8 м-ге дейін, ал ұзындығы 9 м-ге дейін дайындалады.

Арматураларды жалғау

Арматуралық стержендерді, қаңқаларды және торларды жалғау, дәнекерлеу немесе айқара қосу арқылы жүргізіледі.

Арматуралық стержендерді зауыт жағдайында жалғау үшін арнайы дәнекерлеу машиналарымен орындалатын жанаса түйісу әдісі қолданылады. Конструкцияны монтаждау кезінде арматураларды түйістіре жалғау жұмыстары - арнайы мүліктік қалыптарды қолдану арқылы орындалатын доғалы пісіру әдісімен жүргізіледі.

Жалғанатын арматуралар диаметрі d>20 мм болған жағдайда дәнекерлеу жұмыстары қосымша беттемелермен орындалады.

Арматура түйістерін дәнекерсіз айқара жалғау әдісі мынаған сүйенеді:

арматура беріктігі толықтай қолданылмайтын жерлерге стержень ұштарын 20 . . . 50d шамасында асыра жіберу және оны созылған элементтерге қолдану рұқсат етіледі.

Дәнекерленген торларды айқара жалғауды жұмысшы арматуралар бағытымен орындауға болады және әрбір тордың түйісу аумағында сол тордың барлық бойлық стержендеріне дәнекерлене бекітілген көлденең стержендер саны екіден кем болмауы тиіс. Торлардың айқара жалғануы жұмысшы емес арматуралар бағытында да орындалуы мүмкін, мұндай жағдайда арматура ұштарын асыра жіберу шамасы бөліп таратушы арматуралар диаметріне байланысты анықталынады, яғни d≤4 мм болса, бұл шама 50мм деп, d≥4 мм болса, 100 мм деп қабылданады

Арматураны жасайтың материалдары

Дәстүрлі түрде болат арматураны пайдаланады - ыстықтай өнделген стержендер немесе суық түрде созылған сымдар, одан әрі термиялық тәсілдермен нығайтылған.

Сонымен қатар, синтетикалық материалдардан - шыны талшық, базальт, көмірпластик /композитная/ жасайтын арматура қолданылады.

Әр материалдың артықшылықтарымен қатар кемшіліктері де жеткілікті, сондықтан бірі-бірін алмастыра алмайды.

Композитті арматура, оның түрлері

Композитті арматура үш негізгі түрге бөлінеді:

шыныпластикті (АСП), базальтпластикті (АБП) және көмірпластикті. Шыныпластикті арматураның негізі - шыны талшық /стекловолокно/, ол өзара арнайы термобелсенді шайрлармен біріктірілген /специальные термоактивные смолы/. Осындай материалдар шығатын бұйымдардың беріктігі жоғары, жеңіл, коррозияға ұшырамайды. АСП кішігірім, қала маңындағы құрылыста кең тараған болады. Базальтпластикті арматура -материалды біртұтасғып біріктіретің базальтті талшықтан және шайырлардан /волокна и смолы/ тұрады. Материалдың агрессивті ортаға тұрақтылығы көтерінкі, жылу өткізгіштігі төмен, бірақ жоғары температура әсерлеріне (160оС астам) төзімді емес. Көмірпластикті арматура - көміртекті талшықтын /углеродное волокно/ негізінде жасалады, жарылуға беріктігі көтерінкі. Басқада композитті материалдар сияқты, көмірпластик ұзақ мерзімді, коррозия мен химикаттарға тұрақты, салмағы жеңіл. Композитті арматураның жалпы кемшіліктері:

серпімділігі /упругость/ және ыстыққа беріктігі төмен;

дәнекерлеуге болмайды.

Жұмыстық және монтаждық арматураның орналстыру сұлбасы

Дәнекерленген қанқамен арқалықты арматуралау а - жазық; б- кеңістік. 1 - екінші қатардың жұмыстық арматурасы; 2 - төменгі қатардың жұмыстық арматурасы; 3 - хомуттар; 4 - монтаждық арматура; 5 - бөліп тарататын монтаждық арматура;

Арқалықты байлау қанқамен /вязанным каркасом/ арматуралау 1 - монтаждық арматура; 2 . . . 4 - жұмыстық арматура; 5 - хомуттар

Арматура бұйымдары

Арматуралық бұйымдары - деп арматурадан жасаған дайын конструкцияларды атайды. Олар темірбетон элементтерді арматуралау үшін қолданылады. Оларды қолдану мақсаты - құрылыстағы енбек шығының азайту, Хомуттар - конструкциялардың жүк көтергіш қабілетін арттыру үшін кеңістік қанқаларды жасау үшін қолданылады. Тұйық немесе бір жағы ашық төртбұрыш түрінде кездеседі. Монтаждық ілмектер /петли/. Икемділігі /пластичность/ көтерінкі болып ерекшеленеді. Оларды темірбетон бұйымдарын ынғайлы тасымалдау үшін пайдаланады. Құрылыс скоба. Конструкцияның тұтастығын қамтамасыз етеді. Оны екі арматура торлардың немесе қанқалар арасына орнатады, оның міндеті - арматура араларындағы қашықтықты сақтау. Еңгізілген /закладные/ элементтер. Олардың көмегімен құрама темірбетон бұйымдарын біріктіреді. Бұл пластиналарды жасау үшін табақ, жолақ, пішінді /листовая, полосовая, фасонная/ болат қажет.