Прочность арматуры на разрыв: Определение прочности арматуры на разрыв
alexxlab | 29.05.2023 | 0 | Разное
Характеристики арматуры
СП 63.13330.2012
6.2.7 Основной прочностной характеристикой арматуры является нормативное значение сопротивления растяжению Rs,n, принимаемое в зависимости от класса арматуры по таблице 6.13.
6.2.8 Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rsопределяют по формуле:
где γs — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным 1,15 для предельных состояний первой группы и 1,0 — для предельных состояний второй группы.
Расчетные значения сопротивления арматуры растяжению Rsприведены (с округлением) для предельных состояний первой группы в таблице 6.14, второй группы — в таблице 6.13. При этом значения Rs,nдля предельных состояний первой группы приняты равными наименьшим контролируемым значениям по соответствующим стандартам.
Таблица 6.13
| Класс арматуры | Номинальный диаметр арматуры, мм | Нормативные значения сопротивления растяжению Rs,nи расчетные значения сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Rs,ser, МПа |
| А240 | 6 — 40 | 240 |
| А400 | 6 — 40 | 400 |
| А500 | 10 — 40 | 500 |
| А600 | 10 — 40 | 600 |
| А800 | 10 — 32 | 800 |
| А1000 | 10 — 32 | 1000 |
| В500 | 3 — 16 | 500 |
| Вр500 | 3 — 5 | 500 |
| Вр1200 | 8 | 1200 |
| Вр1300 | 7 | 1300 |
| Вр1400 | 4; 5; 6 | 1400 |
| Вр1500 | 3 | 1500 |
| Вр1600 | 3 — 5 | 1600 |
| К1400 | 15 | 1400 |
| К1500 | 6 — 18 | 1500 |
| К1600 | 6; 9; 11; 12; 15 | 1600 |
| К1700 | 6 — 9 | 1700 |
Значения расчетного сопротивления арматуры сжатию Rscпринимают равными расчетным значениям сопротивления арматуры растяжению Rs, но не более значений, отвечающих деформациям укорочения бетона, окружающего сжатую арматуру: при кратковременном действии нагрузки — не более 400 МПа, при длительном действии нагрузки — не более 500 МПа.
Для арматуры классов В500 и А600 граничные значения сопротивления сжатию принимаются с понижающим коэффициентом условий работы. Расчетные значения Rsc приведены в таблице 6.14.
Таблица 6.14
| Класс арматры | Значения расчетного сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, МПа | |
| растяжению Rs | сжатию Rsc | |
| А240 | 210 | 210 |
| А400 | 350 | 350 |
| А500 | 435 | 435 (400) |
| А600 | 520 | 470 (400) |
| А800 | 695 | 500 (400) |
| А1000 | 870 | 500 (400) |
| В500 | 435 | 415 (380) |
| Вр500 | 415 | 390 (360) |
| Вр1200 | 1050 | 500 (400) |
| Вр1300 | ИЗО | 500 (400) |
| Вр1400 | 1215 | 500 (400) |
| Вр1500 | 1300 | 500 (400) |
| Вр1600 | 1390 | 500 (400) |
| К1400 | 1215 | 500 (400) |
| К1500 | 1300 | 500 (400) |
| К1600 | 1390 | 500 (400) |
| К1700 | 1475 | 500 (400) |
Примечание — Значения Rscв скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки. | ||
6.2.9 В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик арматуры умножают на коэффициенты условий работы γsi, учитывающие особенности работы арматуры в конструкции.
Расчетные значения Rswдля арматуры классов А240 … А500, В500 приведены в таблице 6.15.
Для поперечной арматуры всех классов расчетные значения сопротивления Rsw следует принимать не более 300 МПа.
Таблица 6.15
| Класс арматуры | Расчетные значения сопротивления поперечной арматуры (хомутов и отогнутых стержней) растяжению для предельных состояний первой группы, МПа |
| А240 | 170 |
| А400 | 280 |
| А500 | 300 |
| В500 | 300 |
Два главных мифа о композитной арматуре.
Прежде, чем приобрести композитную арматуру, любой покупатель пожелает узнать особенности ее применения, положительные и отрицательные стороны, и главный источник информации – интернет.
Но понять, какая информация достоверна, не всегда удается. Попробуем дать ответ на наиболее сложные вопросы и развеять устоявшиеся мифы:
Миф первый: Арматура из композита – «резиновая». Подразумевается, что у композитной арматуры модуль упругости ниже, чем у стальной. Так ли это?
Модуль упругости:
Чтобы растянуть образец на заданное некоторое расстояние, необходимо приложить определенное усилие – это и есть модуль упругости. У композитной арматуры он составляет 45000 Мпа, у металлической – 200 000 Мпа. Значит арматуру из композита в 4 раза легче «растянуть». Однако проведенные исследования доказали, то у стальных материалов величина модуля упругости не постоянна и резко снижается при усилении нагрузки из-за появления пластических деформаций. Главная задача арматуры в бетоне – работа на растяжение и разрыв. У самого бетона модуль упругости имеет колебания в пределах от 20000 до 30000 Мпа, в зависимости от марки, но резиновым его назвать сложно.
Учитывая свойства материала, необходимо учитывать полный комплекс его характеристик, который включает относительное удлинение на разрыв, временное сопротивление разрыву, предел текучести, равномерное удлинение.
Конструкция из железобетона при нагрузке ведет себя следующим образом: После небольшого растяжения в бетоне появляются микротрещины, после чего металлическая арматура препятствует окончательному его растрескиванию. Микротрещины в нагружаемой конструкции явление обычное, так как даже при минимальной нагрузке предотвратить их появление невозможно. От модуля упругости арматуры зависит размер этих трещин, чем он меньше, тем сильнее бетон «провиснет». Чтобы вся конструкция не обрушилась, в действие вступает предел прочности. Чем выше этот предел, тем более сильную нагрузку выдержит бетон. У самого бетона предел прочности при растяжении в 8-20 раз ниже прочности при сжатии. Маркировка В25 означает, что данный класс материала способен выдержать давление на сжатие 25Мпа, а на растяжение всего 1-4 Мпа.
Деформация растяжения:
Использование стальной арматуры регулируется ГОСТами и СНиПами, так как со временем она подвергается коррозии, теряет свойства, что может привести к обрушению конструкции. Арматура из композита не ржавеет и разрушение ей не грозит. Однако появление трещин в бетоне не является только следствием коррозии. При усилии на разрыв деформация стеклопластика составляет до 2,8%, а металла 25%.
В СП52-101-2003 указано, что армированные бетонные конструкции дают трещины при деформации растяжения 0,015%, т.е. задолго до предела прочности арматуры, независимо от ее материала (композита или стали).
Если возникло желание заменить металлическую арматуру на композитную в перекрытиях или несущих стенах, необходимо произвести перерасчет проектно-технической документации, что позволит избежать появления крупных трещин. Перерасчет производится для конструкций, подвергающихся максимальным нагрузкам. В местах, где предполагается минимальная нагрузка, допускается замена металлической арматуры на композитную с меньшим диаметром. СНиП позволяет не производить перерасчет раскрытия трещин, не предусмотренных конструкцией. Поэтому элементы конструкции, не подверженные сильной нагрузке, можно смело выполнять с применением стеклопластиковой арматуры.
Миф второй. Равнопрочная или равнозначная замены? В чем разница?
Не следует путать равнопрочную и равнозначную замены. Если образец не уступает по прочности исходную конструкцию, то говорят о равнопрочной замене. В данном случае под прочностью подразумевается «предел прочности», максимальное механическое напряжение, после которого наступает разрушение материала.
В ГОСТе 1497-84 под прочностью понимается «временное сопротивление разрушения», напряжение, которое соответствует максимальному усилию перед разрывом образца при испытаниях.
Если произвести замеры двух образцов из металла и композитного материала, получим следующие показатели: прочность на разрыв у композита диаметром 10 мм составит 63000 Мпа, а у стали диаметром 14 мм 60 000 Мпа. Это показывает, что данная замена не является равнопрочной, так как арматура из композита прочнее на 5%. Отсюда вывод, что при равнопрочной замене металлическую арматуру диаметром 14 мм можно смело заменить на композитную с диаметром 10мм.
Что же такое равнозначная замена? При такой замене физические характеристики образцов должны быть идентичны. Если у стеклопластиковой арматуры модуль упругости в 4 раза меньше, чем у металлической, то для замены ее необходимо брать в 4 раза больше. Способность твердого тела деформироваться при приложении к нему усилия называют модулем упругости.
Этот термин включает в себя несколько физических величин. Рассчитаем диаметры материалов при равнозначной замене. Если композитного материала необходимо в 4 раза больше, то используя формулу площади круга получаем, что для замены металлической арматуры диаметром 10 мм требуется стеклопластик диаметром 20 мм.
Полученные расчеты необходимо учесть до начала строительства или составления проекта, и четко понимать разницу между равнозначной и равнопрочной заменой.
В конструкциях, где прогиб арматуры не имеет особого значения, целесообразно использовать более прочные композитные материалы. В плитах перекрытия или несущих стенах требуется использование металлической арматуры с высоким модулем упругости или производить перерасчет при использовании стеклопластика.
Множество различных марок арматуры и как их отличить
Опубликовано 1 января 2019 г.
Когда вы готовитесь начать строительный проект, многие марки стальной арматуры, доступные на рынке, могут в лучшем случае сбить вас с толку.
Но в чем разница между многими оценками? Как вы их различаете? Действительно ли имеет значение, какой тип вы используете в своем следующем проекте? Вот краткий обзор этих и других вопросов, которые помогут вам приступить к следующему проекту.
Какие бывают марки арматуры?
Арматурный стержень классифицируется по показателю прочности на растяжение в фунтах на квадратный дюйм. Уровень 33 начинается с нижней границы прочности, при этом сила увеличивается по мере увеличения номера класса. Марка 40 имеет минимальный предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм. Для сравнения, арматура класса 60 имеет минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел прочности на растяжение 90 000 фунтов на квадратный дюйм.
Как я могу отличить разные марки стальной арматуры?
Существует несколько способов определить разницу между марками стальной арматуры.
Один из самых простых — искать выбитые цифры и буквы между линиями на арматуре. Это может включать в себя набор из трех символов, таких как B6S. Это означает, что производитель указан буквой B, это арматура марки 60 и она изготовлена из стали. Если там есть другое число, оно может показывать размеры арматуры. Другой способ узнать это по линиям, проходящим между внешними ребрами. Если линии нет, стержень является арматурным стержнем класса 40. Если там есть линия, это арматурный стержень 60 класса. Третий способ определить это, посмотрев на краску на концах арматурного стержня. Если он одинакового цвета на обоих концах, арматурный стержень не пригоден для сварки. Но если один конец красный, а другой конец другого цвета, его можно приварить. В этой системе белый соответствует 33-му классу, желтый — 40-му, а зеленый — 60-му.0003
Насколько это важно, если я получу арматуру нужного сорта?
Арматурный стержень вашего проекта определяет, какой вес он может выдержать. Тип арматуры очень важен, если у вас есть проект, который будет выдерживать больший вес.
Для небольших проектов по благоустройству дома, таких как простой бетонный внутренний дворик, подойдет арматура с более низкой прочностью на растяжение, изготовленная из простой углеродистой стали класса 33. Вы бы не хотели, чтобы это поддерживало вашу крышу в стране землетрясений.
Поняв разницу между различными марками арматуры, вам будет гораздо проще найти нужный тип для вашего проекта или повысить прочность конструкции за небольшую дополнительную страховку. Но теперь, когда вы знаете, какая марка арматуры вам нужна, есть ли у вас инструменты для правильного выполнения работы? В BN Products мы всегда ищем клиентов, которым нужны долгосрочные партнерские отношения, и знаем, что ценовые предложения хороши настолько, насколько хорош сервис, который их поддерживает. Пожалуйста, не стесняйтесь проверить наш широкий выбор инструментов для работы с бетоном сегодня.
Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!
Прочность арматуры на растяжение – руководство по конструкции
Прочность арматуры на растяжение и прочность бетона на сжатие являются двумя основными параметрами прочности, которые мы учитываем при проектировании конструкций.
Мы используем арматуру там, где бетон подвергается растягивающим напряжениям и когда он недостаточно прочен, чтобы выдерживать нагрузки.
Таким образом, стальная арматура предназначена для того, чтобы элемент конструкции действовал вместе с бетоном. Сталь слаба на сжатие при воздействии вдоль. Составное действие является лучшим способом для этой проблемы.
Приведем типовой вариант напряжения-деформации арматурных стержней.
Какова прочность арматуры на растяжение?
На приведенном выше рисунке показаны типичные варианты отверждения стали под напряжением и деформацией.
Сначала она прямая, а после некоторого момента (мы назвали ее текучестью) становится нелинейной.
Максимальное напряжение (предельное напряжение), которому подвергается арматурный стержень при удлинении, называется пределом прочности арматурного стержня.
Это пик, после которого начинается образование шейки, а затем напряжение снижается, как показано на рисунке выше.
Прочность арматуры на растяжение является очень важным фактором, который нам необходимо знать в нелинейных конструкциях.
В линейном расчете прочность арматуры в основном считается до предела текучести. Однако, когда мы сосредоточились на нелинейных конструкциях, мы максимально использовали напряжение, которое арматурный стержень может оголить без разрушения.
Сейсмостойкие конструкции, расчетные конструкции для взрывных нагрузок, расчеты случайных нагрузок и т. д. в основном занимают нелинейный диапазон арматурной стали.
Изменение прочности арматуры на растяжение
Имеются отклонения в прочности на растяжение или предельной прочности арматурных стержней.
При увеличении прочности арматурного стержня его относительное удлинение уменьшается. Таким образом, для достижения предельного растягивающего напряжения требуется меньшее удлинение (или деформация).
Как показано на рисунке выше, прочность на растяжение увеличивается с увеличением класса арматурной стали.
Тем не менее, он показывает меньше напряжения, чтобы достичь отказа.
Как проверить прочность арматуры на растяжение
Во-первых, необходимо выбрать образцы для испытаний. Выборка осуществляется согласно соответствующему своду правил или спецификациям проекта.
В соответствии со стандартом BS 4449:2005 должны быть испытаны три образца для каждого номинального диаметра на каждые 30 тонн.
Для проведения испытаний на растяжение разработаны различные испытательные машины. На следующем рисунке показана типичная испытательная машина.
Как показано на рисунке выше, образец позиционируется, а затем сила будет прикладываться до тех пор, пока он не разрушится.
Теперь давайте посмотрим на типичное соотношение между напряжением и деформацией арматурного стержня, чтобы понять развитие прочности на растяжение.
- При приложении нагрузки к арматуре ее деформация постепенно увеличивается. До точки А напряжение и деформация пропорциональны, и уменьшение и увеличение нагрузки в этом диапазоне не вызывает остаточной деформации стержня.
- Соотношение напряжения и деформации в этом диапазоне также известно как ваши модули или модуля упругости . (Е = σ/ε).
- Увеличение нагрузки, напряжение достигает точки B, называемой точкой текучести , где начинается текучесть арматуры. Напряжение, при котором начинается текучесть, называется пределом текучести .
- От точки B до точки C дает армирование, которое представляет собой увеличение деформации при меньшем изменении деформации, и это пластическая деформация (постоянная) в стержне.
- За пределом текучести материал меняет свою кристаллическую структуру и становится более прочным, устойчивым к деформации. Следовательно, требуется дополнительное напряжение для получения дополнительной пластической деформации за пределами точки C. Это явление известно как деформационное упрочнение . В конце этого процесса нагрузка достигает своего максимального значения.
- Максимальное напряжение (точка D) предел прочности при растяжении он достигает до снижения стресса.
- При растяжении стержня за пределы точки D площадь поперечного сечения стержня уменьшается. Это локализованное уменьшение площади поперечного сечения известно как сужение .
- С уменьшением площади поперечного сечения несущая способность стержня значительно снижается, и в конечном итоге он выходит из строя в точке E. Прочность, при которой арматурный стержень разрушается, известна как прочность на разрыв .
- Кроме того, на приведенной выше кривой есть предсказание, как показано пунктирной линией с уменьшением площади поперечного сечения. Таким образом, фактическое напряжение/истинное напряжение будет выше указанного.
В конце этого процесса нагрузка достигает своего максимального значения. Это процесс, связанный с испытанием арматуры.