Вся электронная библиотека >>>

  арматурная сталь >>>

 

 

Высокопрочная арматурная сталь


Раздел: Учебники



 

Основные характеристики механических свойств арматурной стали

  

 

В качестве основных критериев применимости тех или иных видов стали в качестве арматуры железобетонных конструкций обычно используют:

механические свойства, определяемые при осевом статическом испытании на растяжение;

склонность к хрупким разрушениям, оцениваемую путем испытаний на ударную вязкость;

длительную прочность или долговечность, оцениваемую путем испытаний на растяжение в условиях длительной выдержки под нагрузкой, стойкость против коррозионного растрескивания и выносливость при многократно повторных нагрузках;

реологические свойства, т. е. релаксация или ползучесть; свариваемость, под которой понимается не только возможность соединения арматурной стали теми или иными видами сварки, но обеспечение требуемых механических свойств, длительную прочность и исключение возможности хрупких разрушений сварных соединений; технологические свойства, т. е. технологичность арматуры в переработке и эксплуатации, к ним можно отнести технологичность при сварке, т. е. возможность применимости стандартного оборудования для выполнения сварных соединений;

сохранение механических свойств при контактном электронагреве в процессе напряжения электротермическим способом; обеспечение возможности устройства временных концевых анкеров без существенного разупрочнения стали.

Технологичность тех или иных видов арматурной стали определяется как свойствами самой стали так и достигнутым уровнем технической обеспеченности, т. е. уровнем технологического оборудования предприятий стройиндустрии. Поэтому с развитием и совершенствованием оборудования для арматурных работ создается возможность для использования в строительной индустрии более прочных и экономичных материалов и повышения степени использования свойств арматурной стали.

Служебные свойства арматурной стали определяются реальны-* ми расчетными сопротивлениями, с которыми она применяется в железобетонных конструкциях. Расчетные и нормативные сопротивления арматуры определяются всем указанным выше комплексом механических и технологических свойств. Главным при этом являются механические свойства и диаграмма условно-мгновенного растяжения

 


 

Испытание арматурной стали на растяжение существенно отличается от испытания на растяжение других видов стали. Это связано с тем, что в данном случае выявляются механические свойства арматурного прутка как конструктивного элемента железобетонной конструкции, связанные с профилем, видом упрочнения, свойствами стали по сечению и т. п.

Как показали исследования, проведенные в СССР и за рубежом, механические свойства арматуры, определенные при кратковременном или длительном испытании на растяжение, позволяют оценить не только ее прочность и пластичность, но и вязкость, склонность к релаксации напряжений и другие показатели. Испытания на изгиб, многократный перегиб, ударную вязкость дают косвенную оценку свойств арматуры и должны проводиться по специально разработанным методикам с учетом действительной работы арматуры в составе железобетонного элемента

Особенностью требований к механическим свойствам высокопрочной, преимущественно, напрягаемой арматурной стали является необходимость определения относительного равномерного удлинения— бр. Отечественные (ГОСТ 12004—81) и зарубежные стандарты на методы испытания арматурной стали на растяжение предусматривают проведение испытаний на натурных образцах.

Оценка механических свойств по результатам точеных образцов хотя и применима в отдельных случаях, но как правило приводит к ошибкам, связанным с неравномерностью свойств стали по сечению. Опыты показали, что даже в стержнях горячекатаной арматуры класса А—II марки Ст5сп диаметром 80 мм предел текучести в середине сечения на 15% меньше, чем у поверхности. Основные термины и определения характеристик механических свойств арматурной стали, определяемые при испьпаЕШи па растяжение, приведены ниже:

предел упругости (расчетный) (ayup., МПа) —напряжение, при котором в условиях кратковременного нагружения начинается необратимая-пластическая деформация, не превышающая 10—4 Яо;

условный предел упругости (oo,oi—стол» МПа) — напряжение, при котором необратимая условно-мгновенная пластическая (остаточная) деформация достигает 0,01—0,1%. В зависимости от величины допуска на величину остаточной деформации условный предел упругости обозначается как а0,оь ао,о2, °о.о5 и т. п.;

условный предел текучести (а0,2,.МПа) —напряжение, при котором условно-мгновенная пластическая (остаточная) деформация достигает 0,2% или условный предел упругости с допуском на величину остаточной деформации, равным 0,2%;

физический предел текучести (сгт, МПа) — наименьшее напряжение, при котором деформация происходит без заметного увеличения нагрузки;

временное сопротивление (ав, МПа) — напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке (Ртах) при испытании на растяжение;

относительное удлинение после разрыва (б5, бю, бюо и т- п-) — изменение расчетной длины образца, в пределах которой произошел разрыв, выраженное в процентах от первоначальной длины; относительное равномерное удлинение (бр, %)—изменение расчетной длины образца на участке, не включающем место разрыва, выраженное в процентах от первоначальной длины; относительное удлинение перед разрывом (6П, %) —изменение расчетной длины образца при достижении наибольшей нагрузки — Ртах',

начальный модуль упругости (£Нач, МПа) —отношение приращений напряжения и относительной деформации, определяемое при первом нагружении образца в интервале напряжений от 0,2 до 0,9 аупр.

Отношение обозначается т| и называется относительным пределом упругости или параметром упругости.

Обобщенной характеристикой упруго пластических свойств арматурной стали является «условная» диаграмма растяжения, которая существенно изменяется от состояния арматурной стали, скорости приложения нагрузки, продолжительности выдержки под напряжением, температуры испытания и т. п.

Применительно к стали обычно используют два вида диаграмм растяжения: условную и истинную. В первом случае напряжение на всех стадиях растяжения вплоть до разрыва определяют исходя из начальной площади поперечного сечения образца, а во втором — вычисляют «истинные» напряжения, исходя из действительной площади поперечного сечения образца, изменяющейся в процессе его деформирования.

Расчет напряжений в арматуре железобетонных конструкций ведется исходя из начальной площади поперечного сечения, а предельные деформации как в процессе предварительного напряжения, так и в период работы в составе железобетонного элемента вплоть до разрушения редко превышают 1—2%. Поэтому для арматуры железобетонных конструкций используют «условную» диаграмму растяжения.

Большое влияние на диаграмму растяжения оказывает предварительное напряжение и другие технологические факторы изготовления железобетонных конструкций.

Как правило, величина ев.к без большой погрешности может рассматриваться как часть общих пластических деформаций при кратковременном растяжении — еа.п.

Ба.с — деформация длительной ползучести, определяемая обычно (начиная с продолжительности выдержки) под заданной нагрузкой 1—2 мин до 1000 ч и более. Скорость нагружения до заданного напряжения при этом незначительно отличается от принятой в ГОСТ 12004—81.

Исследования показывают, что условно-мгновенная пластическая деформация еа.п определяет комплекс свойств высокопрочной арматурной стали, в том числе реологические свойства, степень упрочнения при преднапряжении, а также прочностные и деформативные свойства железобетонных конструкций при напряжениях в арматуре, превышающих аупр.

Для оценки условно-мгновенных пластических деформаций ви.а имеется множество предложений. Однако большинство из них по различным причинам не пригодно для комплексного решения задачи работы арматуры в составе железобетонного элемента с учетом реологических свойств и факторов упрочнения стали.

Аппроксимация одним уравнением всей диаграммы условно мгновенных пластических деформаций (оа—еа.п) в пределах от tfynp до <т3 затруднительна в силу различных закономерностей развития условно-мгновенных пластических деформаций на упруго- пластическом и пластических участках работы арматурной стали. Поэтому автором работы, а в последствии и другими исследователями предложено применить для аппроксимации зависимости во—8а.и кусочно нелинейные и линейные функции типа «сплайн» функций.

Предварительное напряжение арматуры обычно осуществляют до напряжений не превышающих cjo,2 исходной стали, поэтому для оценки эффектов упрочнения, ползучести и релаксации напряжений необходимо с наибольшей достоверностью аппроксимировать диаграмму растяжения на участке от аупр до 1,05—1,1 ао,2-

Для расчета железобетонных конструкций в предельном по прочности состоянии этот участок диаграммы также представляет •наибольший интерес, но требуется иметь достаточно точную информацию о закономерности соотношения оа—еа.п и при больших напряжениях вплоть до аа = <Тв.

Диаграмма растяжения на первом и третьем участках принимается по линейному закону, а на втором наиболее важном для решения поставленных задач — определяется исходя из сплайна третьей степени.

Расчет деформаций по уравнениям дает достаточную сходимость с опытными данными (см.  2) для большинства видов высокопрочной арматурной стали. Для стержневой арматурной стали практически всех видов погрешности расчета не превышают ±15^20% по Еа и ±30 МПа или ±3,0% оа при определении аа„

Статистические данные по параметрам диаграмм растяжения т], со,2, On и бр для всех видов высокопрочной арматуры приведены в табл. 1.

Вместе с тем для проволочной арматуры и арматурных канатов, а также некоторых других видов арматуры, характеризуемых высоким соотношением ао.г/сгв, превышающем 0,8—0,9 и относительно низкой величиной формулы могуг давать более значительные погрешности на участке от <го,2 до Кроме того для решения ряда задач требуется большая точность совпадения расчетных и опытных диаграмм. При этом усложнение расчета оправдывается требуемой точностью конечных результатов. Авторы работы предложили разделить диаграмму растяжения высокопрочных арматурных сталей, не имеющих явно выраженной площадки текучести на 4 участка: от оа до or Оупр до сто,2, от 0о,2 до оо,5 и от Со,5 до cjB.

Как показали исследования зависимости хорошо описывают поведение высокопрочных сталей, у которых диаграмма условно-мгновенных деформаций является монотонно возрастающей и выпуклой кривой.

С достаточной степенью достоверности можно принять, что для каждого класса высокопрочной арматурной стали параметры г), т)о,5 и г)в в большинстве случаев постоянны. Поэтому в каждом конкретном случае пользуясь уравнениями, табл. 1 и данными при испытаниях с обязательным определением хотя бы сгв и бр можно довольно достоверно описать диаграмму растяжения.

Приведенные данные позволяют рассчитывать предварительно напряженные железобетонные конструкции с использованием диаграмм растяжения арматуры и оценивать расчетом их изменение в результате преднапряжения, тепловых и других технологических и эксплуатационных воздействий.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Высокопрочная арматурная сталь

 

Смотрите также:

    

Арматура. Назначение и виды арматуры

Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая «таль) обладает значительным удлинением после разрыза-до 25% ( 1.18,а)...

 

АРМАТУРА. Стали для арматуры. Механические свойства арматурных...

Арматурная сталь должна обладать достаточной пластичностью, характеризуемой величиной относительного удлинения при растяжении...

 

...АРМАТУРЫ. При монтаже арматуры. Класс арматурной стали

Класс арматурной стали определяется по профилю стержней и по окраске их торцов. Так, арматурная сталь класса А-l имеет гладкий профиль; класса А-И...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь делится на классы от A-I до A-VII. В настоящее время класс арматуры обозначается также гарантированной величиной предела текучести...

 

Классификация и сортамент арматурной стали. Горячекатаная...

Горячекатаная арматурная сталь классов A-I и А-Н предназначена для употребления в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных железобетонных конструкциях.

 

Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурная проволока. Заводы...

§ 2. Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурную сталь делят на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную.

 

Профили арматурной стали. Арматурная сталь из углеродистой...

Маркировка арматурной стали должна содержать

Прокат арматур и изделий из стали. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаные стержни диаметром 6...80 мм. В зависимости от марки стали и соответственно...

 

...напрягаемых арматурных элементов. Поверхность арматурных сталей....

Допускается для напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций использовать арматурную сталь следующих видов

 

Арматурная сталь механически упрочненную в холодном состоянии...

Арматурная сталь выпускается в стержнях или мотках: сталь класса А240 (A-I) изготовливают гладкой, сталь классов АЗОО (А-И), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), A800 (A-V), A1000 (A-VI)...

 

Арматурная сталь в бухтах

Арматурная сталь в бухтах применяется в основном для заводского изготовления арматурных каркасов. Арматура. Заготовка и установка арматуры - круглая арматурная ...

 

Виды арматурных сталей и изделий для армирования железобетонных...

Арматурную сталь изготовляют с периодическим профилем согласно ГОСТ 5781-82 или ГОСТ 10884-94. Стержневую арматуру, упрочненную вытяжкой...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Горячекатаная стержневая арматура

Стержневая арматурная сталь в зависимости от класса и диаметра стержней изготавливается из углеродистой и низколегированной стали.

 

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. В сортамент арматурных сталей входят...

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. Классификация и сортамент арматурной стали. … Арматурная сталь винтового профиля

 

СТАЛЬ АРМАТУРНАЯ. Механические свойства арматурной стали

Арматурная сталь классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 должна выдерживать без разрушения 2 млн циклов напряжения...

 

Основные свойства арматурной стали

Сталь, используемая в качестве арматуры железобетонных конструкций, должна иметь
Для арматурной стали наиболее типична работа под действием растягивающих сил.

 

Арматура. Производство установка натяжение арматуры. Монтаж...

§ 26. изготовление и установка арматуры. Арматурная сталь, применяемая для армирования железобетонных конструкций...

 

Арматурная сталь винтового профиля Контроль качества упрочненной...

Арматурная сталь винтового профиля, как правило, должна поставляться в комплекте с соединительными элементами (муфтами, анкерными гайками и контргайками).

 

Арматурная сталь и изделия из нее

Арматурная сталь и изделия из нее. Общие сведения об арматуре. Сопротивление бетона растяжению в 10...

 

Классификация арматурных сталей. Марки арматурной стали

Классификация арматурных сталей. Арматуру, вводимую в бетонные конструкции для восприятия растягивающих усилий (при изгибе, растяжении...

 

Последние добавления:

 

ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД    Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции  

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель