Сортамент арматуры правильный выбор как гарантия надежности и долговечности конструкции


Содержание страницы:

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ЗДАНИЙ

Долговечность — это способность здания и строительных конструкций сохранять во времени свои эксплуатационные качества до наступления предельного состояния при условии проведения своевременного технического обслуживания и ремонта. Показателем долговечности является средний срок службы до первого капитального ремонта (см. прил. 1, 2, 3). Долговечность сооружений в свою очередь зависит от долговечности строительных материалов, из которых изготовлены их конструктивные элементы. При назначении строительных материалов для конструкций зданий или сооружений учитывается сопротивляемость их физическим, химическим, атмосферным, агрессивным средам и прочим разрушающим воздействиям в заданных условиях эксплуатации [2, 10, 15].

Безотказность — это свойство объекта сохранять работоспособность в течение определенного времени до ремонта.

Надежность характеризуется способностью здания и отдельных строительных конструкций выполнять свои эксплуатационные качества в заданных пределах, в течение требуемого промежутка времени. Она базируется на долговечности и безотказности работы как строительных конструкций, так и всего здания в целом. Надежность здания ассоциируется с прочностью, причем не отдельных ее систем, а объекта в целом. При расчетах в проекте закладывается теоретическая прочность каждой строительной конструкции. После изготовления и строительства получаем фактическую прочность. Определение теоретической надежности требует учета: количества и качества используемых строительных конструкций и их элементов; режима и условий эксплуатации; условий стандартизации и унификации; возможности замены или ремонта отдельных конструкций и элементов. В реальных условиях изготовления и монтажа строительных конструкций возможны нарушения правил монтажа, низкое качество материалов и работ, плохой контроль на операциях при возведении здания, что существенно снижает его долговечность и надежность. Вместе с тем к дефектам, полученным в процессе строительства, добавляются внутренние и местные напряжения, не учтенные внешние воздействия, неграмотные или неквалифицированные действия обслуживающего персонала при эксплуатации здания.

В настоящее время здание можно отнести к сложной системе, требующей внимательного отношения и профессионального обслуживания. Сложные системы всегда можно привести к нескольким простым системам. Простые системы делятся на высшие и низшие, значимость которых не одинакова. Надежность здания зависит от изменения во времени величин действующих нагрузок и несущей способности строительных конструкций. На начало эксплуатации — это определенная величина, с течением времени она меняется, поскольку изменяются условия нагружения конструкций, качество материала, условия эксплуатации. Все время эксплуатации условно можно разделить на три периода: период приработки, период нормальной эксплуатации и период интенсивного износа. В период приработки интенсивность появления повреждений достаточно велика, поскольку проявляются все дефекты заводского изготовления строительных конструкций и существенные отклонения возведения. В период нормальной эксплуатации количество отказов уменьшается. Со временем могут проявиться внезапные концентрации нагрузок, протечки в стыках панельных зданий, промерзания углов в период сильных холодов и т.д. В процессе эксплуатации изменяются физические свойства материалов, из которых изготовлены строительные конструкции, следовательно, меняется техническое состояние всего здания. Причем все изменения носят случайный характер. То же касается внешних, природных воздействий.

Таким образом, надежность здания как сложной системы определяется стабильностью качества и эффективностью функционирования всех простых систем и сводится к установлению влияния на них отказов.

Под отказом понимаем событие, заключающееся в нарушении работоспособности конструкции и прекращении функционирования.

Отказы можно классифицировать:

  • • по причине возникновения (внутренние, вызванные несовершенством конструкции; внешние, вызванные перегрузкой или изменением расчетной схемы);
  • • по скорости появления (внезапные, вызванные чрезмерными нагрузками; постепенные, возникающие из-за изменения качества материалов во времени и старения);
  • • по величине или диапазону (полные, частичные, не вызывающие полной утраты несущей способности и работоспособности);
  • • по последствиям (незначительные, не приводящие к прекращению эксплуатации; значительные, приводящие к остановке эксплуатации здания);
  • • по сроку эксплуатации (преждевременные, появляющиеся во время монтажа, случайные, износовые).

Отказы отдельных строительных конструкций или инженерных систем могут быть частичными и не всегда приводят к прекращению эксплуатации здания. Это происходит благодаря наличию определенной избыточности — некоторому запасу технических характеристик конструкций сверх минимально необходимых для выполнения заданных функций.

Постепенные отказы конструкций являются функцией времени и бывают вызваны главным образом старением материалов, накоплением внутренних напряжений. Внезапные отказы конструкций появляются при перераспределении и суммировании в узлах нагрузок, в результате действия дополнительных внешних нагрузок, неучтенных сочетаний нагрузок. Постепенный отказ конструкций можно исключить, если учесть все возможные изменения характеристик и параметров во времени. Внезапные отказы конструкций случайны, их нельзя полностью исключить или предсказать.

В отличие от простых систем, где имеются только два возможных состояния — нормальное эксплуатационное и отказ, — постепенные и внезапные отказы сложных конструкций взаимосвязаны и в определенной степени зависят друг от друга. Статистика показывает, что большая часть отказов конструкций и аварий происходит из-за так называемых мелочей: невыполнение всех проверочных расчетов конструкций, особенно по узлам при проектировании, неаккуратности рабочего при изготовлении изделий и монтаже при сборке, небрежности и неподготовленности обслуживающего эксплуатационного персонала.

В процессе эксплуатации дефекты накапливаются, изменяясь количественно и качественно. Оставленные без внимания незначительные дефекты могут привести к серьезным нарушениям целостности конструкций и даже к авариям. Надежная работа строительных конструкций возможна в случае, если во время эксплуатации принимаются эффективные меры по устранению дефектов или ограничению их вредного влияния. Чаще появляются отказы у зданий менее капитальных или временных. Капитальность здания определяется степенью огнестойкости и степенью его долговечности в заданных условиях эксплуатации (табл. 14, 15).

Принятая СНиП II-A.3-62 классификация предусматривает подразделение всех разновидностей жилых зданий на четыре класса по совокупности их капитальности и эксплуатационных качеств. При этом капитальность жилых зданий характеризуется степенью долговечности основных конструктивных элементов в заданных условиях эксплуатации и степенью огнестойкости этих элементов. Эксплуатационные требования к жилым зданиям определяются составом помещений, соотношением их площадей и объемов, инженерным оборудованием, качеством наружной и внутренней отделки, а также изделий и оборудования.

Жилые здания I класса должны проектироваться по долговечности и огнестойкости ограждающих конструкций не ниже I степени, число этажей при этом не ограничивается.

Жилые здания II класса должны проектироваться по долговечности и огнестойкость не ниже II степени, с количеством этажей не более девяти.

В жилых зданиях III класса долговечность должна быть не ниже II, а огнестойкость не ниже III степени, число этажей не более пяти.

Классификация жилых зданий по капитальности

Сортамент арматуры

Сортамент арматуры (арматурная сталь, сталь для армирования ж/б конструкции) — это гладкие или рифленые прутки, которые применяются при строительстве различных зданий и сооружений, и служащие для усиления конструкций.

Из-за разнообразия конструкции, в которых она используется, сортамент арматуры насчитывает множество позиций. Для начала сортамент арматуры подразделяется по стандартам, основными из которых являются ГОСТ 5781, ГОСТ Р 52544 и СТО АСЧМ 7-93.

Затем, арматуру разделяют на классы:

Арматура А1 (другие обозначения: арматура АI; арматура А240)

Данный класс арматуры имеет вид гладкого прутка и используется при производстве ЖБИ, монолитных конструкций и свариваемых несущих конструкциях. Производится по ГОСТ 5781 из марок стали СтЗкп, СтЗпс и СтЗсп. Диаметр профиля арматуры А1 может быть от 6 до 40 мм включительно. Арматура диаметром до 12 мм производится как в стержнях, так и мотках, а вот более 12 мм производится только в стержнях.

Арматура А2 (другие обозначения: арматура АII; арматура А300)

Сортамент арматуры этого класса производится с выступами, которые идут по винтовым линиям и заходят с двух сторон одинаково. Производится по ГОСТ 5781 из марок стали Ст5сп, Ст5пс и 18Г2С. Диаметр профиля арматуры А2 может быть от 10 до 80 мм включительно. Так же, как и арматура А1 диаметром до 12 мм, может производится в мотках.

Арматура А3 (другие обозначения: арматура АIII; арматура А400)

Сортамент арматуры этого вида так же производится с ребрами, но заходящими с каждого края в другую сторону. Производится также по ГОСТ 5781 из марок стали 25Г2С и 35ГС диаметром от 6 до 40 мм. В мотках производится вся арматура до диаметра 10 мм включительно. Все диаметры выше изготавливаются в стержнях.

Арматура А4 (другие обозначения: арматура АIV; арматура А600); Арматура А5 (другие обозначения: арматура АV; арматура А800) и Арматура А6 (другие обозначения: арматура АVI; арматура А1000)

Представленные классы арматуры встречаются довольно редко в повседневной жизни. Внешне они похожи на арматуру А3, но с более редким повторением ребер. Производятся по тому же стандарту из марок стали 80С, 20хГ2Ц (арматура А4, диаметр от 10 до 32 мм), 23х2Г2Т (арматура А5, диаметр от 10 до 32 мм), 22х2Г2АЮ, 22х2Г2Р и 22х2Г2СР (арматура А6, диаметр от 10 до 22 мм). Эти классы арматуры выпускаются только в стержнях.

Классификация арматуры указанных типов происходит по аналогичным параметрам, как и для всего спектра аналогов. Варианты поставки те же, то есть возможно приобретения мерных и немерных длин. В первом случае производитель обеспечивает порезку прутков на компоненты в пределах 6 или 12 метров с небольшими отклонениями, допускаемыми государственным стандартом. В партии такого типа может содержаться незначительный процент немерных отрезков, длина которых составляет 3-12 метров. Немерная партия включает значительно большее количество таких компонентов. Этот фактор положительно сказывается на цене всего сортамента арматуры, но при монтаже такой прокат потребуется крепить внахлест, что увеличит расход.

Качественные характеристики А600 или А4 позволяют эффективно использовать прокат при изготовлении ЖБИ, конструкций, на которые будут постоянно воздействовать динамические нагрузки, строительстве промышленного и гражданского форматов.

Стандарт 5781 регламентирует производство сортамента арматуры класса А800 (А5) из низколегированной конструкционной стали для производства сварных компонентов конструкций. Используется материал в предварительно напряженных ЖБИ и продукции обычного качества. Этот материал не распространен в гражданском строительстве по ряду причин. Во-первых, эксплуатационные характеристики проката многократно превышают любые требования нормативов в строительной сфере. Во-вторых, в сравнении с аналогами этот класс арматуры значительно дороже. По этой причине изделия попросту не смогут реализовать свой потенциал в проектах гражданского формата.

Аналогичным образом, в гражданском строительстве А6 или А1000 не применяется. Показатели сортамента арматуры такого типа на столько высоки, что применять ее имеет смысл только при создании высокопрочных сооружений, вплоть до возведения структур в ядерной энергетике или дамб. По аналогии с предыдущим классом арматуры, А1000 изготавливается на заказ. Профили А5 и 6 отличаются наличием укрупненных ребер серповидной или кольцевой формы. Благодаря этому факту они способны надежно фиксироваться в залитых ЖБИ.

Таблица 1. Размеры и вес арматуры (ГОСТ 5781)

Номер профиля Площадь поперечного сечения стержня, см 2 Масса 1 м профиля d, для арматуры d1, для арматуры
класса А2 остальных классов класса А2 остальных классов
6 0,283 0,222 5,75 6,75
8 0,503 0,395 7,5 9
10 785 0,617 9,3 8,7 11,3 11,9
12 1,131 0,888 11 10,6 13,5 13,8
14 1,54 1,21 13 12,5 15,5 16,5
16 2,01 1,58 15 14,2 18 19,2
18 2,54 2 17 10,2 20 21,2
20 3,14 2,47 19 18,2 22 23,2
22 3,8 2,98 21 20,3 24 25,3
25 4,91 3,85 24 23,3 27 28,3
28 6,16 4,83 26,5 25.9 30,5 31,9
32 8,01 6,31 30,5 29,8 34,5 36,2
36 10,18 7,99 34,5 33,7 39,5 40,7
40 12,57 9,87 38,5 37,6 43,5 44,6
45 15 12,48 43 49
50 19,63 15,41 48 54
55 23,76 18,65 53 59
60 28,27 22,19 68 64
70 38,48 30,21 68 74
80 50,27 39,46 77,5 83,5

Арматура А500С

Это горячекатаная арматура, которая производится в соответствии с ГОСТ Р 52544. Диаметр арматуры А500С варьируется от 6 до 40 мм.

Так как в начале марки стоит литера А, это значит, что сортамент арматуры является усиленным термическим и механическим путем. Литера С обозначает высокую свариваемость изделия, которая расширяет перспективы ее применения.

Используется материал для укрепления простейших ЖБИ и некоторых несущих компонентов зданий. По методике применения выделяют рабочую, монтажную и распределительную продукцию. Весь сортамент арматуры может принадлежать к данным типам, которые определяют роль класса арматуры в конструкции:

  • рабочая обычно выполняется из толстых прутков, которые принимают на себя основную часть нагружающего воздействия;
  • распределительные компоненты связываются с первыми в единое целое и необходимы для равномерной передачи нагружающих воздействий по всем пруткам конструкции;
  • монтажные устройства призваны обеспечить надежное связывание элементов друг с другом, цементным раствором и прочими ЖБИ в конструкции.
Таблица 2. Размеры и вес арматуры (ГОСТ 5781)

Номинальный диаметр, мм Диаметр стержня, d, мм* Внешний диаметр арматуры, d1, мм* Масса 1 м, кг
* — значение для проката класса А500С.
4 0,099
5 0,154
6 5,8 7 0,222
8 7,7 9,3 0,395
10 9,5 11,5 0,161
12 11,3 13,7 0,888
14 13,3 15,9 1,208
16 15,2 18 1,578
18 17,1 20,1 1,998
20 19,1 22,3 2,466
22 21,1 24,5 2,964
25 24,1 27,7 3,853
28 27 31 4,834
32 30,7 35,1 6,131
36 34,5 39,5 7,99
40 38,4 43,8 9,865

Арматура B500C

Холоднокатаная арматура, производимая по тому же стандарту, что и А500С. Диаметр арматуры от 4 до 12 мм. Может производится как с трех-, так и четырехсторонними серповидными выступами.

Выступает более качественным аналогом сортамента арматуры классов Вр-1, А400 и А500С. Ее основными направлениями использования является укрепление ЖБИ в составе конструкций или отдельных компонентов, которые впоследствии будут эксплуатироваться на открытом воздухе. В помещениях отапливаемого и неотапливаемого формата. Рассчитаны конструкции на статические и многократно повторяющиеся переменные нагружающие воздействия.

Производится сортамент арматуры по методике волочения, в частности, многие современные производства перешли на использование кассет при реализации процесса. В этом случае растет производительность и качество готовой продукции.

В сравнении с Вр-1 строительная арматура В500С имеет повышенные анкерующие характеристики, то есть лучше закрепляется в растворе, что исключает ее смещения в процессе эксплуатации. В сравнении с остальными двумя указанными классами арматуры материал обеспечивает экономию до 16-20 процентов по насыщению ЖБИ металлом.

Арматура А400С

Это горячекатаная арматура, производимая по СТО АСЧМ 7-93 с пределом текучести не менее 400 Н/мм2. Диаметр арматуры А400С — от 6 до 40 мм.

В данном случае сортамент арматуры относится к числу термически и механически упрочненного, в соответствии с литерами, указанными в маркировке. По форме прутки отличаются наличием поперечных выступов и продольных, причем первые не соединяются со вторыми. Продольных ребер два. В качестве сырьевого материала при производстве применяют низколегированные марки стали.

Купить арматуру этой марки выгодно для возведения домов и коттеджей, а так же различных конструкций небольшой высоты, которые не будут испытывать больших нагрузок при эксплуатации, в том числе, от собственного веса. Часто данный сортамент арматуры применяется для укрепления или прокладки полотна дорог, либо в сварных конструкциях различного рода.

Арматура А600С

Рассматриваемый сортамент арматуры изготавливается аналогичными методами, что и А400С и А500С. Однако, в состав вводится ванадий, ниобий и молибден, которые значительно улучшают коррозийную стойкость проката. Параллельно материал приобретает улучшенную гибкость и прочность.

Цена арматуры этого типа выше аналогов, но, за счет повышенных характеристик, экономятся объемы использования при реализации проекта. Распространение материал получил в следующих сферах деятельности: строительство инженерных сооружений, монолитных домов, крупных промкомплексов, в том числе, в химической сфере и на прибрежных территориях. Особенности продукции обеспечивают эффективную эксплуатацию сортамента арматуры в агрессивных средах и при повышенных нагрузках, вплоть до сейсмически активных регионов. Надежность конструкций очень высока при использовании этого проката. Качества прутков дают возможность сэкономить до 45 процентов металла при заливке ЖБИ.

Таблица 3. Характеристики арматуры А400С и А600С (СТО АСЧМ 7-93)

Номинальный диаметр, мм Площадь поперечного сечения стержня, см 2 Масса 1 м, кг
6 28,3 0,222
8 50,3 0,395
10 78,3 0,617
12 113 0,888
14 154 1,21
16 201 1,58
18 254 2
20 314 2,47
22 380 2,98
25 491 3,85
28 616 4,83
32 804 6,31
36 1018 7,99
40 1256 9,86

Композитная арматура

Все большее распространение, в сравнении с традиционными вариантами укрепляющего проката, получает стеклопластиковая арматура, базальтопластиковая и другие. Материал обладает рядом преимуществ перед стальными альтернативами, в частности, не подвергается коррозии при любом методе применения, вплоть до эксплуатации в агрессивных средах. Однако, полностью заменить металл он не в состоянии, но широко применяется именно в гражданском строительстве, когда важно экономить вес конструкций и уложиться в ограниченный бюджет.

Композитная арматура поставляется различных диаметров прутков, которые изготавливаются на современных линиях небольшого размера. В общем виде процесс выглядит следующим образом: расплавленные компоненты вытягиваются в нити, которые скручиваются в пруты, на поверхность которых наносится либо пластик по спирали в качестве выступа, либо песок мелкой фракции.

Сравнивайте актуальные цены арматуры от различных поставщиков в Москве и других регионах и заказывайте стройматериалы на самых выгодных для вас условиях. Предлагаем подобрать одного из проверенных поставщиков на нашем сайте, который сможет реализовать заказ на любой сортамент арматуры.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

магистрант,кафедра «Железобетонные и каменные конструкции»ТГАСУ,

Аннотация. В данной статье рассматриваются понятия долговечности и надежности зданий и сооружений. Раскрываются ключевые вопросы, связанные с их обеспечением. Приводятся причины потери надежности и долговечности зданий и сооружений.

Ключевые слова: надежность, долговечность, здания.

С течением времени прочностные характеристики конструкций снижаются, возникают различные дефекты, в связи с этим актуальным является проектирование зданий, обладающих необходимой надежностью и долговечностью в течении всего срока эксплуатации.

Надежность– это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования [1].

Параметрами, относящимися к надежности, являются:

1) расчетные значения нагрузок;

2) внутренние усилия в элементах;

3) деформации и перемещения конструкций, узлов;

4) ширина раскрытия трещин.

Для того чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию здания на стадии проектирования требуется принимать во внимание запас надежности, так как параметры надежности по прошествии времени могут колебаться.

Источниками потери надежности объектов строительства могут быть: ошибки при монтаже конструкций, изменение температурного режима здания, недостоверная оценка технического состояния.

На надежность конструкций оказывает влияние значительное число факторов, представленных на рис 1.

Рисунок 1. Факторы, определяющие надежность сооружений

Условием обеспечения надежности является соответствие расчетных значений параметров надежности их предельным значениям, устанавливаемым нормами проектирования конструкций и оснований [2].

Проблема обеспечения надежности связана со многими этапами создания изделия, а также периодом его использования. Надежность изделия закладывается в процессе его конструирования и расчета, и обеспечивается в процессе его изготовления путем правильного выбора технологии производства, контроля качества материалов, полуфабрикатов, а также условий и режимов изготовления. [7]

Следует вести контроль над обеспечением надежности как при возведении, так и при эксплуатации здания. Своевременно проведенные мероприятия по устранению неисправностей позволяют максимально увеличить время эксплуатации [6].

Неотъемлемой составляющей надежности является долговечность.

Долговечность может быть определена, как способность материала или конструкции из этого материала сохранять эксплуатационную пригодность в течении определенного заданного в проекте срока ее службы [3].

Долговечность проявляется в способности противостоять внешним и внутренним факторам, которые появляются в различные периоды работы конструкции.

Ее нужно оценивать в соответствии с конкретными условиям эксплуатации. Чтобы сделать выводы о долговечности нужно провести испытание материалов. Данные испытания по возможности производят в натуре, так как в лаборатории достаточно тяжело воспроизвести воздействия среды. Лабораторные испытания сочетают с натурными испытаниями.

Наибольшей долговечностью обладают монолитные железобетонные здания, с заполнением из кирпича или различных блоков из легких бетонов.

Различают 3 степени долговечности:

Также различают физическую, моральную и технико-экономическую долговечность.

Физическая долговечность определяется продолжительностью износа основных несущих конструкций и элементов (например, каркаса, стен, фундаментов и др.) под воздействием нагрузок и физико-химических факторов. [4]

Моральная долговечность (срок морального износа) характеризуется сроком службы зданий и сооружений до того момента, когда они перестают отвечать изменяющимся условиям эксплуатации или режимам технологических процессов. [4]

Технико-экономическая долговечность определяется сроком эксплуатации, после которого экономически нецелесообразно проведение ремонтных работ.

Долговечность уменьшается при неправильной эксплуатации, превышении нормативных нагрузок, негативном влиянии окружающей среды.

Потеря долговечности может происходить как постепенно, так и внезапно. Важным фактором является рациональный выбор конструктивных решений, для различных климатических условий.

Чтобы обеспечить долговечность необходимо обращать внимание на качество используемых материалов, средства для защиты их от воздействия агрессивных сред, условиями эксплуатации зданий и по мере надобности производить ремонтно-восстановительные работы. Защита конструкций от воздействия агрессивных сред осуществляется применением различных ингибиторов коррозии [5].

Оптимальная долговечность здания определяется периодом времени, когда остаточная стоимость здания становится равной стоимости его обслуживания и ремонта.

Список литературы:

  1. ГОСТ 27.002-89.Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения
  2. ГОСТ 27751-88.Надежность строительных конструкций и оснований
  3. Алексеев С.Н., Иванов Ф.М., Модры С., Шиссль П. Долговечность железобетона в агрессивных средах. М.: Стройиздат, 1990.
  4. Долговечность строительных материалов, изделий и конструкций : учеб. пособие по дисциплине «Строительные материалы при реконструкции, восстановлении и капитальном ремонте зданий и сооружений»/ В.Н. Шишканова. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2013. – 124 с. : обл.
  5. Коррозия бетона, железобетона, методы их защиты / В.М. Москвин и др. — М.: Стройиздат, 1980. — 553 с.
  6. Щенятская М.А., Наумов А.Е. Совершенствование методологии сравнительной оценки эффективности альтернативных инвестиционных проектов в жилищном строительстве // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015.№ 6. С. 264268.
  7. Cурова С.Н. Проблема надежности и ее значение для современной техники/: учеб. пособие по дисциплине «Теория и расчет измерительных приборов и систем» — Минск : Изд-во БНТУ, 2015. – 35 с.


Какую арматуру использовать для строительства фундамента

Правильно устроенный фундамент – гарантия надежности и долговечности здания, возведенного на нем. Поэтому этот этап должен быть выполнен максимально тщательно – малейшие ошибки могут привести к тому, что фундамент покроется трещинами, что станет причиной скорейшего разрушения здания. Особенно важно использовать для фундамента дома правильную арматуру. Ведь бетон, хорошо работая на сжатие, разрушается при малейших нагрузках на изгиб и растяжение. А во время замерзания почвы и весеннего пучения фундамент подвергается именно таким нагрузкам. Выдержать их, позволяют правильно подобранные и уложены прутья.

Из чего её делают

Для начала расскажем о материалах, применяемых при изготовлении арматуры. Сегодня в продаже встречаются металлические и пластиковые аналоги. Последние, благодаря новизне, привлекают огромное внимание, причем, не всегда оправданное. Перечислим достоинства обоих вариантов, чтобы читатель мог решить, какую арматуру использовать для фундамента. Начнем с плюсов металлической:

  • Даже при значительной нагрузке металлический прут не прогибается, что позволяет гарантировать высокую надежность конструкции – пластиковый аналог при такой нагрузке может деформироваться;
  • может быть согнута прямо на строительной площадке при наличии специального инструмента. Пластиковый аналог нельзя сгибать – можно лишь предварительно заказать на заводе изделия нужной формы;
  • цена хоть и немного, но ниже, чем у пластиковой.

Теперь расскажем о преимуществах пластика:

  • Имеет меньший вес, что значительно упрощает процесс транспортировки и сборки каркаса;
  • не подвержена коррозии, являющейся бичом всех металлических изделий;
  • прекрасно работает на разрыв, в некоторых случаях выдерживая нагрузки, в два раза превышающие аналогичные для металлического материала.

Как видите, довольно тяжело однозначно ответить, какая арматура нужна для фундамента – каждый вариант имеет свои достоинства, которые следует учитывать, чтобы сделать правильный выбор.

Виды арматуры

При заливке фундаментов используется два вида прутьев: гладкая и с ребристой поверхностью. Последние обеспечивают лучше сцепление с бетоном, гарантируя большую надежность. Это становится возможным благодаря увеличенной площади контакта.

Поэтому, выбирая основную рабочую арматуру для армирования фундамента, следует отдавать предпочтение ребристой. Именно она будет воспринимать большую часть нагрузок, повышая прочность и надежность бетонной конструкции.

Лучше использовать для рабочей — арматуру А3 (А400), для изготовления которой используются марка стали 35ГС и 25Г2С. В роли конструктивной (распределительной) — арматуру А1 (А240).

Гладкая арматура является вспомогательной. Чтобы армировать значительный объем бетона (монолитные фундаменты или толстые ленточные), арматура не просто укладывается – из неё собирается довольно сложный объемный каркас. Гладкую арматуру используют при сборке в качестве соединительной – как по вертикали, так и по горизонтали.

Такое распределение позволяет снизить расходы при покупке строительных материалов, в то же время обеспечивая конструкции максимальную надежность, прочность и долговечность.

Как соединять?

Независимо от того, какую арматуру вы выбрали – пластиковую или металлическую – при сборке каркаса нельзя использовать сварку. С пластиком всё понятно – его вообще нельзя соединять методом сварки. К тому же, при нагреве до 200-300 градусов он просто разрушается. Каркас из металлической арматуры может быть собран при помощи сварки, но это крайне нежелательно. На местах сварочных соединений металл не сможет выдерживать максимальные нагрузки, быстрее выходя из строя. К тому же, в этих местах быстрее развивается коррозия, что приведет к скорейшему разрушению фундамента.

Поэтому для соединения используется вязка. Самый простой и распространенный инструмент для этого – вязальный крючок. Его стоимость составляет около 100 рублей, а, немного попрактиковавшись, можно научиться работать с ним на уровне мастера. Продеть проволоку, сложенную в два раза, продеть крючок в образовавшуюся петлю и закрутить максимально плотно, чтобы не оставалось свободного хода. Достоинством такого решения является простота и низкая стоимость. Минусом – низкая производительность. Только опытный мастер может делать 15-20 вязок в минуту, начинающий 5-6. Это при наличии заранее подготовленной (нарезанной и сложенной) проволоки.

Поэтому при вязке арматуры для ленточных фундаментов, столбчатых и монолитных часто используют специальные вязальные пистолеты. Работать с ними максимально легко – достаточно прижать к месту пересечения арматуры и нажать спусковой крючок – за доли секунды проволока протянется и завяжется надежным узлом. Продуктивность с ним возрастает в 2 раза – немного набив руку, за минуту можно сделать до 40-50 вязок. Увы, имеются и минусы. Главный из них – высокая стоимость. Цена вязального пистолета начинается от 50 тысяч рублей. К тому же, при работе с ним нужно использовать специальную дорогую проволоку – при использовании дешевой устройство может выйти из строя.

Какой вариант выбрать? Это можете решить только вы сами, решив, что является приоритетным – экономия времени или денег.

Выбираем сечение

Решая, какая арматура нужна на фундамент, крайне важно обратить внимание на диаметр. Ведь этот показатель остается самым главным. Чем толще металлический (или пластиковый) прут, тем большую нагрузку он выдержит. Но вместе с диаметром возрастает стоимость и вес. Поэтому подходить к этому выбору следует, тщательно всё продумав и взвесив.

Сложнее всего определиться с диаметром основной рабочей арматуры. Здесь учитывайте поперечное сечение фундамента, будь то ленточный или плитный. Подсчитать его несложно, имея рулетку и калькулятор. Но на этом выбор не заканчивается. Также учтите длину рабочей арматуры. Если длина не более 3 метров, то диаметр арматуры для фундамента должен составлять 0,1% от площади сечения, но минимум 10 миллиметров. При длине более 3 метров – также 0,1% от площади, но минимальный диаметр – 12 миллиметров.

Проведя замеры и нехитрые расчеты, вы определите оптимальный диаметр, позволяющий с одной стороны не переплачивать лишние деньги при покупке, а с другой – гарантировать высокую надежность и долговечность конструкции.

При выборе гладкой арматуры, используемой при сборке каркаса, всё значительно проще – здесь указан минимальный диаметр арматуры:

  • Диаметр горизонтальных поперечных прутьев должен быть не меньше 6 миллиметров;
  • диаметр вертикальных поперечных прутьев при высоте фундамента до 80 сантиметров должен быть не меньше 6 миллиметров;
  • диаметр вертикальных поперечных прутьев при высоте фундамента свыше 80 сантиметров должен быть не меньше 8 миллиметров.

Также есть ещё одно правило – диаметр вспомогательных прутов не должен быть меньше ¼ диаметра основных рабочих, чтобы гарантировать высокую жесткость и надежность каркаса.

Определение диаметра арматуры, для фундамента каждой постройки производится индивидуально, в зависимости от её типа. Советуем обратиться за расчетами к проектировщику, для избежания ошибок.

Теперь, зная, какой бывает арматура для фундамента, способы крепления и оптимальный диаметр, вы без труда подберете качественный материал, способный прослужить не одно десятилетие, всё это время обеспечивая надежность и безопасность эксплуатации здания, возведенного на этом основании.

Сортамент арматуры: правильный выбор как гарантия надежности и долговечности конструкции

В зависимости от заданных параметров здания выбирается и арматура, купить которую можно как отечественного, так и иностранного происхождения. Из нее формируется каркас, который заливается бетоном и на который впоследствии приходится основная нагрузка. Вот зачем нужна арматура, которая широко используется в строительной индустрии.

Виды арматуры

Сама по себе арматура – это вид длинномерного проката, который подразделяется на классы А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000). Арматура различается по таким признакам, как назначение, ориентация в конструкции, условия использования, исходный материал, а кроме того – по сечению и габаритам. Так, по назначению арматура сортамент имеет такой: рабочая (для узлов, на которые приходится основная нагрузка), конструктивная (для армирования), монтажная (соединяет два предшествующих типа в каркасные конструкции), анкерная (из нее делают закладные детали). По ориентации в конструкции она бывает поперечная и продольная, по условиям использования – напрягаемая и ненапрягаемая.

Арматура класса А-I имеет гладкую поверхность, остальные классы производятся с периодическим профилем. Если это гладкая арматура, гост (стандарты) предполагают диаметр от 6 до 80 мм, площадь сечения – от 0,283 до 50,27 см2. Для продукции с периодическим профилем диаметр арматуры составляет от 4 до 40 мм, площадь сечения – от 0,12 до 12,566 см2.

Какую арматуру выбрать

При выборе арматуры для строительного проекта нужно учитывать ее характеристики, необходимое количество, расположение при формировании армирующего каркаса. Все данные о применяемой арматуре учитываются (на базе строительных норм) в проектной документации, включая длину, диаметр, класс прочности, профиль стержней. Имеют значение и такие свойства, как коррозионная стойкость, порог тепло- и электропроводности, экологичность материала.

Немаловажно заметить, что использование арматуры с завышенными параметрами (более толстой, более длинной и пр.) не приводит к улучшению качества сооружения – это распространенный стереотип, которого нужно избегать. Такой подход только лишь увеличивает расходы и вес конструкции, а также из-за изменения схемы нагрузок в ней может ослабить ее стабильность и устойчивость.

С другой стороны, арматура строительная определенного типоразмера может быть заменена другой, но при этом нужен точный расчет общей площади сечения всех элементов, их массы и взаимной позиции в конструкционной схеме. Только в таком случае замена будет полноценной и не нарушит параметры, заложенные в проект. То же самое касается применения арматуры с другим профилем поверхности.

Кроме того, необходимо проверять качество арматуры. Продукция, изготовляемая ответственными предприятиями, имеет сертификат качества, наличие которого целесообразно уточнять при покупке. После доставки желателен внешний осмотр товара на предмет трещин, сколов, других повреждений, а также участков, покрытых посторонним веществом (жир, краска и др.). А вот ржавчина, вопреки распространенным представлениям, дефектом не является. Также арматура не должна быть гнутой, допускается кривизна в 5-7 мм на 1 погонный метр.

Большое значение имеет и хранение арматуры перед использованием – металл должен быть укрыт от осадков и прочей избыточной влажности. Это, среди прочего, предполагает хранение на поддонах, подставках, в крайнем случае – на специально подготовленном полу. При этом имеет смысл рассортировать продукцию по диаметру, профилю, прочности – так в ней легче ориентироваться.

Арматура: цена

Арматура, цена за метр погонный: этот параметр в Украине колеблется от 10 до 250-300 грн. в зависимости от характеристик и региона. Простая углеродистая строительная арматура для железобетонных конструкций диаметром до 10 мм из стали А500С стоит дешевле, а далее с ростом диаметра растет и цена. Также имеет значение наличие или отсутствие легирующих добавок. Импортная продукция, которая может быть с покрытием, стоит заметно дороже, чем отечественная.

Арматура, цена за тонну: тут цифры для украинской продукции колеблются в пределах 17-20 тыс. грн. и тоже зависят от конкретной вариации товара. Понятно, что арматура оптом бывает дешевле и на индивидуальных условиях. Дифференцированный сортамент предлагают прежде всего торговые площадки крупных трейдерских сетей, которые могут позволить себе иметь расширенный выбор товарных позиций и достаточные складские запасы. «Глубоко розничному» покупателю тоже стоит ориентироваться на надежных поставщиков, а не на случайные торговые точки.

Сортамент арматуры таблица

При проектировании зданий и сооружений важно использовать не только климатологические данные, но и сортамент арматуры. Таблица с параметрами приведена в этой статье в нижнем блоке.

Из самых важных параметров арматуры отмечают массу одного погонного метра и площадь сечения. По площади сечения подбирается необходимое количество стержней в разрезе конструкции согласно расчету. Данные о массе используют для составления таблицы расхода стали по объекту и оформления сметы.

Сортамент арматуры таблица

Ниже можно посмотреть сортамент арматуры, таблица которого расписана для всех существующих диаметров. Указанную точность количества знаков после запятой необходимо строго соблюдать при расчетах.

d, мм Масса п.м., кг Площадь сечения, см 2 d, мм Масса п.м., кг Площадь сечения, см 2
5 0,154 0,1963 45 12,485 15,90
6 0,222 0,2827 50 15,425 19,64
8 0,395 0,5027 63 24,47 31,17
10 0,616 0,7854 70.5 30,21 38,48
12 0,888 1,131 80 39,46 50,27
14 1,21 1,539 90 49,94 63,62
16 1,58 2,011 100 61,65 78,54
18 2,0 2,545 110.5 74,60 95,03
20 2,47 3,142 125 96,33 122,72
22 2,98 3,801 140 120,84 153,94
24 3,55 4,524 150 138,72 176,72
25 3,85 4,909 160 157,83 201,06
28 4,83 6,158 180 199,76 254,47
30 5,55 7,069 190 222,57 283,53
32 6,31 8,042 200 246,62 314,16
36 7,99 10,18 220 298,40 380,13
40 9,86 12,57 250 385,34 490,88
42 10,88 13,85 270 449,22 572,26

Краткие данные об арматуре

Общие параметры и технические данные по арматуре регламентируются ГОСТ 5781-82. Арматурный прокат существует гладкого и периодического профиля. При этом диаметр самих стержней колеблется от 5,5 до 40 мм. Горячекатання круглая сталь с диаметром от 45 до 270 мм, не применяется в обычном строительстве, но существует.

Использование этих стальных элементов лежит в армировании конструкций железобетона (стандартных и предварительно напряженных), как при изготовлении сборных конструкций на заводе, так и при производстве монолитных работ на стройплощадке.

Обозначение арматурного проката принято указывать символом А, с дальнейшим описанием класса арматуры и необходимых диаметров. В зависимости от способа изготовления и прочностных характеристик арматуру делят на:

  • свариваемую, с добавлением индекс С к шифру;
  • стойкую коррозии растрескивания при напряжении, с добавлением индекс К;
  • несвариваемую, без какого-либо индекса;
  • соответственно нестойкую обозначенной выше коррозии, без какого-либо индекса.

Выглядит шифр арматуры следующим образом: А400С Ø12. Цифры после грифа А, означают класс арматуры. Так, арматурный прокат А240С имеет гладкий профиль, а прокат А300С, А400С, А500С, А600, А600К, А800, А800К, А1000 – периодический профиль.

На строительную площадку арматура поступает, чаще всего, в пачках с указанным весом, длиной 6 или 12 метров. Дальнейшая обработка по нуждам строительства происходит на специальных резочных станках, либо ручными абразивными инструментами. Категорически запрещается выполнять сваривание арматурных изделий при армировании перекрытий и вертикальных несущих конструкциях, это ослабляет показатели стали.

В случаях, когда сваривание арматуры предусмотрено проектом, оно выполняется в специальных условиях, строго по ГОСТ. Стандартно арматурные соединения скрепляют вязальной проволокой.

Критерии надежности и безопасности трубопроводной арматуры

От надежной работы арматуры значительно зависит безотказная работа технологических систем в широком диапазоне условий окружающей среды, различных рабочих сред и температур.

Исправная работа арматуры возможна только в том случае, когда основные технические характеристики отвечают соответствующим требованиям.

Вопросы надежности и безопасности сегодня особенно остро стоят в нефтегазовом комплексе. Это в первую очередь связано с крайне тяжелыми последствиями аварий на магистральных нефте- и газопроводах. В том числе нередко происходят ЧП при добыче и переработке углеводородов. Необходимо также учитывать опасность сред, содержащих сероводород. Будучи токсичным веществом, он мгновенно вызывает хрупкое разрушение ряда традиционных для арматуры материалов. Современные мероприятия по освоению месторождений на шельфе, строительству подводных трубопроводов нефти и газа, морских добывающих платформ требуют ответственного подхода к обеспечению максимальной безопасности важных промышленных объектов.

Рассмотрим более подробно каждый из критериев надежности оборудования.

Показатели назначения

К этой группе показателей относятся номинальное давление и температура рабочей среды. Эти показатели характеризуют физическое состояние рабочей среды, на которой эксплуатируется арматура.

В зависимости от типа, конструкции могут быть и другие показатели назначения, характеризующие другие свойства изделия.

Например, время срабатывания для отсечной быстродействующей арматуры или уровень воздушного шума.

Показатели надежности

1. Показатели долговечности – полный срок службы изделия. Этот срок исчисляется в годах. При перевозке опасных грузов ресурс задается в километрах пробега.

2. Показатели безотказности – вероятность безотказной работы в заданных условиях.

Показатели, характеризующие безопасность

Данные показатели приводят в технической документации для изделий, отказы которых представляют серьезную угрозу для жизни и здоровья, может быть нанесен вред экологии или экономический ущерб. Такие отказы относят к критическим. Исходя из сказанного, все показатели, которые характеризуют безопасность изделия, принимаются по отношению к критическим отказам оборудования.

К одному из факторов надежности относится и способ монтажа арматуры к трубопроводу. Наиболее часто рекомендуют фланцевое присоединение наряду с другими. Фланцевые задвижки имеют преимущество: надежная герметизация стыков.

Безотказность изделия есть вероятность безотказной работы по отношению к критическим отказам.

Вероятность безотказной работы арматуры используют проектанты технологических систем производственных объектов повышенной опасности с целью оценить риск возникновения аварий. Риск – это вероятность возникновения критического отказа с учетом тяжести возможных последствий.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до своего предельного состояния. Предельное состояние устанавливается индивидуально. Долговечность характеризуется сроком службы в годах и назначенным ресурсом в часах и циклах.

Однако эксплуатация оборудования на опасном производственном объекте не должна продолжаться до наступления критического отказа. Для этого ГОСТ 27.002 устанавливает срок службы, по достижению которого эксплуатация должна быть остановлена. В таком случае арматура должна быть списана или направлена на капитальный ремонт.

Помимо вышеупомянутых показателей к изделию могут предъявляться дополнительные требования, такие как материальное исполнение изделия, сейсмостойкость, пожаростойкость.


На правах рекламы

Добавлено 14.05.2012; просмотров: 3289

Новые статьи раздела Рекламные статьи и обзоры

Долговечность и надежность

Читайте также:

  1. Валидность и надежность эксперимента.
  2. Долговечность и износ производственных зданий
  3. Лекция 9 Надежность систем управления
  4. Надежность автоматизированных систем управления.
  5. Надежность систем ЛА
  6. Надежность человека как элемента эргатической системы
  7. Расчет подшипников качения на долговечность.
  8. Стандартизация, надежность и валидность теста.
  9. Тема 7. Испытания и испытательное оборудование для отработки стойкости прочности и испытаний на надежность.
  10. Управление конкурентоспособностью товара. Качество, долговечность, надежность и упаковка товара.

5.1 Долговечность– свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с не обходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется степенью разрушения изделия, требованиями безопасности или экономическими соображениями. Долговечность строительных изделий измеряют сроком службы без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических условиях и в режиме эксплуатации. Например, для железобетонных конструкций нормами предусмотрены три степени долговечности: 1-ая — не менее 100 лет, 2-ая – не менее 50 лет, 3-я — не менее 20 лет. Долговечность определяется совокупностью физических, механических и химических свойств материала. Ее нужно оценивать применительно к конкретным условиям эксплуатации. О долговечности судят, подвергая материалы испытаниям, которые по возможности воспроизводят воздействия в натуре. Моделирование воздействий среды в условиях лабораторных испытаний достаточно сложная задача. Лабораторные испытания сочетают с натурными испытаниями.

5.2 Надежность – проявление всех свойств материалов в процессе эксплуатации. Надежность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации в течение некоторого времени без вынужденных перерывов на ремонт.

Ремонтопригодность – свойство изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению исправности и сохранению заданной технической характеристики в результате предупреждения, выявления и устранения отказов.

Сохраняемость — свойство изделия сохранять обусловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного технической документацией. Сохраняемость оценивают количественно временем хранения и транспортирования до возникновения неисправности.

Краткие выводы по теме: «Свойства материалов»


1 Исходя из условий работы, строительные материалы должны обладать определенной способностью сопротивляться физическим и химическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нем паров и газов, воды и растворенных в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместному действию воды и мороза, воздействию химических агрессивных веществ, а в конструкциях зданий и сооружений воспринимать те или иные нагрузки. При этом материалы, изделия и конструкции, обладая совокупностью различных свойств, должны обеспечивать долговечность и надежность при длительной эксплуатации.

2 Свойство – это отличительная особенность вещества, материала или изделия, которая проявляется во взаимодействии с окружающей средой или другими веществами и соединениями. Свойства материалов в основном предопределяются его составом и структурой и оценивают числовыми показателями, которые устанавливают путем испытаний.

3 Структурные характеристики материалов – масса, плотность, пористость, дисперсность и др.;

4 Свойства материалов классифицируют в соответствии с возможными на них воздействиями: физические, химические и механические.

5 Долговечность – комплексный показатель, связанный с изменением главнейших эксплуатационных свойств материалов во времени

Дата добавления: 2013-12-13 ; Просмотров: 4901 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Как выбрать правильно строительную арматуру

Правильно устроенный фундамент – гарантия долговечности и надежности строения, возведенного на нем. Купить композитные материалы для усиления конструкций можно на сайте http://steklonit.com/ru/.

По этому данный этап обязан быть сделан как можно более тщательно – малейшие огрехи приводят к тому, что фундамент покроется трещинами, что будет причиной скорейшего разрушения строения. Очень важно применять для придомового фундамента правильную арматуру. Ведь бетон, отлично работая на сжатие, рушиться при малейших нагрузках на изгиб и растяжение. А во время замерзания почвы и весеннего пучения фундамент подвергается собственно таким нагрузкам. Выдерживать их, дают возможность замечательно выбранные и положены прутья.

Из чего её делают

Для начала расскажем о материалах, используемых во время изготовления арматуры. В наше время в местах продаж встречаются железные и аналоги из пластика. Последние, благодаря новизне, заманивают большое внимание, причем, не всегда оправданное. Укажем положительные качества двух вариантов, чтобы читатель мог решить, какую арматуру применять для фундамента. Начинаем с достоинств металлической:

Даже при существенной нагрузке прут из металла не прогибается, что дает возможность гарантировать высокую конструкционная надежность – аналог из пластика при подобной нагрузке может изменить свои формы;
может быть согнута прямо на площадке где проходит строительство если есть наличие специнструмента. Аналог из пластика нельзя сгибать – можно только заранее выбрать на предприятии изделия необходимой формы;
цена хотя и чуть-чуть, но меньше, чем у пластиковой.

Теперь расскажем про хорошие качества пластика:

  • Имеет малый вес, что существенно облегчает процесс транспортировки и сборки каркаса;
  • не склонна к ржавчине, являющейся бичом всех изделий из металла;
  • отлично работает на разрыв, в большинстве случаев выдерживая нагрузки, вдвое превышающие подобные для металлического материала.

Как можно заметить, очень тяжело определенно дать ответ, какая арматура необходима для фундамента – любой вариант имеет собственные положительные качества, которые нужно брать во внимание, чтобы не ошибиться с выбором.

Виды арматуры

При заливке фундаментов применяется несколько видов прутьев: гладкая и с ребристой поверхностью. Последние предоставляют лучше сцепление с бетоном, гарантируя высокую надежность. Это стало возможным благодаря увеличенной площади контакта.

По этому, подбирая главную рабочую арматуру для усиления фундамента, следует предпочтение лучше отдавать ребристой. Конкретно она будет воспринимать большую половину нагрузок, повышая надежность и прочность конструкции из бетона.

1 — продольная рабочая арматура с рифлёной поверхностью; 2 — конструктивная арматура гладкого профиля.

Лучше применять для рабочей — арматуру А3 (А400), для производства которой применяются марка стали 35ГС и 25Г2С. В роли конструктивной (распределительной) — арматуру А1 (А240).

Гладкая арматура считается дополнительной. Чтобы укреплять большой объем бетона (фундаменты монолитная плита или толстые ленточные), арматура не просто ложится – из неё собирается сложный объемный каркас. Гладкую арматуру применяют во время сборки в качестве соединительной – как в вертикальном положении, так и в горизонтальном положении.

Такое распределение дает возможность уменьшить расходы при приобретении стройматериалов, в то же время обеспечивая конструкции самую большую надежность, стабильность и долговечность.

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 25.09.2013 2013-09-25

Статья просмотрена: 1637 раз

Библиографическое описание:

Черняев А. И., Трефилов В. А. Оценка надежности и долговечности металлоконструкций // Молодой ученый. — 2013. — №10. — С. 225-228. — URL https://moluch.ru/archive/57/7701/ (дата обращения: 04.11.2020).

Благодаря разнообразию механических и эксплуатационных характеристик металл в современном мире является одним из наиболее распространенных и используемых материалов. Многообразие сплавов позволяет использовать его во всех промышленных отраслях, таких как строительство зданий и сооружений, двигателестроение, создание коммуникаций, путепроводов и т. д. Существует множество рекомендаций, ГОСТов, СНиПов и стандартов, которые определяют выбор металлов при производстве конкретных изделий. Не смотря на это, в СМИ часто можно встретить сообщения об авариях, происшествиях и катастрофах, связанных с разрушением или отказом металлических элементов конструкций. Более того, в строительной практике известны такие примеры, когда причиной аварии каменных, бетонных, деревянных и других конструкций были дефекты металлических элементов, входящих в общий конструктивный комплекс.

Одной из основных причин аварий металлоконструкций являются аварии, наступающие вследствие хрупкого разрушения. Хрупкое разрушение стали может иметь место:

— при работе конструкций в условиях низких температур;

— в случае применения материалов, подверженных хрупкому разрушению, при этом аварии могут иметь место и при нормальных температурах;

— при действии на конструкцию ударных и других видов динамических нагрузок;

— под влиянием различных дефектов в основном металле и сварных швах [1].

Техническое состояние стальных конструкций определяют на основе оценки следующих факторов:

— — наличия отклонений фактических размеров поперечных сечений стальных элементов от проектных;

— — наличия дефектов и механических повреждений;

— — состояния сварных, заклепочных и болтовых соединений;

— — степени и характера коррозии элементов и соединений;

— — прогибов и деформаций;

— — прочностных характеристик стали;

— — наличия отклонений элементов от проектного положения [2].

Анализ большого числа аварий и аварийных состояний конструкций позволяет прийти к выводу, что многие из них происходят в результате снеговой перегрузки, на которую при эксплуатации сооружений не обращают должного внимания. Принятые в свое время к эксплуатации сооружения, зачастую выполненные по типовым проектам, рассчитанные на усредненные, а не на реальные для каждого конкретного объекта нагрузки, продолжают эксплуатировать, не обращая внимания на несоответствие между проектными и реальными нагрузками [1].

Дефекты, допущенные при изготовлении конструкции, не всегда сразу приводят к аварии. Часто даже грубые отступления от проекта и технических условий сказываются не сразу, а при неблагоприятном сочетании нескольких факторов. В свою очередь, внутренние дефекты материала неизбежно приводят к разрушению металла.

Наличие концентраторов напряжений в виде внутренних дефектов, таких, как отверстия, прорези, трещины, поры, крупные неметаллические включения, расположенные в местах и на участках с высокими местными напряжениями и ориентированные поперек направления действующих растягивающих напряжений, могут привести к преждевременному разрушению элемента, и без должного контроля с помощью нормативных документов [3–5] к разрушению всей конструкции.

Дефекты в металле делятся на 3 основных типа: возникшие на стадии проектирования, возникшие при изготовлении и транспортировке, возникшие при монтаже [6].

В процессе изготовления металлические изделия проходят сложный технологический цикл. Он включает следующие основные операции: плавка, вакуумирование, внепечная обработка, литье, обработка давлением, термическая обработка, механическая обработка, соединение с другими деталями. На этапах изготовления, расплавленная сталь вступает в контакт с кислородом, расплавленным флюсом, раскислителями и инертными газами, вследствие чего при кристаллизации в ней образуются поры, пустоты, усадочные раковины, крупные неметаллические включения, которые при обработке давлением и изготовлении проката вытягиваются и расплющиваются, тем самым создавая трещины, расслоения, волосовины, становясь сильными концентраторами напряжений.

Внутренние дефекты объемного типа (раковины, шлаки, поры, «скворечники» и др.) выявляются независимо от направления радиационного или ультразвукового излучения. Слабораскрытые дефекты плоскостного типа (трещины, закаты, заливины и др.) лучше обнаруживаются при радиационном контроле, когда излучение направлено вдоль плоскости дефекта, а при ультразвуковом контроле — когда излучение направлено перпендикулярно плоскости дефекта [7].

На производстве многие дефекты при малых размерах допускаются в изделии и не требуют исправления, тем не менее, их количество и расположение может оказать решающее воздействие на надежность и долговечность ответственных металлических элементов.

Для снижения риска разрушения необходимо более тщательно подходить к вопросу оценки состояния, используя при этом современные технологии, а так же усовершенствовать существующие методы прогнозирования надежности стальных конструкций и элементов.

Наиболее распространена статистическая оценка надежности элементов, где система состоит из n элементов. Каждый элемент случайно может находиться либо в рабочем состоянии, либо в состоянии отказа. Так, например, в работе [8] представлен расчет зоны наиболее вероятного усталостного разрушения оси шарнирного соединения с использованием результатов механических испытаний цилиндрических пропорциональных образцов, и на их основе сформулированы выводы о наиболее надежных областях металла. Не смотря на возможность быстро рассчитать надежность любых систем, в том числе неприводимых, основной недостаток такого метода — статистический расчет получается приближенным и только для конкретных числовых значений.

Существует аналитический метод расчета надежности, который подразумевает представление зависимости y(X) в виде надежностного графа. Достоинство аналитического метода заключается в возможности выразить искомую характеристику безотказной работы элемента через заданные параметры в общем виде, но из-за трудоемкости расчета используется реже, чем статистический.

Для оценки надежности и долговечности в зависимости от напряжений вызываемых давлением, температурой, вибрациями и т. п., возможно применение модели «нагрузка — несущая способность», основная идея которой заключается в том, что под действием нагрузки несущая способность системы постепенно уменьшается до тех пор, пока система не откажет [9]. Ее основной недостаток заключается в том, что при большом числе факторов, действующих на систему, нахождение вероятности отказа превращается в сложную математическую задачу, решение которой даже численными методами с применением ЭВМ весьма трудоемко.

Существует множество подходов и различных методик оценки надежности, так например, в работах [10,11,12] представлены методики расчета надежности по предельным состояниям с использованием математической модели. В диссертациях представлен обширный обзор существующих методик расчета надежности, а так же методики расчета основанные на данных о несущей способности, пластических деформациях конструкций, и их устойчивости. Тем не менее, представленные методики затруднительны для реализации непосредственно во время эксплуатации, так как в некоторых случаях необходим постоянный контроль состояния металла для осуществления своевременного реагирования и предотвращения аварий.

Несмотря на обширное количество существующих методик расчета надежности, в настоящее время нет ни одной, которая позволяла бы достаточно быстро и объективно, исходя из состояния материала оценить долговечность конструкции и дать рекомендации по её использованию на основе внутренних дефектов материала, охватывала все возможные изменения погодных условия, влияние среды, а так же позволяла бы контролировать состояние элементов конструкции в любой момент времени.

Таким образом, существует научная задача разработки инженерной методики оценки долговечности металлических конструкций на основе анализа структуры материала, действующих и возможных нагрузок и влияния внешней среды.

На данный момент существует методика оценки вероятности отказа элемента, надежности и долговечности, основанная на структурно-энергетической теории отказов [13]. Структурно — энергетическая теория отказов, позволяет легко оценить влияние структурных факторов (количества и размеров чувствительных структур материалов) на форму кривой функции распределения энергии разрушения (рис. 1), а, следовательно, на надежность элементов и на этой основе разработать конкретные рекомендации по технологическому обеспечению заданного уровня надежности и качества элементов.

Рис. 1 Функция распределения энергии разрушения

Зависимость вероятности отказа от величины энергетического воздействия будет простой экспонентой:

где b — вариация размеров чувствительных структур;

е — величина энергетического воздействия.

Вероятность безотказной работы P(t) является обратной величиной вероятности отказа и определяется следующим образом:

Используя следующее уравнение, представляется возможным определить время безотказной работы детали:

где I — величина энергетического воздействия;

α — коэффициент перехода из одного состояния в другое;

t — время работы элемента.

Коэффициент перехода α определяется следующим образом:

где tcp — среднее время работы элементов до отказа;

t0 — гарантированное время работы элемента;

σ — дисперсия энергии возникновения отказа.

Представленная методика оценки была разработана и опробована на тонкостенных образцах, толщиной 0.1–0.5 мм, тем не менее, по мнению авторов, её применение возможно также и на более габаритных деталях и элементах, испытывающих в разы большие нагрузки. Исходя из этого была сформулирована и поставлена задача по проведению экспериментов на образцах и реально используемых узлах металлических конструкций, выполнению усталостных разрушений, для сравнения расчетных результатов и полученных опытным путем, а так же разработке методики, которая бы позволяла максимально точно оценить долговечность металлической конструкции исходя из условий изготовления, эксплуатации, и изменения свойств материала с течением времени.

1. Лащенко М. Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооружений Л.: Стройиздат, 1969. — 184 с.

2. Коробейников О. П., Панин А. И., Зеленов П. Л. Обследование технического состояния зданий и сооружений (основные правила): учебное пособие / О. П. Коробейников, А. И. Панин, П. Л. Зеленов; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т.– Н.Новгород: ННГАСУ, 2011. — 55 с.

3. ГОСТ 23118–99. Конструкции стальные строительные. Общие технические условия. — Введ. 2001–01–01. Госстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 2001. — 41 с.

4. СНиП 3.03.01–87. Несущие и ограждающие конструкции. — Введ. 1988–01–07. Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Гос-строя СССР, 1989. — 113 с.

5. СП 53–101–98. Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций. — Введ. 1999–01–01. Гос-строй России. — М.: ГУП ЦПП, 1999. — 36с.

7. А. К. Гурвич, И. Н. Ермолов, С. Г. Сажин. Неразрушающий контроль. Кн. 1. Общие вопросы. М.: Высшая школа. 1992. 242 с.

8. Густов Ю. И., Воронина И. В., Катанина А. Г. Оценка надежности металлических изделий по деформационно-энергетическим показателям // сборник трудов XII-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении — 2010″. — Брянск.: 2010 электр. ресурс.

9. Острейковский, В. А. Теория надежности: Учеб. для вузов / В. А. Острейковский. — М.: Высш. шк., 2003. — 463 с.

10. Плотникова О. С. Определение надежности металлических конструкций в составе зданий и сооружений при ограниченной статистической информации о контролируемых параметрах: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, [С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т]. — Санкт-Петербург: 2008. — 20 с.

11. Кошелева Ж. В. Оценка несущей способности, надежности и остаточного ресурса элементов железобетонных конструкций при ограниченной информации о контролируемых параметрах: автореф. дис. на соиск. учен. степ. к.т.н. [С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т]. — СПб.: 2004. — 24 c.

12. Галаева Н. Л. Расчет надежности несущих элементов при ограниченной информации о параметрах модели предельных состояний: автореф. дис. на соиск. учен. степ. к.т.н. [Вологод. гос. техн. ун-т]. — Санкт-Петербург: 2010. — 24 с.

13. Деев В. С., Трефилов В. А. Надежность технических систем и техногенный риск. Часть 3: Структурно-энергетическая теория отказов: учеб. пособие. — Пермь: издательство ПНИПУ. -2012. С. 167.

Расчет надежности конструкций

Расчет надежности конструкций

Расчёт надёжности — процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета. В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности.

Необходимость расчёта надёжности технических устройств и систем существовала с момента использования их человеком. Например, в начале 1900-х годов существовала задача оценки среднего времени горения газовых фонарей, а в середине 1930-х, благодаря работам шведского ученого В. Вейбулла (Waloddi Weibull), получила известность задача описания среднего времени наработки электронной лампы до её выхода из строя (распределение Вейбулла).

Решение вопросов надежности и безопасности современных структурно-сложных технических систем и объектов осуществляется на всех стадиях жизненного цикла, от проектирования и создания, производства, до эксплуатации, использования и утилизации. При этом могут преследоваться следующие цели [2] :

  • обоснование количественных требований к надежности объекта или его составным частям;
  • сравнительный анализ надежности вариантов схемно-конструктивного построения объекта и обоснование выбора рационального варианта, в том числе по стоимостному критерию;
  • определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности объекта и/или его составных частей, в том числе расчетное определение показателей надежности или параметров распределения характеристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом;
  • обоснование и проверку эффективности предлагаемых (реализованных) мер по доработкам конструкции, технологии изготовления, системы технического обслуживания и ремонта объекта, направленных на повышение его надежности;
  • решение различных оптимизационных задач, в которых показатели надежности выступают в роли целевых функций, управляемых параметров или граничных условий, в том числе таких, как оптимизация структуры объекта, распределение требований по надежности между показателями отдельных составляющих надежности (например, безотказности и ремонтопригодности), расчет комплектов ЗИП, оптимизация систем технического обслуживания и ремонта, обоснование гарантийных сроков и назначенных сроков службы (ресурса) объекта и др.;
  • проверку соответствия ожидаемого (достигнутого) уровня надежности объекта установленным требованиям (контроль надежности), если прямое экспериментальное подтверждение их уровня надежности невозможно технически или нецелесообразно экономически.


На этапе проектирования технических систем выполняется проектный расчет надежности.

Проектный расчет надежности — процедура определения значений показателей надежности объекта на этапе проектирования с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным и другим данным о надежности элементов объекта, имеющихся к моменту расчета.

Проектный расчет надежности входит в состав обязательных работ по обеспечению надежности любой автоматизированной системы и выполняется на основе требований нормативно-технической документации (ГОСТ 27.002-89, ГОСТ 27.301-95, ГОСТ 24.701-86).

На этапе испытаний и эксплуатации расчёт надёжности проводится для оценки количественных показателей надёжности спроектированной системы.

Наша организация занимается расчетом и оценкой надежности зданий и сооружений, а также отдельных конструкций, проектированием строительных объектов заданной надежности. Расчет надежности конструкций, для этих работ компания располагает и квалифицированными кадрами (в том числе доктора технических наук), и высококачественными вычислительными ресурсами.

  • Компаниям, осуществляющим эксплуатацию объектов недвижимости
  • Потенциальным покупателям при приобретении объектов недвижимости
  • Всем заинтересованным лицам при строительстве или реконструкции зданий и сооружении.

Надежность, согласно определению ГОСТ 27751, – это свойство строительного объекта выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени.
Как на стадии проектирования, так и для готового объекта, можно рассчитать его надежность. Существует много показателей надежности: вероятность безотказной работы; долговечность; обеспеченность и другие показатели. Необходимо все их учитывать, как и при проектировании, так и при обследовании зданий. С помощью показателей надежности в строительстве и проектировании качество можно оценить количественным показателем и выразить в цифрах.

В мировой строительной практике для промышленно гражданского сектора базовая надежность или ориентир имеет значение 0,99865 или 3 ? то есть допустимая вероятность отказа равна 0.135% , для строительных конструкций в области атомной энергетики это показатель выше 4? а для сельскохозяйственного строительства показатель надежности ниже 2 ?. Очевидно надежность имеет экономический смысл.

Расчет надежности строительных конструкций осуществляется по результатам технического обследования здания или сооружения, а так же анализа проектно-сметной документации. После проведения работ и расчетов будет сформирован отчет.

Надежность как экономическая составляющая должна быть разумной и при этом соответствовать рекомендациям СНиП.

  • Предположим, что надежность построенного или строящегося объекта недостаточная. Следовательно, возможны неравномерная осадка объектов строительства, образование трещин в конструкциях и элементах, деформации, аварии и как самый неблагоприятный вариант, обрушения здания. Эксплуатация зданий и сооружений с недостаточной надежностью будет требовать постоянного финансирования для устранения последствий недостаточной надежности при проектировании и строительстве.
  • Если же надежность избыточная, то есть использовались необоснованно завышенные по показателям прочности металлоконструкции или можно использовать меньшее количество, например бетона, или других материалов. Таким образом, при оценке надежности на стадии проектирования можно значительно сэкономить расходы.

1. Примером могут служить ряд зданий и сооружений, такие как большие гипермаркеты и торгово-развлекательные комплексы. Снеговая нагрузка по результатам анализа данных за последние сто лет возросла. Поэтому следует проектировать здания подобного типа с гораздо большей надежностью, нежели раньше.

2. Другим примером можно рассмотреть жилые многоквартирные дома, в которых бесконтрольно выполняются работы по пробивке проемов в несущих стенах. При этом их количество, качество и габариты фактически не учитываются. Дом, который при проектировании рассчитывался на эксплуатацию 100-120 лет, в результате работ по перепланировке, выполняемыми жильцами, теряет свои эксплуатационные свойства и может эксплуатироваться значительно меньший срок. Надежность строительных конструкций существенно снижается, через короткий срок (10-20 лет) эксплуатации, дом можно признать аварийным и непригодным для проживания.

Для расчета надёжности строительных конструкций мы привлекаем специалистов, имеющих опыт проведения серьезных комплексных обследований и проектирования крупных, технически сложных объектов. Обращайтесь к нам за всеми видами расчетов.

Таблица сортамента арматуры – Таблица веса арматуры. Сортамент

Арматура металлическая – сортамент по ГОСТ: таблица весов

Стальная арматура – это гладкий или рифленый стержень, созданный для усиления строительных конструкций. Он может устанавливаться внутрь бетона, каменной или кирпичной кладки. Монтаж позволяет повысить устойчивость к нагрузкам, защититься от появления трещин, утраты несущей способности.
Мы поставляем обширный сортамент арматуры. Вы найдете подходящий строительный элемент для любой конструкции и условий ее эксплуатации.

Классификация продукции

Для изготовления продукции используется сталь – это регламентировано по ГОСТ 52544-2006, СТО АСЧМ 7-93 и ТУ 14-1-5254-94. Есть также другие нормативы, указывающие характеристики и область использования.

Товар классифицируется по нескольким признакам:

    Назначение. В продаже есть следующие виды:

      Конструктивная. Также называется распределительной. Сечение прописывается по минимальному проценту армирования.

    Рабочая. Компенсирует основную нагрузку.

    Монтажная. Позволяет соединить в единый каркас рабочую и конструктивную арматуру.

    Анкерная. Используется в качестве закладных деталей.

    Условия применения. По этому параметру выделяют напрягаемые и ненапрягаемые изделия.

    Условия производства. Есть виды арматуры, созданные горячекатаным и холоднотянутым методом. В первом случае получается стержень, во втором – проволока.

    Ориентация. Представлены два типа. Поперечный защищает от наклонных трещин, продольный – от вертикальных. Их сочетание усиливает все строение.

    Меняется вес арматуры, диаметр, стоимость за один погонный метр. Знание таких характеристик позволяет подобрать товар под конкретную область установки.

    Для удобства подбора товара, всем видам присваивается литера в маркировке. Она указывает на эксплуатационные характеристики. Условные обозначения собраны в таблице ниже:

    Классы арматуры и область ее применения

    Ниже представлена таблица сортамента арматуры, с указанием марки стали, использованной при ее изготовлении и других значимых характеристик.

    Таблица классов арматуры и марок стали

    Литера Расшифровка Стальной стержень. Проволока. Канат. Арматура, подходящая для электросварки. Материал, прошедший термоупрочнение, выдерживает большие нагрузки. Упрочнение проводилось методом вытяжки. Даже под сильным напряжением, такой стальной каркас не теряет устойчивости к коррозийному растрескиванию.

    В следующей таблице пропишем соотношение классификации и области применения продукта:

    Тип профиля Класс Диаметр, мм Марка стали
    Гладкий профиль А1 (А240) Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
    Периодический профиль А2 (А300) 10-40, 40-80 Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
    Периодический профиль А3 (А400) 6-40, 6-22 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс
    Периодический профиль А4 (А600) 10-18 (6-8), 10-32 (36-40) 80С, 20ХГ2Ц
    Периодический профиль А5 (А800) 10-32 (6-8), (36-40) 23Х2Г2Т
    Периодический профиль А6 (А1000) 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р


    Подробнее о нашем сортаменте

    Наша компания поставляет в Санкт-Петербурге арматуру А1 и А3. Рассмотрим их более детально.

    Арматура А1

    Обозначается и классифицируется по ГОСТ 5781. Подходит для армирования предварительно напряженных конструкций из железобетона. Допускается использование и для обычных конструкций. Создается только с гладким профилем. Сечение круглое. Для увеличения качества продукта, в ГОСТ прописано использование исключительно углеродистых сортов стали. Три применяемые марки – Ст3сп, Ст3кп и Ст3пс. Ниже представлена таблица арматуры с указанием ее основных типоразмеров по диаметру и весу.

    Класс Область использования
    А1 (А240) Монтажная гладкая арматура. Применятся в создании ЖБИ, распределяет нагрузки, обеспечивает состыковку разных частей каркаса.
    А2 (А300) Относится к категории рабочих. По всему профилю идет рифление. Подходит для укрепления конструкций в малоэтажном строительстве, при создании монолитных конструкций с низким уровнем нагрузки.
    А3 (А400, А500) По строению – это прут, созданный горячекатаным методом. Он подойдет в создании не только жилых, но и промышленных строениях, дорог, тротуаров.
    А4 (А600) Еще одна рабочая разновидность. Прочность позволяет применять ее даже для сооружений с высокой степенью нагрузки, там, где каркас принимает сильное напряжение. Максимальный диаметр – до 32 мм.
    А5 (А800) Дорогостоящий товар, относится к категории повышенной прочности. Используется в возведении причалов, подъемных строений, тоннелей метрополитена, гидроэлектростанций.
    А6 (А1000) Сталь для этого изделия проходит процедуру термического упрочнения. Подойдет для возведения высотных зданий. Не деформируется, хорошо гасит вибрацию и сильные нагрузки.

    Вес арматуры в таблице, а также ее диаметр могут лишь незначительно отклоняться от стандарта. Когда мы проводим расчет, указываем массу в тоннах или кг.

    Арматура А3

    Также подходит для обычных ЖБИ и конструкций, находящихся под действием больших нагрузок. Создается горячекатаным методом. Допускается применение при возведении как жилых конструкций, так и промышленных. При производстве компания руководствуется ГОСТ 5781-82. Основное отличие от класса А1 – наличие на поверхности рифления. По всему стержню идут два продольных ребра, а между ними много поперечных.

    В таблице ниже представлено соотношение диаметров и размеров профиля:

    Диаметр (мм) Вес (кг)

    Номер профиля и его вес вы можете узнать из еще одной таблицы:

    Номер профиля(номинальный диаметр dн)
    Номин. Пред. откл Номин. Пред. откл

    Чтобы мы помогли вам подобрать тип и разновидность арматуры, провели расчет, звоните по указанному на сайте телефону или оставляйте заявку.

    Возможно, вас заинтересует другая наша продукция:

    СПб, Лиговский пр.,
    д.111-113-115, лит.Б, оф 311

    Сортамент арматуры: правильный выбор как гарантия надежности и долговечности конструкции

    Сортамент арматуры: правильный выбор как гарантия надежности и долговечности конструкции

    Производство армированной стали, как и выпуск товаров других отраслей промышленности, унифицированное. Для определения качества изделий используют специально разработанные Госстандартом требования к продукции по разным параметрам. В данном виде производства установлены нормативы для диаметра, веса и сечения прутьев. Все эти характеристики объединены одним термином – сортамент арматуры. Более детально о комплексе требований расскажет данная статья.

    Арматура имеет установленные стандарты для сечения, веса и диаметра

    Сфера применения, особенности арматуры: диаметр, классы, маркировка, соответствие ГОСТу

    Арматура – важный компонент в общем перечне строительных материалов. Характеризуется широким спектром применения на различных этапах возведения зданий. Без нее не обходится ни одна железобетонная конструкция, служащая усилением и опорой как в фундаменте небольшого дома, так и в строительстве масштабного железнодорожного моста или путепровода. Технологию армирования используют даже для упрочнения конструкций из стекла.

    Арматуру применяют в строительстве на различных этапах возведения конструкций

    Еще на начальном этапе разработки проектно-сметной документации каждый уважающий себя инженер и архитектор имеет под рукой специальную таблицу соотношений веса и метража арматуры, а также сечений арматурных прутьев в соответствии с установленными государственными нормативами. Основной среди них – ГОСТ 5781-82. Также продукция должна соответствовать ГОСТ 52544-2006, СТО АСЧМ 7-93, ТУ 14-1-5254-94. Нормы регламентируют требования к конкретному виду армированной продукции. Их совокупность соответствует термину – сортамент арматуры.

    Арматура представляет собой круглые металлические стержни с гладкой или рифленой поверхностью. Производят их из нескольких видов стали. Диаметр прутьев колеблется от 4 до 80 мм. Сортамент продукции подразделяют на классы А1 – А6.

    Диаметр, то есть размер сечения стержня арматуры или проволоки, – это главный показатель, лежащий в основе сортамента продукции. Отсюда и соответствующие термины: арматура 8 мм или вес 1 м арматуры 12. Данные изделия классифицируют и по другим свойствам, включая прочность, износостойкость, удельный вес и другие характеристики, которые рассмотрим далее.

    Классы арматуры: сортамент продукции по прочности и механическим параметрам

    Слово сортамент (или сортимент), на французском языке звучит как assortir и обозначает «выбирать», т. е. разбирать по сортам в соответствии с типичными характеристиками. К таким параметрам принадлежат:

    Арматура различается по разным параметрам, таким как габариты, профиль и материал для изготовления

    • материал, используемый для изготовления продукции;
    • габариты арматуры, такие как размер, диаметр, тип поверхности;
    • профиль.

    Полезный совет! Упаковывание продукции осуществляется согласно ее классификации по диаметру. Арматурный металлопрокат до 10 мм отпускают в бухтах, а свыше этого параметра фасуют прутьями определенной длины.

    Арматуру используют в строительных работах в виде стержней, сетки, проволоки или каркаса. Исходя из предназначения, ее разделяют на конструктивную, анкерную, монтажную или рабочую. При этом учитывается наличие или отсутствие натяжения, а также необходимость усилить конструкцию на определенном участке. Усиление может быть продольным или поперечным.

    Маркируют и классифицируют арматуру и по другим характерным признакам, но в первую очередь во внимание берут диаметр арматуры, а также степень прочности, гибкости и механические характеристики. Условным обозначением в маркировке сортамента служат заглавные буквы А (реже В) с определенным индексом, который указывает на соответствие арматуры отдельному классу. Основные и наиболее популярные классы арматуры в строительстве рассмотрим в данной статье.

    Арматура делится на несколько классов, каждый из которых имеет собственную характеристику

    Таблица сортамента арматуры: обозначения и характеристики различных классов

    В строительной терминологии и маркировке иногда путаются даже профессионалы. Разные виды материалов, в том числе и арматура, имеют свою классификацию, которая дает возможность максимально упростить и унифицировать многие процессы.

    Сориентироваться в классификации и маркировке поможет специальная таблица арматурных классов. Она имеет довольно простую и понятную структуру, состоит из нескольких колонок, где первая – это основная маркировка, а далее – соответствующие характеристики:

    • масса;
    • размер сечения или диаметр;
    • сопротивляемость нагрузкам;
    • встраиваемость в напряженные железобетонные конструкции;
    • относительная величина удлинения после разрыва;
    • длина прута;
    • марка стали.

    Арматура класса А240 имеет гладкую поверхность, поперечное сечения от 6 до 40 мм

    Таблица может содержать и более расширенную информацию, например, позволяющую рассчитать вес погонного метра арматуры или, наоборот, вычислить, сколько метров в тонне арматуры 12 мм. Для начинающих строителей подойдет упрощенный вариант, обладающий минимумом справочной информации.

    Класс арматуры включает в себя несколько цифровых и буквенных обозначений, определяющих ее прочность, размер и назначение. При этом, согласно таблице сортамента арматуры, ГОСТ 5781 82 регламентирует старую и новую маркировку. К старой относят изделия, принадлежащие к классам от AI до АVI. Соответственно, новую обозначают таким образом: А240, А300, А400, А500, А600, 800 и А1000.

    Арматура класса А240С имеет гладкую внешнюю структуру, а продукция с маркировкой А300С, А400С, А500С, а также А600, А600К, А800, А800К и А1000 – рифленую поверхность.

    Полезный совет! Существует определенная шифровка арматуры, имеющая такой вид: арматура А-400-С Ø12. Где буква А обозначает маркировку материала, число 400 — класс арматуры, 12 – диаметр стержня.

    Арматуру класса А300 используют для строительства малоэтажных домов

    Расшифровка таблицы арматуры с характеристикой каждого класса

    Каждый класс арматуры имеет собственную характеристику, при этом многие данные могут совпадать у разных видов или кардинально различаться. Основные их параметры приведены ниже.

    АI или А240 – арматура, представляющая собой гладкоствольный стержень с поперечным сечением от 6 до 40 мм. Ее применяют в изготовлении железобетонных изделий, для возведения монолитных и опорных конструкций. Арматуру любого диаметра производят в прутьях, фасуют в упаковки. Допускается производство продукции сечением до 12 мм в бухтах.

    АII или А300 – это профиль с рифленой поверхностью и диаметром от 10 до 80 мм. Принадлежит к материалам, удерживающим сильное давление. Они служат как основа несущей конструкции, которая испытывает основную нагрузку. Используют в возведении малоэтажек, монолитных зданий и во время ремонтов.

    АIII или А400, А500 – арматурные стержни, имеющие периодический профиль с сечением от 6 до 40 мм. Самый популярный класс арматуры широкого применения как в жилищном строительстве, так и в промышленном или коммерческом. Также используют в производстве ЖБИ, при строительстве автодорог и тротуаров. Изделия с диаметром до 10 мм выпускают в мотках, свыше данного размера – в стержнях.

    а – стержневая гладкая класса А240; б – стержневая периодического профиля класса А300; в – класса А400 и выше; г – проволочная класса В600

    АIV или А600 – стержни диаметром 10-32 мм. Их применяют в сооружении напряженных элементов. Изделия сходны с продукцией класса АІІІ, но имеют меньшую частоту ребер.

    АV или А800 – редко встречающийся сортамент арматуры, обладающий высокой степенью прочности. Используют в строительстве особо крупных и сверхтяжелых объектов, таких как мосты, причалы, метро, ГЭС.

    А6 (А1000) – производится из термостойкой стали. Имеет повышенный уровень сопротивляемости к разным видам деформации. Применяется в многоэтажном строительстве.

    Арматура А500С: ГОСТ, ключевые параметры и характеристики

    Так как третья категория является наиболее распространенной, то какой класс арматуры (А400 или А500) выбрать – решать проектировщикам, которые учитывают все нюансы строительных работ. Говоря о структурных особенностях этого вида, следует обратить внимание на ГОСТ арматуры А500. Он регламентирует производство круглого профиля, имеющего два ребра вдоль стержня и параллельные ряды выступов серповидной формы поперек. При этом они не пересекаются с парными ребрами вдоль тела стержня.

    Арматура класса А500 самая универсальная, ее выпускают в мотках и стержнями

    Профиль обладает высокими пластичными и прочностными характеристиками в процессе прокатки. Стержни А500 арматуры имеют минимальную длину 6 м, а максимальную – 25 м. Оптимальная протяженность прутьев – 12 м. Согласно таблице сортамента арматура А500С производится из высококачественной маркированной стали Ст3СП, Ст3ПС и Ст3ГПС. Материал обладает отличной свариваемостью, но это не единственное его достоинство.

    Полезный совет! Соединять элементы арматуры А500С можно с использованием электродуговых сварочных аппаратов. На такое преимущество и указывает буква С в маркировке профиля. Качество сварки уменьшает минимальное наличие легирующих элементов.

    Положительные свойства такой арматуры заключаются в следующем:

    • повышенной степени прочности и гибкости, отсутствии слабых мест, которые могут повлечь разрушение арматуры;
    • сравнительно небольшой себестоимости производства и, как следствие, доступной стоимости арматуры за тонну;
    • удельный вес арматуры А500 подразумевает значительную экономию объемов стали в процессе изготовления.

    Класс А500 применяют не только в жилищном строительстве, но также в коммерческом и промышленном

    Требования ГОСТа: арматура В500, особенности ее изготовления

    Арматуру А500С с успехом используют в сжатых элементах. При этом качество бетонирования повышается благодаря сокращению количества металлоконструкций в колоннах. Профили можно использовать в проектах, где указаны сечения классов АІ и АІІІ. Аналогом же универсальной арматуры А500С может выступать арматура В500.

    Арматура B500С по химическим и технологическим характеристикам сырья и строения соответствует европейским стандартам. Главное преимущество – гибкость. Высокая степень пластичности арматурных конструкций препятствует разрушениям построек. Арматурную продукцию данного класса в Российской Федерации производят согласно ГОСТ Р 52554. Она предназначена для возведения сооружений из облегченного и утяжеленного бетона.

    Такие строения эксплуатируют в агрессивных средах. Арматуру используют как в виде самостоятельных стержней, так и в каркасах и сварных изделиях. B500С по характеристикам является эффективным заменителем арматур с маркировкой A400, A400C, A240. Арматура B500С имеет такие основные параметры:

    Арматура класса В500 соответствует всем европейским стандартам

    • выпускается в соответствии со стандартами Евросоюза, что дает возможность использования на европейском оборудовании;
    • не скручивается благодаря отсутствию лампасов;
    • удлиняется на 1,4%, выдерживая нагрузку свыше 3%;
    • характеризуется отличной свариваемостью.

    Что касается ценовой политики, то она различная и зависит от характеристик арматуры и объема требуемой продукции.

    Сортамент арматуры: дополнительные варианты маркировки


    Для определения более конкретных характеристик арматуры создана специальная дополнительная маркировочная система. Например, аббревиатура А5К обозначает, что это профили класса А5, а буква К свидетельствует о наличии дополнительной защиты от коррозии. Для этого материал обрабатывают спецсредствами, которые обеспечивают его долговечность.

    Наличие буквы С в маркировке говорит о том, что арматуру можно сваривать. Необходимо учитывать, что не все изделия, относящиеся к разным классам, можно сваривать между собой, тем более при отсутствии метки С в обозначении.

    Если в маркировке есть буква К, это значит, что у арматуры имеется дополнительная защита от коррозии

    Говоря о сортаменте арматуры, следует упомянуть о таком термине, как запорная (или трубопроводная) арматура. Такие виды профилей применяют в сантехнических работах. Соответственно, как отдельный подвид материала, данная арматура имеет свои классы и маркировку. При этом главный параметр выбора – герметичность. Этот критерий указывает на качество отработки узла в трубопроводе, без чего собрать его невозможно. Показатель герметичности указывают в характеристиках на упаковке материала.

    Полезный совет! Соединять между собой арматурные стержни с разной маркировкой и при отсутствии в обозначении буквы С лучше с использованием специальных муфт и проволоки.

    Как определить площадь арматуры: таблица расчетов

    Площадь сечения арматуры – один из важнейших параметров, обуславливающих прочность. Чем выше предполагаемая нагрузка, тем должна быть больше площадь. Чтобы узнать эти данные, нужно обратиться к продавцу-консультанту или прочитать паспорт изделия. Если же изделие приобретается со вторых рук, то придется сделать расчет самостоятельно. Для этого необходимо следовать таким указаниям:

    1. Измерить диаметр. Поможет штангенциркуль. Необходимо учесть, что результат может быть некруглой единицей, поэтому его округляют, руководствуясь математическими правилами.
    2. Определить площадь сечения арматуры по его диаметру, используя специальную таблицу. С ее помощью можно вычислить, сколько весит 1 метр арматуры и сколько метров в тонне арматуры.

    Таблица сортамента арматуры, вес 1 метра и диаметр.

    Номер профиля (номинальный диаметр стержня) Площадь поперечного сечения стержня а500с, см Масса 1 м, кг 10,180 12,570 15,000 12,480 19,630 15,410 23,760 18,650 28,270 22,190 38,480 30,210 50,270 39,460
    Поперечное сечение, площадь, см² Диаметр арматуры, мм Масса погонного метра арматуры, г Сколько арматуры в тонне, м
    0,283 6 222 4505
    0,503 8 395 2532
    0,785 10 617 1620
    1,131 12 888 1126
    1,54 14 1210 826
    2,01 16 1580 633
    2,64 18 2000 500
    3,14 20 2470 405
    3,8 22 2980 336
    4,91 25 3850 260
    6,16 28 4830 207
    8,04 32 6310 158
    10,18 36 7990 125
    12,58 40 9870 101
    15,48 45 12480 80

    Благодаря таблице можно с легкостью определить и другие данные, например, сколько метров в тонне арматуры 12 мм. Ищем в графе диаметра показатель 12 и находим соответствующую величину в графе длины. Этот параметр равен 1126 м.

    Самостоятельный расчет площади арматуры, онлайн-калькулятор

    При отсутствии таблицы нужно самостоятельно измерить диаметр. Допустим, он равен 6 мм, этот показатель делим на 2, чтобы узнать радиус. Получаем результат – 3 мм, возводим его в квадрат – 9 мм. Полученное число необходимо умножить на постоянную величину площади круга Пи, равную 3,14. Результат расчетов – 28,26 мм² или 0,2826 см². Этот показатель самостоятельного вычисления соответствует данным, содержащимся в таблице.

    Такой способ определения площади сечения идеально точен, если стержни арматуры гладкие. Для прутьев с рифленой поверхностью расчеты выглядят несколько сложнее. Такие изделия имеют площадь большего размера и обладают высшей степенью сцепления с бетонным раствором, что делает их незаменимыми в сооружении железобетонных каркасов. Процесс расчета включает следующие этапы:

    Если нет таблицы сортамента, то для расчета площади арматуры можно воспользоваться онлайн-калькулятором

    1. Вычисление общего показателя диаметра. Для этого делаются два замера – на ребристой поверхности и в узкой углубленной части. Чтобы результат был более точным, измерения лучше провести дополнительно в нескольких разных местах.
    2. Определение среднего арифметического путем сложения показателей и деления полученной суммы на 2.
    3. После вычисления диаметра площадь сечения арматуры определяется описанным выше способом, по формуле: S=π*r², где S – площадь; π – постоянная величина 3,14; r – радиус.

    Полезный совет! Если таблицы нет в наличии, то вес определяют, применяя специальные расчеты.

    Компьютерные программы и интернет-технологии значительно упрощают процесс вычисления площади сечения арматуры. Калькулятор-онлайн позволяет сделать это за считаные минуты. Достаточно ввести показатели в нужные ячейки, чтобы моментально получить готовый результат.

    Чтобы рассчитать площадь арматуры самостоятельно необходимо воспользоваться формулой: S=π*r²

    Сколько весит метр арматуры и сколько метров арматуры в тонне: примеры расчетов

    Навыки в вычислении диаметра стержней понадобятся также при расчетах веса арматуры. Такие знания необходимы при составлении проектов и строительных смет. Точное определение массы арматуры поможет сэкономить на покупке материалов. Важно отметить тот факт, что крупные производители реализуют арматуру ценой за 1 тонну, а не за метр. Однако стоимость продукции в таком случае обойдется в несколько раз дешевле.

    В качестве примера можно рассмотреть, как рассчитать массу необходимого материала для постройки железобетонного фундамента общей длиной 100 м. Диаметр арматуры – 10 мм. Необходимые данные ищем в таблице, они соответствуют 617 г. Это число умножаем на 100 и получаем 61 кг 700 г. Вес 1 метра арматуры можно рассчитать и другими способами (всего их три):

    • по нормативной таблице;
    • с использованием данных об удельном весе арматуры;
    • с помощью калькулятора веса арматуры.

    Благодаря точным расчетам необходимого веса арматуры можно сэкономить на покупке материала

    Необходимое количество прутьев по нормативному весу вычисляют с использованием приведенной выше таблицы веса в соотношении с погонным метром. Это наиболее простой вариант расчета (если не считать онлайн-калькулятора).

    Например, для стройки предполагается использовать 2300 м арматуры 14. Вес 1 метра прутьев составляет 1,21 кг. Производим расчеты: 2300*1,21=2783 кг. Таким образом, для выполнения данного объема работ потребуется 2 т 783 кг стальных прутьев. Аналогично вычисляется количество стержней в одной тонне соответствующего диаметра. Данные берутся из таблицы.

    Цена арматуры за тонну и за метр: составляющие стоимости

    На формирование цены любого изделия влияет несколько факторов. Это касается и арматуры. Различную стоимость имеют гладкие и рифленые стержни, ведь производство последних предполагает более трудоемкий и длительный процесс. Чем сложнее технология, тем выше и цена готового изделия.

    Стоимость арматуры зависит от ее вида, прочности, пластичности и качества

    На формирование стоимости также оказывают влияние прочность и пластичность материала. Для повышения этих показателей в сплав добавляют кремний или хром, а для гибкости – марганец. Текучесть стали тоже имеет значение.

    Помимо этого, формирование цены зависит от качеств, указанных в маркировке. Например, дополнительно придется заплатить за арматуру с меткой Т, обозначающей термоупрочнение, или К, что свидетельствует об устойчивости к коррозии.

    Полезный совет! Важный показатель стоимости – объем продукции. Арматура, приобретаемая в большом количестве (тоннами), стоит намного дешевле.

    Чем больший объем приобретаемой продукции, тем выгодней цена

    Производители действуют по такому принципу: чем выше продажи, тем лучше. Именно поэтому объем приобретаемой продукции существенно влияет на ее стоимость. Соответственно, цена арматуры за 1 метр будет намного выше, чем товар, приобретенный в тоннах.

    На тот факт, сколько стоит метр арматуры, влияет и сезонность проведения работ, так как любая стройка зависит от погодных условий. Поэтому в осенне-зимний период цена на арматуру, как и на другие виды строительных материалов, значительно падает. Именно этот период считается наиболее оптимальным для приобретения товара, но при этом следует побеспокоиться о соответствующем его хранении.

    Арматура является важным материалом в современном капитальном строительстве. Это вид металлопроката имеет ряд серьезных качественных характеристик и эксплуатационных требований, регламентированных ГОСТом. Они отображаются в специальных таблицах и нормативах, именуемых сортамент арматуры. Знание его основных показателей и умение проводить правильные расчеты помогут не только приобрести качественный товар, но и значительно сократить затраты на его покупку.

    Таблица арматуры. Санкт-Петербург

    Таблица арматуры

    Компания «Блок Металл» осуществляет распространение в Санкт-Петербурге и других населенных пунктов Северо-Западного региона различных типов арматуры.

    Характеристики арматуры

    Мы стремимся сделать все возможно для упрощения выбора изделий, предлагая вниманию клиентов таблицы, отражающие основные свойства арматуры.

    Прежде всего, стоит обратить внимание на значения, влияющие на качество сцепления изделий с бетоном, представленные ниже:

    Номинальный диаметр, мм Площадь поперечного сечения, см 2 Масса1 м
    теоретическая, кг допускаемое отклонение, проц.
    6 0,283 0,222 +10
    7 0,385 0,302 -9
    8 0,503 0,395
    10 0,785 0,617 +5,5
    12 1,131 0,888 -7
    14 1,54 1,21 +4
    16 2,01 1,58 -6
    18 2,64 2 +3,5
    20 3,14 2,47 -5,5
    22 3,80 2,98 +3
    25 4,91 3,85 -5
    28 6,16 4,83 +3
    32 8,04 6,31 -5
    36 10,18 7,99
    40 12,58 9,87
    45 15,90 12,48
    50 19,63 15,41 +2
    55 23,76 18,65 -4
    60 28,27 22,19
    70 38,48 30,21
    80 50,27 39,46

    Арматурная проволока

    Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения,мм 2 Теоретическая масса I м, кг, классов Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, мм 2 Теоретическая масса I м, кг, классов В — II, Bp-II
    В-I, B-II, Bp-II Bp-I
    3 7,06 0,056 0,052 6 28,3 0,222
    4 12,56 0,099 0,092 7 38,5 0,302
    5 19,63 0,154 0,144 8 50,3 0,395

    Арматурные канаты

    Класс Диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, см 2 Расчетная масса1 м, кг при шаге свивки
    условный Номинальный, Д
    10Д 16Д
    К-7 4,5 4,65 0,127 0,102 0,100
    6 6,20 0,227 0,181 0,173
    7,5 7,75 0,354 0,283 0,279
    9 9,30 0,510 0,407 0,402
    12 12,40 0,906 0,724 0,714
    15 12,50 1,416 1,132 1,116
    Класс Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, см 2 Теоретическая масса1 м, кг
    К-19 14 1,287 1,020
    К-2*7 18 1,019 1,801
    К-2*7 25 1,812 1,428
    К3*7 10 0,381 0,299
    К3*7 13 0,678 0,583
    КЗ*7 16,5 1,062 0,825
    К3*7 20 1,527 1,209
    КЗ* 19 16,5 1,031 0,795
    КЗ* 19 22 1,809 1,419

    Необходимо иметь представление о документах, определяющих характеристики арматуры:

    Вид арматуры и документы, регламентирующие качество Класс Диаметры арматуры, в мм
    Стержневая горячекатаная гладкая, ГОСТ 5781-75 A-I
    Стержневая горячекатаная периодического профиля,ГОСТ 5781-75 A-II
    ГОСТ 5.1459-72 * A-IV, ?т-IVc
    Стержневая термически упрочненная периодического профиля ГОСТ 10884-81 A-IV
    Обыкновенная арматурная проволока гладкая, ГОСТ 6727-80 B-I
    То же, периодического профиля ГОСТ 6727-80 Bp-I
    Высокопрочная арматурная проволока гладкая,ГОСТ 7348-81 B-II
    То же, периодического профиля ГОСТ 7348-81 Bp-II
    Арматурные канаты ГОСТ13840-68 * К-7
    Арматурные канаты ГОСТ 13840-68* К-19

    Условные обозначения: + рекомендуемые к использованию диаметры и классы арматурной эффективной стали, — — исключенные из сортамента диаметры и классы арматурной стали; 0 — сортамент.

    Примечания: 1. Диаметры арматуры приняты согласно сортаменту по соответствующим ГОСТ или ТУ с учетом указаний по области применения различных классов стали; исключенные из сортамента диаметры и классы арматурной стали; 0 — сортамент сталей -по пп. 2.18—2—25 СНиП П-21-75. 2. Сталь класса A-IIIb диаметрами более20 мм, арматурных упрочняемая вытяжкой на предприятиях стройиндустрии, допускается к применению в качестве напрягаемой арматуры при отсутствии арматурной стали более высоких классов. 3. При изготовлении конструкций допускается замена проволоки класса Bp-I на имеющуюся в наличии проволоку класса В-1.

    Важно знать фактический вес арматуры определенного диаметра:

    Таблица веса арматуры

    Вес, кг/м
    6 0,222
    8 0,395
    10 0,617
    12 0,888
    14 1,210
    16 1,580
    18 2,000
    20 2,470
    22 2,980
    25 3,850
    28 4,830
    32 6,310
    36 7,990
    40 9,870
    45 12,480
    50 15,410

    Ознакомление с предложенными таблицами арматуры позволит приобрести продукцию, идеально подходящую для решения конкретных практических задач при минимальных финансовых затратах.

    Область применения арматуры

    Гладкая и рифленая арматура широко используется в строительстве. Из нее изготавливают прочные железобетонные изделия, различные металлические каркасы, сетки и т.д.

    Любая арматура на выгодных условиях

    Компания «БЛОК Металл» готова предложить клиентам арматуру различных типоразмеров. Помимо таблиц с характеристиками арматуры, на сайте имеется каталог с актуальными ценами на всю продукцию.

    Заказывайте качественную арматуру с доставкой по СПб и области! Получить дополнительной информацию о сотрудничестве можно по телефону!

    Сортамент арматуры таблица — Бетонные и железобетонные работы

    Главная » Бетонные и железобетонные работы

    Автор Admin На чтение 2 мин. Просмотров 119 Опубликовано 2012-05-01

    Номинальный диаметр, мм Площадь поперечного сечения, см 2 Масса1 м
    теоретическая, кг допускаемое отклонение, проц.
    6 0,283 0,222 +10
    7 0,385 0,302 ?9
    8 0,503 0,395
    10 0,785 0,617 +5,5
    12 1,131 0,888 ?7
    14 1,54 1,21 +4
    16 2,01 1,58 ?6
    18 2,64 2 +3,5
    20 3,14 2,47 ?5,5
    22 3,80 2,98 +3
    25 4,91 3,85 ?5
    28 6,16 4,83 +3
    32 8,04 6,31 ?5
    36 10,18 7,99
    40 12,58 9,87
    45 15,90 12,48
    50 19,63 15,41 +2
    55 23,76 18,65 ?4
    60 28,27 22,19
    70 38,48 30,21
    80 50,27 39,46
    Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения,мм 2 Теоретическая масса I м, кг, классов Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, мм 2 Теоретическая масса I м, кг, классов В ? II, Bp-II
    В-I, B-II, Bp-II Bp-I
    3 7,06 0,056 0,052 6 28,3 0,222
    4 12,56 0,099 0,092 7 38,5 0,302
    5 19,63 0,154 0,144 8 50,3 0,395
    Класс Диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, см 2 Расчетная масса1 м, кг при шаге свивки
    условный Номинальный, Д
    10Д 16Д
    К-7 4,5 4,65 0,127 0,102 0,100
    6 6,20 0,227 0,181 0,173
    7,5 7,75 0,354 0,283 0,279
    9 9,30 0,510 0,407 0,402
    12 12,40 0,906 0,724 0,714
    15 12,50 1,416 1,132 1,116
    Класс Номинальный диаметр, мм Расчетная площадь поперечного сечения, см 2 Теоретическая масса1 м, кг
    К-19 14 1,287 1,020
    К-2*7 18 1,019 1,801
    К-2*7 25 1,812 1,428
    К3*7 10 0,381 0,299
    К3*7 13 0,678 0,583
    КЗ*7 16,5 1,062 0,825
    К3*7 20 1,527 1,209
    КЗ* 19 16,5 1,031 0,795
    КЗ* 19 22 1,809 1,419
    Вид арматуры и документы, регламентирующие качество Класс Диаметры арматуры, в мм
    Стержневая горячекатаная гладкая, ГОСТ 5781-75 A-I
    Стержневая горячекатаная периодического профиля,ГОСТ 5781-75 A-II
    ГОСТ 5.1459-72 * A-IV, ?т-IVc
    Стержневая термически упрочненная периодического профиля ГОСТ 10884-81 A-IV
    Обыкновенная арматурная проволока гладкая, ГОСТ 6727-80 B-I
    То же, периодического профиля ГОСТ 6727-80 Bp-I
    Высокопрочная арматурная проволока гладкая,ГОСТ 7348-81 B-II
    То же, периодического профиля ГОСТ 7348-81 Bp-II
    Арматурные канаты ГОСТ13840-68 * К-7
    Арматурные канаты ГОСТ 13840-68* К-19

    Условные обозначения: + рекомендуемые к использованию диаметры и классы арматурной эффективной стали, — — исключенные из сортамента диаметры и классы арматурной стали; 0 — сортамент.


    Примечания: 1. Диаметры арматуры приняты согласно сортаменту по соответствующим ГОСТ или ТУ с учетом указаний по области применения различных классов стали; исключенные из сортамента диаметры и классы арматурной стали; 0 — сортамент сталей -по пп. 2.18—2—25 СНиП П-21-75. 2. Сталь класса A-IIIb диаметрами более20 мм, арматурных упрочняемая вытяжкой на предприятиях стройиндустрии, допускается к применению в качестве напрягаемой арматуры при отсутствии арматурной стали более высоких классов. 3. При изготовлении конструкций допускается замена проволоки класса Bp-I на имеющуюся в наличии проволоку класса В-1.

    Сталь, применяемая для арматуры, не должна иметь на поверхности загрязнений и ржавчины.

    Сортамент арматуры, характеристики, вес погонного метра, таблица

    Строительная арматура является популярной разновидностью металлопроката. Ее технические показатели и характеристики регламентируются ГОСТом и находят отражение в соответствующих нормативных таблицах сортамента.

    Классы стальной арматуры

    Изделия из сортового металлопроката разделяют по механическим свойствам и прочности. Для обозначения сортамента применяют литеру «А» с цифровым индексом, указывающим на принадлежность к определенному классу.

    • А1 (AI, А240) – монтажный прокат в виде гладкостенного прута с диаметром профиля 6-40 мм. Используется в производстве ЖБИ, монолитных и сварных несущих конструкций. Арматуру всех видов сечения выпускают в стержнях, упакованных в пачки. Изделия до 12 мм также производят в мотках.
    • А2 (АII, А300) – с рифленым профилем 10-80 мм. Относится к категории силовых элементов, несущих основную нагрузку конструкции. Применяется в строительстве малоэтажных домов, монолитных сооружений, ремонтных работах.
    • А3 (АIII, а400, А500) – прутья с периодическим профилем 6-40 мм. Это наиболее востребованный вид, используется в строительстве объектов жилого, промышленного и коммерческого назначения, производстве ЖБИ, устройстве автомобильных дорог и тротуаров. Все диаметры выпускают в стержнях, сечение до 10 мм дополнительно изготавливают в мотках.
    • А4 (АIV, А600) – рабочего типа, 10-32 мм. Применяются в строительстве напряженных элементов. Внешне похожи на А3, но с меньшей частотой ребер.
    • А5 (А800) – редкий представитель сортамента арматуры, обладает повышенной прочностью. Используется при сооружении крупногабаритных и сверхтяжелых объектов: метро, морские причалы, ГЭС.
    • А6 (А1000) – изготавливается из термоустойчивой стали. Обладает повышенной сопротивляемостью к различным деформациям. Подходит для многоэтажного строительства.

    Существует дополнительная маркировка, содержащая информацию об особых свойствах стального сортамента.

    • С – возможность сваривания. Литера «С» добавляется в окончание основного шифра, например, а500с.
    • К – повышенная стойкость арматуры к коррозийному растрескиванию поверхности при различных напряжениях. Такие пруты покрывают специальным защитным составом, препятствующим окислению металла.
    • СК – свариваемые антикоррозийные прутья.
    • Т – добавляется в маркировку редких классов (А600, А1000) и свидетельствует о специальной обработке стальной основы.

    В конце шифра указывают диаметр, окончательная маркировка выглядит таким образом: а400с Ø14.

    Перед сооружением стального каркаса делают предварительный расчет нагрузки на него, исходя из полученных данных подбирают стержни определенного диаметра. Для этого удобно пользоваться таблицей сечений. Частным застройщикам проще делать расчеты металлопроката в метраже или количестве, а торговые компании зачастую указывают цены за тонну. Для правильного перевода длины в массу можно воспользоваться таблицей веса арматуры.

    Чтобы не тратить много времени на поиск прокатной маркировки и сортировку стальных прутьев, их концы покрывают несмываемым красителем. Соответствие цвета каждому классу отражается в специальной таблице.

    Класс Цвет
    А400С Белый
    А500С Белый+синий
    Ат600 Желтый
    Ат600С Желтый+белый
    Ат600К Желтый +красный
    Ат800 Зеленый
    Ат800К Зеленый + красный
    Ат1000 Синий
    Ат1000К Синий + красный
    Ат1200 Черный

    ГОСТы, регламентирующие нормативные характеристики арматуры, содержат перечень разных параметров, объединяемых понятием сортамент. Его представляют в форме таблицы, содержащей данные по площади поперечного сечения и весу погонного метра для всех диаметров металлопроката.

    № профиля (диаметр прута), мм Площадь поперечного сечения, см2 Вес, кг/пог.м.
    6 0,283 0,222
    8 0,503 0,395
    10 0,785 0,617
    12 1,131 0,888
    14 1,54 1,21
    16 2,01 1,58
    18 2,54 2,0
    20 3,14 2,47
    22 3,8 2,98
    25 4,91 3,85
    28 6,16 4,83
    32 8,04 6,31
    36 10,18 7,99
    40 12,57 9,87
    45 15,00 12,48
    50 19,63 15,41
    55 23,76 18,65
    60 28,27 22,19
    70 38,48 30,21
    80 50,27 39,46

    1.2.4. Классификация арматуры по основным характери­стикам. Сортамент арматуры

    По
    виду применяемой арматуры различают
    железобетон с гибкой арматурой в виде
    стальных стержней круглого или
    периодическо­го профиля сравнительно
    небольших диаметров (до 40 мм включи­тельно)
    и конструкции с несущей или жёсткой
    арматурой. К жёст­кой арматуре относится
    профильная прокатная сталь (уголкового,
    швеллерного и двутаврового сечения) и
    горячекатаные стержни диа­метром
    более 40 мм. Основным видом арматуры
    является гибкая.

    Вся
    арматура, используемая в железобетоне,
    по своим основным характеристикам
    делится на ряд классов, причём в один
    класс мо­жет входить арматура из
    сталей нескольких марок.

    Основным
    нормируемым и контролируемым показателем
    качества стальной арматуры является
    класс арматуры по прочности на растяжение,
    обозначаемый:

    А
    – для горячекатаной и термомеханически
    упрочненной арматуры;

    В
    – для холоднодеформированной арматуры;

    К
    – для арматурных канатов.

    Класс
    арматуры соответствует гарантированному
    значению предела текучести (физического
    или условного) в МПа, устанавливаемому
    в соответствии с требованиями стандартов
    и технических условий, и принимается в
    пределах от A 240 до A 1500, от B 500 до B 2000 и от
    K 1400 до K 2500.

    Классы
    арматуры следует назначать в соответствии
    с их параметрическими рядами, установленными
    нормативными документами.

    Кроме
    требований по прочности на растяжение
    к арматуре предъявляют требования по
    дополнительным показателям, определяемым
    по соответствующим стандартам:
    свариваемость, выносливость, пластичность,
    стойкость к коррозионному растрескиванию,
    релаксационная стойкость, хладостойкость,
    стойкость при высоких температурах,
    относительное удлинение при разрыве и
    др.

    К неметаллической
    арматуре (в том числе фибре) предъявляют
    также требования по щелочестойкости и
    адгезии к бетону.

    Дадим краткие
    характеристики арматуры перечисленных
    клас­сов.

    Арматуру
    класса A240
    изготовляют из стали марки Ст3. Она имеет
    гладкую цилиндрическую поверхность и
    применяется глав­ным образом в качестве
    монтажной арматуры, хомутов, поперечных
    стержней; из неё изготавливают монтажные
    петли. Хорошо свари­вается. Прокатывается,
    начиная с диаметра 6 мм (σv
    =
    230
    МПа, σu
    =
    380
    МПа и δ
    25%).

    Остальные
    классы стержневой арматуры представляют
    собой стальные стержни, поверхность
    которых имеет периодический про­филь.
    Выступы, имеющиеся на поверхности
    стержней периодиче­ского профиля,
    резко (в 2…3 раза) повышают сцепление
    арматуры с бетоном и уменьшают ширину
    раскрытия трещин в бетоне растя­нутой
    зоны.

    Например,
    для арматуры класса А300 периодический
    профиль имеет вид, показанный на рис.
    19, а. Как видно из этого рисунка, арматура
    класса А300 представляет собой круглые
    стержни с часто расположенными выступами
    и с двумя продольными рёбрами.

    Арматура
    класса А300 хорошо сваривается и
    используется в каче­стве рабочей в
    обычном железобетоне. Для её изготовления
    исполь­зуются стали марок Ст5, 10ГТ,
    18Г2С. Прокатывается, начиная с номинального
    диаметра 10 мм. Основные её характеристики
    σу
    =
    300
    МПа, σи
    = 500 МПа и δ

    19%.

    Рис.
    19. Арматура периодического профиля:

    а,
    б – стержневая; в – проволочная

    Арматура
    класса A400
    имеет на своей поверхности выступы,
    об­разующие «ёлочку» (рис. 19, 6). Эта
    арматура является основной рабочей
    арматурой в обычном железобетоне. Хорошо
    сваривается. Выпускается диаметрами
    6, 8, 10 мм в мотках массой до 1300 кг и
    диаметрами 12…40 мм в прутках длиной до
    13,2 м. Изготавливается из низколегированной
    стали марок 18Г2С, 35ГС, 25Г2С по усмотре­нию
    завода-изготовителя. Для неё σу
    =
    400
    МПа, σи
    =
    600
    МПа и δ
    14%.

    В
    обозначениях марок стали отражается
    содержание в них угле­рода и легирующих
    добавок. Например, в марке стали 25Г2С
    первые две цифры обозначают содержание
    в стали углерода в сотых долях процента
    (0,25%), буква Г – что сталь легирована
    марганцем, цифра 2 – что его содержание
    может достигать 2%, а буква С – наличие
    в стали кремния. Буквой X
    обозначается хром, Т – титан, Ц
    – цирконий и т.д.

    Обыкновенная
    низкоуглеродистая проволока класса
    В500 (ГОСТ 6727-80) выпускается диаметрами
    3, 4, 5 мм. Изготовляют её во­лочением
    катанки из низкоуглеродистой стали
    группы Ст2 – Ст3 и используют преимущественно
    в сварных изделиях – сетках и кар­касах;
    σи
    =
    550…525
    МПа в зависимости от диаметра, а σу
    и
    δ
    не
    нормируются.

    Периодический
    профиль проволоки класса В500 (рис. 19, в)
    об­разуется расположенными на её
    поверхности вмятинами (рифами). Размеры
    вмятин зависят от диаметра проволоки.
    Проволока хоро­шо сваривается, что
    позволяет использовать её для изготовления
    арматурных изделий.

    Класс
    арматурной стали при проектировании
    выбирается в зависимости от типа
    конструкции, условий ее возведения и
    эксплуатации.

    При
    проектировании железобетонных конструкций
    пользуются сортаментом арматуры.
    Сортамент арматурной стали – это
    перечень типоразмеров каждого вида
    арматурных стержней, выпускае­мых в
    настоящее время металлургической
    промышленностью. В стране существует
    единый сор­тамент для гладкой арматуры
    и арматуры периодического профиля. Он
    со­ставлен по номинальным диаметрам
    стержней, выраженным в мм. Номинальный
    диаметр гладкого стержня совпадает с
    его фактиче­ским диаметром. Для
    стержневой арматуры периодического
    профи­ля номинальный диаметр (номер)
    стержня, указанный в сортаменте,
    соответствует диаметру гладкого круглого
    стержня, равновеликого ему по площади
    поперечного сечения. Например, арматурный
    стер­жень, расчётный номинальный
    диаметр которого равен 20 мм (см. рис. 19,
    а, б), имеет наружный диаметр (по выступам)
    22 мм и внут­ренний (по телу) – 19 мм, а
    высота выступов на его поверхности
    равна h
    = 0,5(d1d)
    = 0,5(22–19) = 15 мм.

    Сортамент арматуры вес от диаметра

    Строительная арматура является популярной разновидностью металлопроката. Ее технические показатели и характеристики регламентируются ГОСТом и находят отражение в соответствующих нормативных таблицах сортамента.

    Классы стальной арматуры

    Изделия из сортового металлопроката разделяют по механическим свойствам и прочности. Для обозначения сортамента применяют литеру «А» с цифровым индексом, указывающим на принадлежность к определенному классу.

    • А1 (AI, А240) – монтажный прокат в виде гладкостенного прута с диаметром профиля 6-40 мм. Используется в производстве ЖБИ, монолитных и сварных несущих конструкций. Арматуру всех видов сечения выпускают в стержнях, упакованных в пачки. Изделия до 12 мм также производят в мотках.
    • А2 (АII, А300) – с рифленым профилем 10-80 мм. Относится к категории силовых элементов, несущих основную нагрузку конструкции. Применяется в строительстве малоэтажных домов, монолитных сооружений, ремонтных работах.
    • А3 (АIII, а400, А500) – прутья с периодическим профилем 6-40 мм. Это наиболее востребованный вид, используется в строительстве объектов жилого, промышленного и коммерческого назначения, производстве ЖБИ, устройстве автомобильных дорог и тротуаров. Все диаметры выпускают в стержнях, сечение до 10 мм дополнительно изготавливают в мотках.
    • А4 (АIV, А600) – рабочего типа, 10-32 мм. Применяются в строительстве напряженных элементов. Внешне похожи на А3, но с меньшей частотой ребер.
    • А5 (А800) – редкий представитель сортамента арматуры, обладает повышенной прочностью. Используется при сооружении крупногабаритных и сверхтяжелых объектов: метро, морские причалы, ГЭС.
    • А6 (А1000) – изготавливается из термоустойчивой стали. Обладает повышенной сопротивляемостью к различным деформациям. Подходит для многоэтажного строительства.

    Существует дополнительная маркировка, содержащая информацию об особых свойствах стального сортамента.

    • С – возможность сваривания. Литера «С» добавляется в окончание основного шифра, например, а500с.
    • К – повышенная стойкость арматуры к коррозийному растрескиванию поверхности при различных напряжениях. Такие пруты покрывают специальным защитным составом, препятствующим окислению металла.
    • СК – свариваемые антикоррозийные прутья.
    • Т – добавляется в маркировку редких классов (А600, А1000) и свидетельствует о специальной обработке стальной основы.

    В конце шифра указывают диаметр, окончательная маркировка выглядит таким образом: а400с Ø14.

    Перед сооружением стального каркаса делают предварительный расчет нагрузки на него, исходя из полученных данных подбирают стержни определенного диаметра. Для этого удобно пользоваться таблицей сечений. Частным застройщикам проще делать расчеты металлопроката в метраже или количестве, а торговые компании зачастую указывают цены за тонну. Для правильного перевода длины в массу можно воспользоваться таблицей веса арматуры.

    Чтобы не тратить много времени на поиск прокатной маркировки и сортировку стальных прутьев, их концы покрывают несмываемым красителем. Соответствие цвета каждому классу отражается в специальной таблице.

    Арматура – стальное изделие для усиления бетонных сооружений. Ее используют при устройстве фундаментов и несущих конструкций: перемычек, плит перекрытия, колонн, балок и арок.

    Основным стандартом, регулирующим производство сортамента арматуры, является ГОСТ 5781-81. Строительная арматура сортамента А500С и В500С регламентируется обновленным ГОСТом 52544-2006.

    Поделись ссылкой – это лучший мотиватор для нас

    Сортамент арматуры: правильный выбор как гарантия надежности и долговечности конструкции

    ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

    Pipeline valves. General safety requirements

    Дата введения 2011-01-01

    Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

    Сведения о стандарте

    1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА») и Некоммерческой организацией «Научно-промышленная ассоциация арматуростроителей» (НО «НПАА»)

    2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 259 «Трубопроводная арматура и сильфоны»

    3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1057-ст

    4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

    Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

    1 Область применения

    1 Область применения

    Настоящий стандарт распространяется на трубопроводную арматуру и приводные устройства к ней и устанавливает общие требования безопасности при ее проектировании, изготовлении, монтаже, эксплуатации, ремонте, транспортировании, хранении и утилизации.

    2 Нормативные ссылки

    В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

    ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

    ГОСТ Р 15.201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство

    ГОСТ Р ЕН 13463-1-2009 Оборудование неэлектрическое, предназначенное для применения в потенциально взрывоопасных средах. Часть 1. Общие требования

    ГОСТ Р 50891-96 Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия

    ГОСТ Р 51317.2.4-2000 (МЭК 61000-2-4-94) Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий

    ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования

    ГОСТ Р 51901.12-2007 (МЭК 60812:2006) Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов

    ГОСТ Р 52543-2006 (ЕН 982:1996) Гидроприводы объемные. Требования безопасности

    ГОСТ Р 52720-2007 Арматура трубопроводная. Термины и определения

    ГОСТ Р 52760-2007 Арматура трубопроводная. Требования к маркировке и отличительной окраске

    ГОСТ Р 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования

    ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

    ГОСТ Р 52857.3-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

    ГОСТ Р 52857.4-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

    ГОСТ Р 52857.5-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок

    ГОСТ Р 52857.6-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках

    ГОСТ Р 52869-2007 (ЕН 983:1996) Пневмоприводы. Требования безопасности

    ГОСТ Р 53402-2009 Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний

    ГОСТ Р 53671-2009 Арматура трубопроводная. Затворы и клапаны обратные. Общие технические условия

    ГОСТ Р 53673-2009 Арматура трубопроводная. Затворы дисковые. Общие технические условия

    ГОСТ Р МЭК 60079-0-2007 Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования

    ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

    ГОСТ 2.602-95 Единая система конструкторской документации. Ремонтные документы

    ГОСТ 2.610-2006 Единая система конструкторской документации. Правила выполнения эксплуатационных документов

    ГОСТ 9.908-85 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости

    ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

    ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

    ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

    ГОСТ 12.1.019-79* Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
    ______________
    * На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 12.1.019-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

    ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

    ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

    ГОСТ 12.2.052-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование, работающее с газообразным кислородом. Общие требования безопасности

    ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности

    ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

    ГОСТ 12.3.019-80 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности

    ГОСТ 27.002-89* Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения
    ______________
    * На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 27.002-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

    ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие. Ряды

    ГОСТ 1639-93* Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия
    ______________
    * На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 1639-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

    ГОСТ 2171-90 Детали, изделия, полуфабрикаты и заготовки из цветных металлов и сплавов. Обозначение марки

    ГОСТ 2787-75 Металлы черные вторичные. Общие технические условия

    ГОСТ 5761-2005 Клапаны на номинальное давление не более 250. Общие технические условия

    ГОСТ 5762-2002 Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более 250. Общие технические условия

    ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

    ГОСТ 9544-2005 Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов

    ГОСТ 12893-2005 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия

    ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

    ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка

    ГОСТ 21345-2005 Краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более 250. Общие технические условия

    ГОСТ 21744-83 Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия

    ГОСТ 30774-2001* Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Паспорт опасности отходов. Основные требования
    ______________
    * На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53691-2009&nbsp, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

    ГОСТ 31294-2005 Клапаны предохранительные прямого действия. Общие технические условия

    Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

    3 Термины, определения и сокращения

    3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52720, ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:

    3.1.1 безопасность арматуры: Состояние арматуры, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений, вследствие критического отказа арматуры или контакта с арматурой или ее рабочей средой при безотказном функционировании арматуры.

    3.1.2 категория испытаний: Вид испытаний, характеризуемый организационным признаком их проведения и принятием решений по результатам оценки объекта в целом.

    3.1.3 контрольные испытания: Испытания, проводимые на различных стадиях жизненного цикла арматуры в целях установления соответствия ее требованиям нормативных документов.

    3.1.4 критерий предельного состояния по отношению к критическому отказу арматуры: Совокупность признаков или отдельный признак, свидетельствующие о потенциальной возможности наступления критического отказа арматуры.

    3.1.5 критический отказ арматуры: Отказ арматуры, возможными последствиями которого явятся причинение вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений.

    3.1.6 опасные вещества: Воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные вещества и вещества, представляющие опасность для окружающей среды [1].

    3.1.7 показатели назначения: Основные технические данные и характеристики арматуры, определяющие возможность ее безопасного применения в конкретных условиях эксплуатации.

    3.1.8 показатели надежности: Показатели, характеризующие способность арматуры выполнять требуемые функции в заданных режимах условий эксплуатации.

    3.1.9 предельное состояние арматуры по отношению к критическим отказам: Состояние арматуры, при достижении которого ее дальнейшая эксплуатация недопустима в связи с возможностью наступления критического отказа.

    3.1.10 вероятность безотказной работы по отношению к критическим отказам: Вероятность того, что в пределах заданной наработки (назначенного срока службы, назначенного ресурса) критический отказ арматуры не возникнет.

    3.1.11 проектировщик системы: Юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, разрабатывающие проектную и эксплуатационную документацию на системы (технологические линии, взаимосвязанные производственным циклом установки), в которых применяется арматура.

    3.1.12 разработчик арматуры: Юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, разрабатывающие конструкторскую и эксплуатационную документацию на арматуру.

    3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

    АС — атомная станция;

    ЗИП — запасной инструмент и приспособления;

    КД — конструкторская документация;

    ПС — паспорт;

    РЭ — руководство по эксплуатации;

    ТУ — технические условия;

    НД — нормативная документация;

    ЭД — эксплуатационная документация.

    4 Опасность арматуры и меры безопасности

    4.1 Опасность арматуры

    4.1.1 Арматура может представлять собой опасность как в результате ее критического отказа, так и при безотказном выполнении функции по назначению.

    4.1.2 Опасность нанесения вреда жизни и здоровью граждан, окружающей среде, жизни и здоровью животных, имуществу физических и юридических лиц, исходящая от арматуры в результате ее критического отказа, заключается:

    — в разрушении арматуры;

    — в потере герметичности по отношению к внешней среде;

    — в разрушении трубопроводной системы из-за невыполнения арматурой функций по назначению.


    4.1.3 Опасность нанесения вреда жизни и здоровью граждан, окружающей среде, жизни и здоровью животных, имуществу физических и юридических лиц, исходящая от арматуры при безотказном выполнении функции по назначению, заключается:

    — в нанесении вреда в результате воздействия на них со стороны арматуры (термическая, химическая, радиационная, электрическая, механическая опасности, шум, вибрация);

    — в нанесении вреда при срабатывании арматуры со сбросом рабочей среды непосредственно в атмосферу (термическая, химическая, радиационная, экологическая, механическая опасности);

    — в нанесении вреда при нарушении техники безопасности в процессе эксплуатации изделия.

    4.2 Возможные отказы и критерии предельных состояний

    4.2.1 К потенциально возможным отказам арматуры относятся:

    — потеря прочности корпусных деталей и сварных швов;

    — потеря плотности материалов корпусных деталей и сварных швов;

    — потеря герметичности по отношению к внешней среде по уплотнениям неподвижных (прокладочных и беспрокладочных) соединений корпусных деталей, подвижных соединений (сальников, сильфонов, мембран и др.);

    — потеря герметичности затвора сверх допустимых пределов;

    — невыполнение функций по назначению.

    Критичность отказа арматуры определяет проектировщик системы, в которой применяют арматуру, в зависимости от вероятности (частоты) проявления отказа и тяжести его последствий на месте эксплуатации. Анализ видов, последствий и критичности отказов проводят в соответствии с ГОСТ Р 51901.12.

    4.2.2 К критериям предельного состояния арматуры относятся:

    — начальная стадия нарушения целостности корпусных деталей (потение, капельная течь, газовая течь);

    — недопустимое изменение размеров элементов по условиям прочности и функционирования арматуры;

    — потеря герметичности в разъемных соединениях, не устранимая их подтяжкой расчетным крутящим моментом;

    — возникновение трещин на основных деталях арматуры;

    — наличие шума от протекания рабочей среды через затвор или обмерзания (образования инея) на корпусе со стороны выходного патрубка при положении арматуры «закрыто», свидетельствующих об утечке через затвор запорной или предохранительной арматуры;

    — увеличение крутящего момента при управлении арматурой до значений выше норм, указанных в таблице 3, 6.1.7, ЭД и ТУ.

    Предельные состояния арматуры предшествуют ее отказам.

    4.3 Меры для обеспечения безопасности арматуры

    4.3.1 Арматура должна соответствовать требованиям настоящего стандарта, стандартов на конкретные типы и виды арматуры, КД и правилам безопасности федеральных надзорных органов для систем, в составе которых эксплуатируется арматура.

    4.3.2 При обеспечении безопасности арматуры на всех этапах ее жизненного цикла необходимо:

    — устранить или уменьшить опасности в той степени, в которой это реально осуществимо на практике;

    — использовать соответствующие меры защиты от опасностей, которых нельзя избежать;

    — сообщать проектировщикам систем и потребителям арматуры об остаточных опасностях, указывая соответствующие специальные меры для их уменьшения.

    4.3.3 Безопасность арматуры в отношении различных видов опасности, связанных с критическими отказами арматуры, должна быть обеспечена:

    — механическая безопасность:

    а) применением материалов основных деталей арматуры, работающих под давлением, выбранных с учетом параметров и условий эксплуатации, а также с учетом опасности, исходящей от рабочей среды;

    б) проведением расчетов на прочность с использованием верифицированных программ и обеспечением необходимых запасов прочности для основных элементов конструкции арматуры с учетом условий ее эксплуатации (рабочих давлений, температуры рабочей среды, климатических условий, возможного эрозионного и коррозионного воздействия рабочей среды, сейсмических и других внешних воздействий);

    в) применением узлов и деталей, апробированных и/или подтвержденных испытаниями конструктивных решений;

    г) герметичностью арматуры относительно внешней среды;

    — термическая безопасность:

    а) герметичностью относительно внешней среды;

    б) проведением сборки/монтажа в соответствии с регламентируемыми процедурами;

    — химическая безопасность:

    а) герметичностью относительно внешней среды, выбором и подтверждением при испытании для запорной арматуры соответствующего класса герметичности в затворе;

    б) выбором запасов прочности арматуры с учетом скорости коррозии материалов деталей арматуры, находящихся под давлением и в контакте с рабочей средой;

    в) подтверждением прочности и плотности материалов, сварных швов и соединений испытаниями;

    — электрическая безопасность:

    а) проектированием и применением электрооборудования для арматуры в соответствии с показателями назначения (в части напряжения, рода тока и др.);

    б) заземлением корпусных деталей электрооборудования арматуры с соблюдением требований специальных правил;

    — взрывобезопасность:

    а) применением электрооборудования соответствующего уровня взрывозащиты, подтвержденного в установленном порядке;

    б) применением искробезопасных материалов сопрягаемых деталей для арматуры, работающей на взрывоопасных средах;

    в) предусмотрением в конструкции устройств для снятия статического электричества и отвода блуждающих грунтовых токов;

    — пожарная безопасность:

    а) применением в конструкции арматуры огнестойких материалов;

    б) герметичностью относительно внешней среды;

    в) проведением специальных испытаний на огнестойкость;

    — промышленная безопасность:

    а) проектированием арматуры в соответствии с ее функциональным назначением и с учетом нагрузок, которые могут возникнуть при ее эксплуатации, установлением требований к надежности и безопасности арматуры с учетом обеспечения надежности и безопасности систем, в которых она будет эксплуатироваться;

    б) разработкой ЭД (ПС и РЭ, ведомость ЗИП);

    в) установлением в ЭД показателей, характеризующих безопасность для арматуры, отказы которой в условиях эксплуатации классифицируются как критические;

    г) введением в ЭД перечня возможных критических отказов и критериев предельных состояний арматуры;

    д) наличием обязательных знаков маркировки;

    е) проведением всей совокупности испытаний (предварительных, приемочных и др.), подтверждающих требуемые характеристики арматуры;

    ж) уровнем технологических процессов изготовления арматуры и систем производственного контроля, обеспечивающим требуемые показатели безотказности арматуры;

    з) организацией и осуществлением производственного контроля;

    и) эксплуатацией арматуры в соответствии с требованиями НД и ЭД;

    к) предоставлением потребителю информации о материальном составе изделия, выполненных видах термической обработки, проведенных гидравлических, пневматических и механических испытаниях и неразрушающего контроля;

    — радиационная безопасность:

    а) герметичностью относительно внешней среды, выбором и подтверждением при испытании для запорной арматуры соответствующего класса герметичности затвора;

    б) выбором запасов прочности арматуры по расчету с учетом скорости коррозии материалов деталей арматуры, находящихся под давлением и в контакте с рабочей средой.

    4.3.4 Безопасность арматуры в отношении различных видов опасности, не связанных с отказами арматуры, должна быть обеспечена:

    — механическая безопасность:

    а) отсутствием на наружных поверхностях арматуры острых выступающих частей и кромок;

    б) защитой персонала от движущихся частей арматуры и приводов (исполнительных механизмов);

    в) креплением арматуры для защиты ее от срыва или смещения при возникновении значительных реактивных сил от сбрасываемой рабочей среды, при вероятности сейсмического воздействия на арматуру, а также для снятия нагрузок на арматуру от воздействия трубопровода;

    — термическая безопасность:

    а) термоизоляцией арматуры или установкой ограждений, использованием средств индивидуальной защиты обслуживающего персонала для арматуры, устанавливаемой в обслуживаемом помещении, с температурой рабочей среды выше 50 °С или ниже минус 40 °С;

    б) конструктивным исполнением, обеспечивающим снижение температуры арматуры в местах возможного контакта при обслуживании. Температура металлических поверхностей арматуры при наличии возможного (непреднамеренного) контакта открытого участка кожи с ними должна быть не ниже 4 °С и не выше 40 °С;

    — химическая безопасность:

    а) выбором материалов, применяемых для изготовления деталей и узлов арматуры, которые не выделяют вредных химических веществ в опасных концентрациях при нормальных условиях эксплуатации и в проектных аварийных ситуациях;

    б) промывкой и применением средств защиты персонала в процессе технического обслуживания, ремонта и утилизации арматуры;

    — электрическая безопасность:

    а) защитой от электростатических разрядов при опасности их возникновения;

    б) периодическими проверками сопротивления изоляции;

    — защита от шума:

    а) конструктивным исполнением проточной части арматуры, снижающим в максимально возможной степени шум, возникающий при прохождении потока рабочей среды через затвор арматуры;

    б) применением шумопоглощающей звукоизоляции арматуры;

    в) использованием средств шумопоглощающей звукоизоляции помещений, в которых эксплуатируется арматура, и средств индивидуальной защиты обслуживающего персонала;

    — защита от вибрации:

    а) конструктивным исполнением проточной части арматуры, снижающим в максимально возможной степени вибрации, возникающие при прохождении потока рабочей среды через затвор арматуры;

    б) применением устройств, поглощающих вибрацию;

    — радиационная безопасность:

    а) выбором нерадиоактивных материалов для деталей арматуры;

    б) дезактивацией арматуры при ее ремонте и утилизации и максимально возможным удалением дезактивирующих растворов при наружной дезактивации;

    в) применением средств защиты персонала в процессе технического обслуживания, ремонта и утилизации арматуры.

    5 Показатели арматуры для обеспечения безопасности

    В ТУ, КД и ЭД должны быть приведены показатели (характеристики) и технические требования, выполнение которых позволит обеспечить безопасность арматуры в течение заданного срока службы и ресурса, в том числе:

    — показатели назначения (в том числе показатели энергетической эффективности);

    — показатели надежности;

    — показатели, характеризующие безопасность;

    — возможные отказы и критерии предельных состояний.

    5.1 Показатели назначения

    5.1.1 Основными показателями назначения арматуры являются:

    — вид арматуры (функциональное назначение) — в соответствии с ГОСТ Р 52720;

    — диаметр номинальный;

    — давление номинальное (или давление рабочее, или давление расчетное);

    — наименование и параметры рабочей среды:

    а) химический состав и фазовое (агрегатное) состояние;

    б) диапазон температур;

    в) классификация рабочей среды по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.044 по группе технологических трубопроводов согласно [35] и по категории трубопроводов пара и горячей воды согласно [47];

    — климатическое исполнение (с параметрами окружающей среды);

    — категория взрывобезопасности;

    — виды и параметры внешних воздействий (в том числе сейсмическое, огневое);

    — герметичность затвора;

    — гидравлические характеристики (в соответствии с приложением Б);

    — время срабатывания (для отсечной арматуры);

    — давление настройки (для предохранительных клапанов).

    Показателями энергетической эффективности арматуры являются гидравлические характеристики, силовые характеристики арматуры (момент или усилие, необходимые для управления), а также мощность электродвигателя (электромагнита) привода.

    5.2 Показатели надежности

    5.2.1 Перечень показателей надежности, позволяющих обеспечить безопасность арматуры за счет возможности своевременного проведения регламентных работ по техническому обслуживанию, ремонту и выводу арматуры из эксплуатации, приведен в таблице 1.

    Таблица 1 — Показатели надежности

    для арматуры, отказ которой может быть критическим

    Гарантия надежности

    Залог прочности — основательный фундамент. Как непрофессиональному строителю создать дом на века? Как не ошибиться в проекте постройки? «МеталлХолдинг» знает ответ: Вам поможет ста льная арматура. Укрепите конструкцию металлическими прутьями для колоссальной стойкости и долговечности здания!

    Технология стойкости

    Надежная арматура — результат правильного подхода к сплаву и производству прута. Огромный диаметр или внуш ительные размеры не гарантируют надежность так, как техника изготовления.

    4 шага к стойкости:

    внедрение углерода, кремния, марганца, хрома — бескомпромиссное усилие на разрыв;

    добавление марганца — оптимальное сочетание пластичности и надежности сплава;

    холодный способ вытяжки — технология для толстого стержня;

    улучшение свариваемости — соединение без трещин.

    Готовое изделие уникально сочетает стабильность, пластичность и стойкость к сварке. Арматура создает мощнейший фундамент с бесконечным сроком службы. В тандеме с качественной бетонной смесью пруты формируют вечное основание для конкретных целей. Сферы применения металлопрокатных конструкций.

    Гражданское строительство — укрепленные арматурой железобетонные плиты-перекрытия и панельные конструкции ускоряют процесс возведения сооружений;

    Промышленные здания — пруты увеличенного диаметра реализуются в перекрытиях и каркасах. Создайте безопасную и надежную производственную площадку!

    Толщина металлопроката варьируется от 12 до 25 миллиметров. Укрепление как небольших ограждений частных домов, так и многоэтажных жилых массивов не проблема. Армирование — уникальная технология. Выполненное с ее помощью изделие превосходит по прочности на разрыв и растяжению все возможные архаичные аналоги — трубы, сетку, листы, проволоку, рельсы. Создавайте безопасность с современным металлопрокатом уже сейчас!

    Как укрепить фундамент

    Более 20 лет направленных усилий на качественный металлопрокат и безопасность строений задали компании «МеталлХолдинг» точное направление. Наши ориентиры — надежная технология, индивидуальная разработка проекта, повышение планки ассортимента и качества.

    Как мы делаем здания стойкими:

    поставка от проверенных производителей;

    прозрачный ценник — взаимовыгодное сотрудничество с клиентом. Вы хотите получить армированный комплекс, мы — продать изделия и привезти новый ассортимент;

    товары под Ваш индивидуальный проект — балка, труба металлопрофиль, кровельные материалы и много другое.

    Оперативная доставка — машиной или поездом по всей России и Белоруссии!

    Как сделать фундамент крепким?

    Убедитесь в металлической прочности лично — г. Владимир, ул. Производственная,2.

    Позвоните по номеру 8(4922) 52 22 07 или 8(4922) 52-22-15, и мы решим вопрос вместе.

    Стальная арматура

    Стальная арматура – гарантия долговечности конструкции


    Бетонные конструкции и стальная арматура – понятия неразделимые, когда речь идет о надежности и прочности. Строительные сооружения из бетона должны выдерживать принимающую нагрузку, усадку фундамента конструкции и проч. Бетон состоит из цемента, песка, а также наполнителя различной крупности для придания цепкости. При заливке фундаментов, перемычек и др. стальная арматура обеспечивает надежное скрепление конструкции. Сталь характеризуется большей степенью прочности, поэтому стойко выдерживает растягивающие или сжимающие усилия, именно поэтому использование стальной арматуры увеличивает прочность бетонной конструкции в несколько раз.

    В строительстве стальная арматура делится на гибкую и жесткую. Гибкая арматура благодаря легкому изменению формы используется для закрепления углов и переходов железобетонных строений, чем обеспечивается целостность конструкций. Гибкая арматура представлена стальными сетками, каркасами и отдельными стержнями как гладкого, так и периодического профиля. Жесткая арматура представлена швеллерами, уголками и прокатными двутаврами.

    Существует государственный стандарт, по которому изготавливается стальная арматура — ГОСТ 5781-82. В соответствии с ним, она подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднокатаную проволочную.

    В зависимости от способов укладки в бетонной конструкции, стальная арматура выполняет различные функции. При поперечной укладке она не допускает образование трещин из-за неравнозначных напряжений по опоре, а также связывает бетон в растянутой зоне. Продольная укладка арматуры не допускает появления вертикальных трещин, а также обеспечивает невосприимчивость бетонной конструкции к растягивающим напряжениям.

    В железобетонных конструкциях стальная арматура может применяться двумя способами: напрягаемым и ненапрягаемым. Применение ненапрягаемой арматуры характерно для обыкновенных конструкций. При этом отметим, что для обеспечения необходимой прочности требуется большее количество ненапрягаемой арматуры, нежели напрягаемой. Последняя подвергается предварительному напряжению и закреплению по периметру конструкции, а затем заливается бетоном. Использование напрягаемой арматуры обеспечивает большую прочность строительного объекта в целом и экономит средства бюджета.

    Согласно государственному стандарту, стальная арматура производится из углеродистой, низколегированной стали различных марок. В зависимости от характеристик исходного материала, методов производства арматуры, а также вхождения в состав материала марганца, кремния, хрома и др. элементов, определяется прочность арматуры, выраженная в классах.

    Как происходит контроль качества строительной арматуры?

    Контроль качества в мастерских и цехах

    Если перед вами стоит задача выбрать и купить арматуру для возведения каркаса здания, полезно будет узнать о том, как именно выполняется контроль качества металлопроката.

    Контроль качества арматуры осуществляется практически на всех этапах ее производства. Все начинается с проверки исходного сырья – стали, а также с проверки прокатного оборудования. Это так называемый предварительный контроль. Есть также такое понятие, как текущий контроль. Он нужен для того, чтобы технология производства соответствовала всем нормам. Основой для большинства изделий служит стальной лист, который также подвергается тщательной проверке.

    Перед тем как арматура будет отправлена на склад, она проверяется на устойчивость к растяжению и прочность. Испытания проходят в соответствии с ГОСТами. Стальную арматуру проверяют в холодном состоянии. Существует два типа методов проверки качества прутков – разрушающие и неразрушающие.

    Неразрушающий контроль – это, главным образом, поштучный осмотр внешнего вида изделий. Внешний контроль арматуры подразумевает не только изучение поверхности прутка, но и проверку эксплуатационных характеристик свойств арматуры. Если изделия имеют какие-либо дефекты, то они исключаются из партии.

    После прохождения всех этапов контроля качества выписывается сертификат. Это документ, который подтверждает, что изделия полностью соответствуют государственным стандартам. Прежде чем купить арматуру, нужно удостовериться в наличии такого сертификата.

    Контроль качества арматуры на строительных площадках

    Далее арматура в виде отдельных прутков или сеток поступает на строящийся объект. Мастер, ответственный за прием этих изделий, разделяет их на партии в зависимости от марок стали и диаметра прутков. При приеме мастер должен руководствоваться СНиП III-15-76. Этот же документ регламентирует контроль качества.

    Арматуру принимают по сертификатам, сверяя такие показатели, как диаметр, марка стали и вид арматуры с требованиями, которые прописаны в чертежах проекта.

    Таким образом, контроль качества арматуры является комплексным, то есть начинается с проверки сырья и заканчивается сверкой с сертификатом при поступлении готовой продукции на строительную площадку.

    Сортамент и применение арматуры

    Отрасль современного строительства сложно представить без такого типа металлопроката, как арматура. Изначально данные прутья использовали как укрепление бетонных конструкций и, соответственно, получения железобетонных соединений и перекрытий, однако на сегодняшний день сфера использования арматуры существенно расширились, а рынок предлагает сразу несколько разновидностей данного материала.

    Особенности изготовления арматурных прутьев

    Арматурные прутья представляют собой стальные прутья, имеющие в сечении круглую форму. По всей длине такого прута нанесены продольные насечки. Согласно государственным стандартам в качестве заготовок применяются только прутья, полученные горячекатным методом, причем регламентируются и специализированные марки стали.

    В результате, арматура отвечает следующим характеристикам:

    • низкие показатели распорности;
    • хорошие показатели свариваемости;
    • устойчивость к механическим нагрузкам;
    • неподверженность коррозии;
    • сохранение своих свойств в железобетонном соединении.

    Сортамент арматуры

    Арматурные прутья классифицируются по нескольким принципам, основными среди которых являются:

    1. диаметр сечения;
    2. класс прочности;
    3. шаг выступа.

    Диаметр сечения отвечает номеру профиля, что облегчает выбор необходимых прутьев. На рынке предлагаются изделия, с диаметром от 6 до 40 мм. Заказать можно прутья с меньшим или большим диаметром, если необходимо, однако в данном случае они будут изготавливаться индивидуально. В зависимости от диаметра можно также рассчитать и приблизительную массу изделий, которая учитывается при определении нагрузок.

    Классов прочности выделяют всего шесть и маркируют их римскими цифрами (от АI до АVI). Данный показатель определяет и сферу применения материала – к примеру, арматуру пятого или шестого класса используют для длинных железобетонных пролетов.

    Шаг выступа обозначает расстояние между продольными сечениями на поверхности прута, определяя сцепление изделия с бетоном.

    Применение арматурных прутьев

    Основной сферой использования изделий остается строительство. Арматура применяется для укрепления несущих конструкций, межэтажных перекрытий, опорных колонн, ограждений и других конструкций, к которым предъявляются требования соответствия высоким показателям прочности и надежности. Материал применяется и в дизайне, поскольку арматура дает возможность создавать элементы, используемые в качестве декоративных.

    Кроме укрепляющей функции, арматура препятствует образованию трещин в бетонных конструкциях, обеспечивая их долговечность.

    Изделия с диаметром сечения менее 10 мм поставляются в мотках, а если диаметр превышает 10 миллиметров, продукция поставляется в прутках. Важно выбирать именно высококачественную продукцию, отвечающую стандартам, чтобы конструкции были безопасны и долговечны.

    ПРОБЛЕМЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

    В 1960–1980–х годах был накоплен большой научный потенциал, разработаны основы теории коррозии бетона и арматуры, способы обеспечения коррозионной стойкости железобетонных конструкций в агрессивных средах. Эти разработки широко используют в практике строительства и в настоящее время. За последние 10 лет объем исследований в данном направлении сократили, но практика требует оперативного решения неотложных задач.

    В последние годы в промышленности строительных материалов все шире используются отходы производства (золы, золошлаковые смеси и др.), бетонные конструкции и железобетонные конструкции изготавливаются с применением бесцементных вяжущих. Кроме того, в производстве бетона и железобетона применяются и вяжущие с пониженным содержанием клинкерного фонда. В связи с этим необходимо решать вопросы долговечности этих конструкций даже при эксплуатации в нормальных атмосферных условиях (жилые, административные здания и др.).

    Не менее важной задачей является экономия металла в строительстве, в связи с чем имеется тенденция замены всей арматуры железобетонных конструкций на арматуру класса А500С. Ее повсеместное применение в строительстве требует изучения ее коррозионной стойкости при воздействии агрессивных сред и использовании нетрадиционных строительных материалов.

    Повышение надежности и коррозионной стойкости железобетонных конструкций в агрессивных средах может быть достигнуто созданием коррозионно-стойких строительных материалов нового поколения с использованием экономичных заводских технологий и новых видов арматурных сталей высокой надежности, позволяющих обеспечить экономию металла на 20–40%.

    А качество и долговечность зданий и сооружений могут быть обеспечены применением коррозионно-стойких конструкций. Создание таких конструкций охватывает несколько важнейших научных направлений.

    1. Исследование стойкости арматуры, бетона стальных связей и железобетона на новых вяжущих, заполнителей с использованием отходов производства. Разработка мер обеспечения долговечности железобетонных конструкций при одновременном воздействии агрессивной среды и нагрузки.
    2. Разработка бетонных и железобетонных конструкций высокой долговечности, коррозионной стойкости и стойкости при биологической коррозии, изготавливаемых по экономичным технологиям с использованием отходов промышленности и сельского хозяйства.

    При этом необходимо уделять внимание изучению:

    • процессов внутренней коррозии бетона при использовании местных сырьевых материалов с повышенным содержанием вредных примесей;
    • процессов разрушения новых видов арматуры при одновременном воздействии на железобетонные конструкции силовых нагрузок различного характера и агрессивной среды;
    • оптимальных технологических параметров изготовления новых видов высокопрочных арматурных сталей, обеспечивающих повышение стойкости против коррозионного растрескивания, разработке защитных покрытий для арматуры и технологии их нанесения;
    • оптимальных технологических параметров и характеристик периодического профиля, позволяющих повысить надежность служебных свойств арматуры и расширить области применения эффективных видов стали;
    • новых видов защитных материалов с использованием отечественного сырья, критериев и методов оценки их долговечности;
    • химических способов удаления продуктов коррозии с поверхности арматуры и коррозионно-стойких составов для ремонта эксплуатируемых конструкций.
  • Разработка расчетных методов прогноза долговечности подземных и наземных железобетонных конструкций, работающих при воздействии агрессивных жидких и газо-воздушных сред.
  • Разработка и внедрение методов контроля параметров качества и долговечности строительной продукции на заводах-изготовителях и их сертификационная аттестация, что позволит сделать строительную продукцию конкурентоспособной.
  • Результатом детальных исследований по проблеме «долговечность» будут являться:

    • создание новых коррозионно-стойких сборных и монолитных конструкций с гарантией расчетного срока службы основных несущих конструкций и увеличенным сроком межремонтного периода;
    • развитие теории коррозии бетона и железобетона, совершенствование норм проектирования конструкций повышенной долговечности и коррозионной стойкости с применением расчетных методов прогноза их долговечности.

    В международной организации CIB–RILEM разработана и действует система проектирования зданий и сооружений с учетом требуемой долговечности и условий эксплуатации. Одним из первых и важных моментов в этом аспекте является создание нормативного документа, определяющего проектный срок службы данного здания или сооружения (например, 10, 20, 50, 100 лет). Наличие заданного срока эксплуатации позволяет обоснованно выбирать материалы, изделия, назначать первичную или вторичную защиту, продолжительность межремонтного периода и т.п., т.е. понятие долговечность приобретает количественное расчетное значение.

    До недавнего времени у нас существовала система проектирования здания и сооружений, выбора видов первичной или вторичной защиты применительно к условиям эксплуатации конструкций с учетом свойств строительных материалов и изделий.

    Все эти требования изложены в СНиП 2.03.11.85 и руководстве к нему. Несоблюдение этих требований в сочетании с низким качеством производства строительных работ часто приводит к преждевременному разрушению и выходу из строя строительных конструкций задолго до истечения надлежащего срока их службы.

    Особенно остро проявляются вышеназванные проблемы при эксплуатации инженерных сооружений.

    Среди наиболее быстро повреждаемых сооружений можно выделить мосты и путепроводы; подземные переходы и переходы над железнодорожными путями (в пределах г. Москвы); дорожные покрытия, коммунальные тоннели и каналы, коллекторы сточных вод, проходные тоннели с линиями электроснабжения, связи, сетями холодного и горячего водоснабжения, каналы трубопроводов горячей воды и пара; подземные сооружения типа подвалов; фундаментные сооружения и т.п.

    В подавляющем большинстве случаев основными причинами повреждений являются коррозионные процессы, развивающиеся в результате неблагоприятного воздействия окружающей среды. Так, большинство путепроводов и мостов города, дорожных покрытий разрушаются от применения противогололедных реагентов, выделения в атмосферу окислов азота, сернистого и других газов, выбрасываемых двигателями автотранспорта, промышленными предприятиями, от размораживания бетона. Ежегодные аварийные обрушения коммунальных тоннелей, особенно коллекторов сточных вод, происходят в первую очередь в результате газовой коррозии металлических и железобетонных элементов. Такие повреждения имеются на самых крупных городских коллекторах: Филевском, Зеленоградском и др. В последнее время распространилось поражение конструкций плесневыми грибами, что, по данным санитарных врачей и экологов, неблагоприятно сказывается на здоровье человека, особенно детей. Большую неприятность доставляют строителям высоты на кирпичных и бетонных конструкциях жилых и гражданских зданий и сооружений. Список подобных примеров может быть продолжен.

    Производимые в настоящее время ремонтно-восстановительные и строительные работы зачастую выполняются специалистами, не владеющими должными знаниями в области коррозии и защиты от коррозии строительных материалов и конструкций, а, следовательно, выполняются без оценки причин и степени повреждений, прогноза долговечности, обоснования выбора материалов, средств и методов ремонтно–восстановительных работ, что, в конечном счете, не обеспечивает длительного положительного эффекта при последующей эксплуатации конструкций.

    По данным натурных обследований, анализа проектных материалов и экспертной оценки специалистов установлено, что агрессивному воздействию подвергаются в различных отраслях народного хозяйства от 15 до 75% строительных конструкций зданий и сооружений. Несмотря на отсутствие недостатка в строительной продукции, коммерческие организации порой через посредников приобретают изделия без гарантии их качества и долговечности, а через 10–15 лет, а то и через 1–2 года эксплуатации зданий и сооружений затраты на их ремонт превышают первоначальную сметную стоимость.

    Агрессивным воздействиям (включая грунтовые и атмосферные) подвергаются конструкции не только зданий и сооружений промышленных и сельскохозяйственных предприятий, энергетики и транспорта, но и подземные конструкции жилых и гражданских зданий.

    В настоящее время на предприятиях строительного комплекса практически не соблюдаются требования нормативов, обеспечивающих долговечность железобетона, а на предприятиях других комплексов антикоррозионная служба бездействует, система оценки эксплуатационной пригодности строительных конструкций в условиях действующих производств не упорядочена.

    Кроме того, в последние годы начато активное внедрение в практику строительства нетрадиционных материалов для бетона и железобетона (зол, шлаков, новых видов эффективных вяжущих, химических добавок), новых видов арматурных сталей, существенно влияющих на долговечность конструкций.

    Новые проблемы долговечности появились при освоении северных районов. Вечная мерзлота, низкая температура, многократные замораживания и оттаивания бетона конструкций способствуют быстрому разрушению железобетона как подземных, так и наземных конструкций.

    Уменьшение массы зданий, индустриальность монтажа, архитектурная выразительность закономерно дают дорогу новым видам конструкций. Но с уменьшением толщины полок и стенок строительные конструкции стали еще более уязвимы для коррозии.

    Эксплуатационные службы не ведут профилактических обследований для оценки состояния конструкций и их своевременного ремонта и восстановления. Может наступить момент, когда мы просто не сможем сохранить от непрерывных разрушений и аварий значительную часть основных фондов нашей страны.

    Результатом является разрушение изделий порой даже через одну зиму и даже до сдачи в эксплуатацию здания. Подводя итог, нельзя не сказать о том, что в ближайшее время необходимо сделать, чтобы поднять качество изделий и повысить долговечность строительных конструкций без больших материальных затрат. Оценка продукции обязательно должна производиться с учетом параметров качества и долговечности и ее соответствия стандартам; решение о необходимости проведения экспертизы проектных решений железобетонных конструкций зданий и сооружений, в первую очередь в агрессивных средах эксплуатации, а также при использовании нетрадиционных материалов в производстве строительных конструкций должно приниматься совместно со специалистами, отвечающими за данную проблему.

    Немаловажную роль в увеличении долговечности строительных конструкций играют культура производства и эксплуатации, повышение качества изделий при их изготовлении.

    Необходимо направить усилия научных работников, проектировщиков и архитекторов на разработку системы нормативного срока службы зданий и сооружений с учетом перспективного развития городов. Выбор строительных материалов и конструкций, назначение средств защиты зависят от проектного срока эксплуатации здания.

    Все это вместе взятое позволит уменьшить затраты в строительной отрасли, а необоснованные затраты на коррозионные потери направить на развитие отраслевой строительной науки и ее оснащение современным оборудованием.

    Сортамент арматуры и маркировка класса по ГОСТ 5781-82

    Сортамент арматуры по ГОСТ 5781-82 и маркировка классов. Таблица сортамента по классам и весу арматуры. Испытание стеклопластиковой арматуры смотри на видео.

    Сортамент арматуры

    Сортамент арматуры по ГОСТ 5781-82

    Стальная арматура для армирования железобетонных изделий подразделяется

    по технологии изготовления на:

    1. горячекатаную стержневую;
    2. холоднотянутую проволочную.

    по условиям применения в железобетоне на:

    по характеру профиля на:

    1. гладкую;
    2. периодического профиля.
    Диаметр арматуры, мм Площадь сечения, см2 Вес арматуры, кг/м Класс стали
    3 0,071 0,055
    (0,051)
    Обыкновенная и высокопрочная проволока
    4 0,126 0,098
    (0,090)
    Обыкновенная и высокопрочная проволока
    5 0,196 0,154
    (0,139)
    Обыкновенная и высокопрочная проволока
    6 0,283 0,222 A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока
    7 0,385 0,302 A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока
    8 0,503 0,395 A-III, обыкновенная и высокопрочная проволока
    9 0,636 0,499 A-III
    10 0,785 0,617 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    12 1,131 0,888 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    14 1,539 1,208 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    16 2,011 1,578 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    18 2,545 1,998 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    20 3,142 2,466 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    22 3,801 2,984 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    25 4,909 3,853 A-II, A-III, A-IV, Aт-IV, A-V, Aт-V, Aт-VI
    28 6,158 4,834 A-II, A-III, A-IV
    32 8,042 6,313 A-II, A-III, A-IV
    36 10,18 7,99 A-II, A-III
    40 12,56 9,87 A-II, A-III

    Концы стержней из низколегированных сталей должны быть окрашены:

    1. класса А-IV – красной краской;
    2. класса A-V – красной и зеленой;
    3. класса A-VI – красной и синей.

    Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.

    Термомеханические и термически упрочненные стальные стержни периодического профиля диаметром 6-40 мм, предназначены для строительства ответственных железобетонных конструкций (ГОСТ 10884-81).

    По этому стандарту изготовляют из стали следующих марок:

    1. класса Ат-III из Ст5 (сп, пс);
    2. класса Ат-IV, Ат-IVС, класса Ат-IVК из 20ГС; 25Г2С; 35ГС; 28С; 10ГС2; 08Г2С; 25С2Р;
    3. класса Ат-V(К и СК) из 20ГС; 20ГС2; 08Г2С; 10ГС2; 28С; 25Г2С; 35ГС; 25С2Р; 20ХГС2;
    4. класса Ат-VII из 30ХС2.

    В обозначении классов арматуры буквы означают следующее:

    1. «К» – повышенная стойкость к коррозийному растрескиванию под напряжением;
    2. «С» – свариваемая;
    3. «СК» – свариваемая; повышенная стойкость к коррозийному растрескиванию.


    Концы стержней каждого класса должны быть окрашены краской:

    1. Ат-IIIC – белой и синей;
    2. Ат-IV – белой и желтой;
    3. Ат-IVК – зеленой;
    4. Ат-V – синей;
    5. т-VСК – белой и зеленой;
    6. Ат-VК – желтой и зеленой;
    7. Ат-VI – желтой;
    8. Ат-VIК – зеленой и черной;
    9. Ат-VII – черной.

    Нетермообработанные концы должны быть окрашены красной краской.

    Арматура А1, АI также А240

    Арматура А2, АII также А300

    Арматура А3, АIII также А400

    Арматура А4, АIV также А600. Арматура А5, АV также А800 и арматура А6, АVI также А1000

    В процессе производства прокатной арматуры практически невозможно добиться точного размера выпускаемого изделия независимо от того, кто производитель. Этот факт был учтен в ГОСТе: введены поправки на габариты и вес арматуры (отклонения отображены в табличном виде). Как показывает практика, различные производители поставляют изделия с погрешностью до 9 процентов, притом показатели в пользу и уменьшения, и увеличения веса арматуры.

    Качество стали зависит не только от толщины арматуры. Существует ряд физико-химических свойств, влияющих на характеристики выпускаемого изделия в процессе его изготовления. В зависимости от типа стали металлические изделия выпускаются для тех или иных целей и направлений использования.

    Технологический процесс самым прямым образом формирует все задаваемые характеристики арматуры. При добавлении в состав горячекатаной строительной арматуры углерода и легирующих добавок (хром, кремний, марганец, титан, никель и др.) возрастает прочность и снижается удлинение при разрыве. Для различных строительных процессов необходима сталь с определенным набором параметров.

    Углерод снижает пластичность стали, ухудшает свариваемость. Обычно в строительстве применяют низкоуглеродистые стали с содержанием последнего до 0,22 процента.

    Кремний раскисляет сталь и повышает прочность, однако при повышенном его содержании ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость. Компенсировать вредное влияние кремния может марганец, который, в свою очередь, повышает прочность, раскисляет сталь.

    Смысл упрочнения арматурной стали холодным деформированием заключается в том, что сталь уплотняется на молекулярном уровне при искусственной вытяжке до напряжения, превышающего предел текучести. Повторная вытяжка делает напряжение с искусственно завышенным пределом текучести, поскольку пластичность уже выбрана.

    Полученная сталь в процессе вытяжки в холодном состоянии является высокопрочной, можно получить арматурное изделие большого диаметра. Если сталь в холодном состоянии протянуть через многочисленные отверстия, уменьшающиеся в диаметре к выходу, то получается высокопрочная и высококачественная проволока.

    Конструкционная прочность материалов

    1. Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам

    Конструкционными называются материалы, предназначенные для изготовления деталей машин, инженерных конструкций, подвергающиеся механическим нагрузкам. Детали машин характеризуются большим разнообразием форм и размеров, а также различными условиями эксплуатации. Они работают при статических, циклических и ударных нагрузках, при низких и высоких температурах, в контакте с различными средами. Эти факторы определяют требования к конструкционным материалам, основные из которых — эксплуатационные, технологические и экономические.

    Эксплуатационные требования имеют первостепенное значение. Для того чтобы обеспечить работоспособность конкретных машин и приборов, материал должен иметь высокую конструкционную прочность.

    Конструкционной прочностью называется комплекс механических свойств, обеспечивающий надежную и длительную работу материала в заданных условиях эксплуатации.

    Условия эксплуатации определяются рабочей средой (жидкая, газообразная, ионизированная, радиационная и др.), которая может оказывать отрицательное влияние на механические свойства материала. В результате химического и теплового воздействия она может вызывать повреждения поверхности вследствие коррозионного растрескивания, окисления, образования окалины и др. Для того чтобы избежать отрицательного воздействия рабочей среды, материал должен обладать не только механическими, но требуемыми физико-химическими свойствами — стойкостью к коррозии, жаростойкостью, хладостойкостью и др.

    Температурный диапазон работы современных материалов очень широк, поэтому для обеспечения работоспособности при высокой температуре от материала требуется жаропрочность, а при низкой температуре — хладостойкость.

    Технологические требования направлены на обеспечение наименьшей трудоемкости и простоты изготовления деталей и конструкций. Они оцениваются технологичностью материала, определяемой хорошей обрабатываемостью резанием, давлением, свариваемостью, способностью к литью, а также требуемой прокаливаемостью и отсутствием деформации и коробления при термической обработке. Технологичность материала определяет, в конечном итоге, производительность и качество изготовления деталей.

    Экономические требования — материал должен иметь невысокую стоимость и быть доступным. Так, например, стали и сплавы должны содержать минимальное количество дорогостоящих легирующих элементов. При этом их использование обязательно должно быть обосновано соответствующим повышением эксплуатационных свойств деталей.

    2. Конструкционная прочность и критерии ее оценки

    Конструкционная прочность — это комплексная характеристика материала, объединяющая критерии прочности, жесткости, надежности и долговечности.

    Критерии прочности материала зависят от условий его работы. При статических нагрузках критериями прочности являются временное сопротивление σв и предел текучести σ0,2т), характеризующие сопротивление материала пластической деформации.

    Если материал в процессе эксплуатации испытывает длительные циклические нагрузки, то критерием его прочности является предел выносливости σR (при симметричном круговом изгибе σ-1).

    По значениям выбранных критериев прочности рассчитывают допустимые рабочие напряжения. При этом, чем больше прочность материала, тем выше допустимые рабочие напряжения и меньше размеры и масса детали.

    Критерий жесткости характеризует способность материала сопротивляться деформациям. Он, а не критерий прочности определяет размеры станин станков, корпусов редукторов и других деталей, от которых в процессе эксплуатации требуется сохранение точных размеров и формы.

    Для ограничения упругой деформации материал этих деталей должен обладать высоким модулем упругости, являющимся его критерием жесткости.

    Для пружин, мембран и других чувствительных упругих элементов машин и приборов, наоборот, важно обеспечить наибольшие упругие деформации. Для таких материалов критерий жесткости характеризуется высоким пределом упругости и низким модулем упругости.

    Надежность — свойство материала противостоять хрупкому разрушению. Хрупкое разрушение вызывает внезапный отказ деталей в условиях эксплуатации. Оно считается наиболее опасным, т. к. происходит при напряжениях ниже расчетных и протекает с большой скоростью.

    Для предупреждения хрупкого разрушения конструкционные материалы должны обладать достаточной пластичностью (δ, ψ) и ударной вязкостью (KCU). Однако эти критерии надежности определяются на небольших лабораторных образцах (без учета условий эксплуатации конкретной детали) и являются достаточными лишь для мягких малопрочных материалов. Для менее пластичных материалов с повышенной склонностью к хрупкому разрушению необходимо учитывать дополнительные факторы, влияющие на пластичность и вязкость и увеличивающие вероятность хрупкого разрушения. Это наличие концентраторов напряжений (надрезов), низкие температуры, динамические нагрузки и большие размеры деталей (масштабный фактор).

    В этом случае (для избежания внезапных поломок в процессе эксплуатации) необходимо учитывать трещиностойкость материала.

    Трещиностойкость — группа параметров надежности, характеризующая способность материала тормозить развитие трещины.

    Количественная оценка трещиностойкости основывается на линейной механике разрушения. В соответствии с ней очагами разрушения высокопрочных материалов служат небольшие трещины, которые возникают из трещиноподобных дефектов, имеющихся в исходном материале (неметаллические включения, скопления дислокаций и т.п.), в процессе изготовления детали при сварке или термической обработке, а также эксплуатации машины или изделия.

    Рисунок 1. Концентрация напряжений вблизи эллиптической трещины

    Трещины являются острыми концентраторами напряжений, местные (локальные) напряжения в вершине которых могут во много раз превышать средние расчетные напряжения (рисунок 1.1).

    Для трещины длиной l и радиусом r (рисунок 1) напряжение в вершине

    Концентрация напряжений тем больше, чем длиннее трещина и острее ее вершина. Для пластичных материалов опасность таких напряжений невелика. В результате

    перемещения дислокаций и увеличения их плотности у вершины трещины протекает местная пластическая деформация, приводящая к ее затуплению. Затупление (уменьшение радиуса r) приводит к релаксации (снижению) локальных напряжений и их выравниванию. Дефект перестает играть роль острого концентратора напряжений.

    Хрупкие материалы, наоборот, чрезвычайно чувствительны к надрезам. В силу того, что дислокации заблокированы и пластическая деформация невозможна, при увеличении средних напряжений локальные напряжения повышаются настолько, что вызывают разрыв межатомных связей и развитие трещины. Рост трещины не тормозится, как в пластичных материалах, а ускоряется. После достижения некоторой критической длины наступает самопроизвольный лавинообразный рост трещины, вызывающий хрупкое разрушение.

    Для высокопрочных материалов, которые обладают определенной пластичностью, реальную опасность представляют трещины не любых размеров, а только критической длины lкр. Подрастание трещины до lкр тормозится местной пластической деформацией. Однако, при определенном сочетании рабочего напряжения и длины дефекта равновесное положение трещины нарушается, происходят самопроизвольное ее развитие и разрушение материала.

    Рисунок 2. Зависимость напряжения от расстояния до вершины трещины

    Оценка надежности высокопрочных материалов по размеру допустимого дефекта (меньше критического) проводится по критериям Ж. Ирвина. Им предложено два критерия трещиностойкости, из которых наибольшее применение имеет критерий К — коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины. Он определяет растягивающие напряжения σу в любой точке (рисунок 2) впереди вершины трещины:

    Знаменатель дроби обращается в единицу при х ≈ 0,16, поэтому К численно равен σу на расстоянии  0,16 мм от вершины трещины. Критерий К для наиболее жесткого нагружения (плоская деформация растяжением) обозначают К1, а при достижении критического значения, когда стабильная трещина переходит в нестабильную, —

    где α — безразмерный коэффициент, характеризующий геометрию трещины.

    Критерий Кlс, имеющий размерность МПа · м 1/2 , показывает, какого значения (интенсивности) достигает напряжение вблизи вершины трещины в момент разрушения и связывает приложенное среднее напряжение с критической длиной трещины.

    Значение Кlс определяют экспериментально на образцах с надрезом и с заранее созданной на дне этого надреза усталостной трещиной.

    Значение Кlс зависит от степени пластической деформации у вершины трещины (ее затуплении) и характеризует сопротивление развитию вязкой трещины. По этой причине критерий Кlс называют вязкостью разрушения. Чем больше значение Кlс, тем выше сопротивление материала вязкому разрушению и его надежность. Кроме качественной характеристики надежности, Кl с дополняет параметры σ0,2 и Е при расчетах на прочность деталей из высокопрочных материалов (сталей с σв ≥ 1 200 МПа, титановых сплавов с σв ≥ 800 МПа и алюминиевых сплавов с σв ≥ 450 МПа). Этот критерий позволяет определить безопасный размер трещины при известном рабочем напряжении или, наоборот, безопасное напряжение при известном размере дефекта.

    Для оценки надежности материала также используют следующие параметры: ударную вязкость КСV и KCT, температурный порог хладноломкости t50, являющиеся качественными параметрами, непригодными для расчета на прочность.

    Параметром КСV оценивают пригодность материала для сосудов давления, трубопроводов и других конструкций повышенной надежности.

    Параметр КСТ, определяемый на образцах с трещиной усталости у основания надреза, более показателен. Он характеризует работу развития трещины при ударном изгибе и оценивает способность материала тормозить начавшееся разрушение. Чем больше параметр КСТ, определенный при рабочей температуре, тем выше надежность материала в условиях эксплуатации. Так же как и К1 с, КСТ учитывают при выборе материала для конструкций особо ответственного назначения.

    Порог хладноломкости характеризует влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Его определяют по результатам ударных испытаний образцов с надрезом при понижающейся температуре. Сочетание при таких испытаниях ударного нагружения, надреза и низких температур — основных факторов, способствующих охрупчиванию, важно для оценки поведения материала при экстремальных условиях эксплуатации.

    О пригодности материала для работы при заданной температуре судят по температурному запасу вязкости, равному разности температуры эксплуатации и t50. При этом, чем ниже температура перехода в хрупкое состояние по отношению к рабочей температуре, тем больше температурный запас вязкости и выше гарантия от хрупкого разрушения.

    Долговечность — свойство материала сопротивляться развитию постепенного разрушения (постепенного отказа), обеспечивая работоспособность деталей в течение заданного времени (ресурса). Причины потери работоспособности разнообразны: развитие процессов усталости, изнашивания, ползучести, коррозии и др.

    Эти процессы вызывают постепенное накопление необратимых повреждений в материале и его разрушение. Обеспечение долговечности материала означает уменьшение до требуемых значений скорости его разрушения.

    Для большинства деталей машин (более 80 %) долговечность определяется сопротивлением материала усталостным разрушениям (циклической долговечностью) или сопротивлением изнашиванию (износостойкостью).

    Циклическая долговечность характеризует работоспособность материала в условиях многократно повторяющихся циклов напряжений. Она тем выше, чем ниже скорость зарождения и скорость развития трещины усталости.

    Износостойкость характеризует сопротивление материала разрушению поверхности путем отделения его частиц под воздействием силы трения. Износостойкость оценивают величиной, обратной скорости изнашивания.

    Таким образом, работоспособность материала детали в условиях эксплуатации характеризуют следующие критерии конструкционной прочности:

    критерии прочности σв, σ0,2 и σ-1, которые при заданном запасе прочности определяют допустимые рабочие напряжения, массу и размеры деталей;

    1. модули упругости Е, G, которые при заданной геометрии детали определяют величину упругих деформаций, т. е. ее жесткость;
    2. пластичность δ, Ψ, ударная вязкость КСТ, KСV, КСU, вязкость разрушения К1с, порог хладноломкости t50, которые оценивают надежность материала в эксплуатации;
    3. циклическая долговечность, скорости изнашивания, ползучести, коррозии, определяющие долговечность материала.

    3. Методы повышения конструкционной прочности

    Высокая прочность и долговечность конструкций при минимальной массе и наибольшей надежности достигаются технологическими, металлургическими и конструкторскими методами.

    Наибольшую эффективность имеют технологические и металлургические методы, цель которых — повышение механических свойств и качества материала.

    Из механических свойств важнейшее — прочность материала, повышение которой при достаточном запасе пластичности и вязкости ведет к снижению материалоемкости конструкции и в известной степени к повышению ее надежности и долговечности.

    Прочность — свойство, зависящее от энергии межатомной связи, структуры и химического состава материала. Энергия межатомного взаимодействия непосредственно определяет характеристики упругих свойств (модули нормальной упругости и сдвига), а также так называемую теоретическую прочность.

    Модули нормальной упругости и сдвига являются константами материала и структурно нечувствительны.

    Теоретическая прочность (сопротивление разрыву межатомных связей) в реальных кристаллах из-за наличия структурных дефектов не достигается. Реальная прочность на два-три порядка ниже теоретической и определяется не столько межатомными силами связи, сколько структурой материала.

    Сопротивление пластической деформации зависит главным образом от легкости перемещения дислокаций. В связи с этим современные методы повышения прочности материала основаны на создании такого структурного состояния, которое обеспечивало бы максимальную задержку (блокировку) дислокаций. Это может быть достигнуто легированием, пластической деформацией, термической, термомеханической и химико-термической обработками. Повышение прочности указанными методами может быть достигнуто следующим образом.

    Во-первых, за счет увеличения плотности дислокаций. Чем больше плотность дислокаций, тем выше сопротивление пластическому деформированию. Теория дислокаций дает следующую зависимость между пределом текучести σт и плотностью дислокаций ρ:

    где σ0 — предел текучести до упрочнения; α — коэффициент, учитывающий вклад других механизмов торможения дислокаций; b — вектор Бюргерса; G — модуль сдвига.

    На практике плотность дислокаций целесообразно увеличивать до 10 12 см 2 . При большем значении плотности в силу неравномерного распределения структурных дефектов отдельные объемы материала пересыщаются дислокациями, что вызывает нарушение сплошности в виде субмикроскопических трещин и снижение прочности.

    Во-вторых, повышение прочности достигается за счет создания барьеров для свободного перемещения дислокаций. Это можно осуществить измельчением зерен или субзерен, введением дисперсных частиц вторичных фаз. Подобные препятствия на пути движения дислокаций требуют дополнительного повышения напряжения для их продвижения и тем самым способствуют упрочнению.

    Повышение прочности при измельчении зерна (или субзерна) описывается уравнением Холла-Петча:

    где σ0 — напряжение, необходимое для движения свободной дислокации; k — коэффициент, характеризующий прочность блокирования дислокаций; d — диаметр зерна (субзерна).

    Важной особенностью упрочнения за счет измельчения зерна является то, что оно сопровождается повышением ударной вязкости. Объясняется это уменьшением размеров зародышевых трещин и затруднением их развития. Трещина вынуждена изменять направление движения при переходе от одного зерна к другому. В результате этого ее траектория и сопротивление движению увеличиваются.

    Торможение передвижению дислокаций создают дисперсные частицы вторичной фазы. Такой фактор упрочнения характерен для гетерогенных сплавов, подвергаемых закалке и старению. В этом случае дислокации, перемещаясь в плоскости скольжения, должны либо перерезать частицы, либо их огибать.

    В-третьих, повышение прочности достигается целенаправленным образованием полей упругих напряжений, искажающих кристаллическую решетку. Такие поля образуются вблизи точечных дефектов — вакансий, примесных атомов и, главным образом, атомов легирующих элементов. Упрочнение при легировании растет пропорционально концентрации легирующего элемента в твердом растворе и относительной разницы атомных радиусов компонентов.

    Комбинацией различных структурных факторов упрочнения можно значительно повысить характеристики прочности (σв, σт, НВ, σ-1, ). Однако достигаемая прочность остается все же значительно ниже теоретической. Вместе с тем повышение прочности, основанное на уменьшении подвижности дислокаций, сопровождается снижением пластичности, вязкости и тем самым надежности.

    Проблема повышения конструкционной прочности состоит не столько в повышении прочностных свойств, сколько в том, как при высокой прочности обеспечить высокое сопротивление хрупкому разрушению, т. е. надежность материала. В углеродистых сталях закалкой на мартенсит и низким отпуском можно получить при содержании 0,4 % С σв ≈ 2 400 МПа, при 0,6 % С σв ≈ 2 800 МПа. Однако при такой прочности стали хрупки (КСТ ≈ 0) и эксплуатационно ненадежны.

    Требуемую конструкционную прочность, включающую критерии прочности, жесткости, надежности, долговечности, можно создать формированием в материале определенного структурного состояния, сочетающего эффективное торможение дислокаций с их равномерным распределением в объеме материала и допускающего определенную подвижность скапливающихся у барьеров дислокаций.

    Формированию благоприятной структуры и обеспечению надежности способствуют рациональное легирование, измельчение зерна, повышение металлургического качества металла.

    Рациональное легирование предусматривает введение в сталь и сплавы нескольких элементов при невысокой концентрации каждого с тем, чтобы повысить пластичность и вязкость. Измельчение зерна осуществляется легированием и термической обработкой, особенно при использовании высокоскоростных способов нагрева — индукционного и лазерного.

    Наиболее эффективное измельчение субструктуры (блоков мозаики) достигается при высокотемпературной термомеханической обработке (ВТМО). Она предусматривает интенсивную пластическую деформацию аустенита с последующей закалкой, при которой наклепанный аустенит превращается в мартенсит, и низким отпуском. Такая комбинированная обработка формирует структуру с высокой плотностью дислокаций и достаточно равномерным их распределением вследствие сильного дробления кристаллов мартенсита на отдельные субзерна (блоки). В образующейся субструктуре дислокации связаны в стабильные конфигурации, а субграницы выполняют роль полупроницаемых барьеров. В результате ВТМО обеспечивается наиболее благоприятное сочетание высокой прочности материала с его повышенной пластичностью, вязкостью и сопротивлением разрушению.

    Повышению надежности способствует повышение чистоты металла. Так, повышение чистоты стали связано с удалением вредных примесей (сера, фосфор), газообразных элементов (кислород, водород, азот) и зависящих от их содержания неметаллических включений (оксиды, сульфидов и др.).

    При равной прочности более чистый металл обладает более высоким сопротивлением вязкому разрушению и более низким порогом хладноломкости.

    Для повышения циклической прочности и износостойкости важно затруднить деформацию поверхностей деталей. Это достигается технологическими методами поверхностного упрочнения: поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (азотированием, цементацией), поверхностным пластическим деформированием (обдувкой дробью, обкаткой роликами).

    Методы конструирования предусматривают обеспечение равнопрочности высоконапряженных деталей. При их проектировании избегают резких перепадов жесткости, глубоких канавок, галтелей малого радиуса и других конструктивных надрезов. Если этого сделать нельзя, то для смягчения концентрации напряжений на этих участках применяют их местное упрочнение деталей для формирования остаточных напряжений сжатия.

    Рассмотренные выше технологические и металлургические методы повышения конструкционной прочности сталей и других сплавов включают:

    1. методы упрочнения, вызывающие увеличение плотности дислокаций и уменьшение их подвижности;
    2. методы обеспечения необходимого запаса пластичности и вязкости, предусматривающие более равномерное распределение дислокаций, а также очистку от примесей, охрупчивающих материал.

    Арсенал структурных факторов, используемых во второй группе методов, определяет следующий допустимый уровень статической прочности в конструкциях разного назначения: для сталей σв = 1 600–2 200 МПа; для титановых сплавов σв = 1 000– 1 250 МПа; для алюминиевых сплавов σв = 550–600 МПа. Для ряда отраслей техники этого оказывается недостаточно.

    Принципиально иной способ достижения высокой конструкционной прочности использован в композиционных материалах — новом классе высокопрочных материалов. Такие материалы представляют собой композицию из мягкой матрицы и высокопрочных волокон. Волокна армируют матрицу и воспринимают всю нагрузку. В этом состоит принципиальное отличие композиционных материалов от обычных сплавов, упрочненных, например, дисперсными частицами. В сплавах основную нагрузку воспринимает матрица (твердый раствор), а дисперсные частицы тормозят в ней движение дислокаций, сильно снижая тем самым ее пластичность. В композиционных материалах нагрузку воспринимают высокопрочные волокна, связанные между собой пластичной матрицей. Матрица нагружена слабо и служит для передачи и распределения нагрузки между волокнами. Композиционные материалы отличаются высоким сопротивлением распространению трещин, так как при ее образовании, например, из-за разрушения волокна, трещина «вязнет» в мягкой матрице. Кроме того, композиционные материалы, использующие высокопрочные и высокомодульные волокна и легкую матрицу, могут обладать высокими удельной прочностью и жесткостью.

    Добавить комментарий