Застосування сталевої арматури в будівництві

Сталева арматура — це один з основних матеріалів, що використовуються в будівництві різних споруд, таких як будівлі, мости, дороги, тунелі тощо. Арматура являє собою стрижні або сітки зі сталі, які укладаються в бетонну конструкцію для збільшення її міцності та стійкості до навантажень.

Арматура виконує кілька важливих функцій у будівництві:

1. Запобігає розтріскуванню бетону під дією стискаючих і розтягуючих сил.
2. Підвищує несучу здатність бетонної конструкції і дає змогу використовувати більш тонкі перерізи.
3. Покращує сейсмічну поведінку бетонної конструкції і захищає її від руйнування під час землетрусів.
4. Сприяє рівномірному розподілу температур у бетонній конструкції і запобігає її деформації при перепадах температур.
5. Захищає бетон від корозії та хімічного впливу навколишнього середовища.

Для вибору оптимального типу і розміру арматури необхідно враховувати низку чинників, таких як:

• Геометрія і призначення бетонної конструкції.
• Вид і величина навантажень, що діють на бетонну конструкцію.
• Клас і марка бетону, використовуваного для заливки бетонної конструкції.
• Клас і марка сталі, використовуваної для виготовлення арматури.
• Умови експлуатації бетонної конструкції і вимоги до її довговічності.

Залежно від цих факторів, арматура може бути класифікована за різними ознаками, такими як:

1. Форма поперечного перерізу: кругла, квадратна, прямокутна, шестигранна тощо.
2. Наявність або відсутність рифлення на поверхні: гладка або рифлена арматура.
3. Спосіб виробництва: гарячекатана або холоднотягнута арматура.
4. Спосіб обробки: звичайна або термомеханічно зміцнена арматура.
5. Спосіб зварювання: зварювана або незварювана арматура.

Кожен тип арматури має свої переваги і недоліки, які необхідно враховувати під час проєктування і монтажу бетонних конструкцій. Наприклад, рифлена забезпечує краще зчеплення з бетоном, але має більшу схильність до корозії. Термомеханічно зміцнена арматура має високу міцність і дуктильність, але вимагає спеціальних умов зварювання. Зварювана арматура дає змогу створювати складні форми бетонних конструкцій, але потребує контролю якості зварних швів.

Одним із важливих параметрів, що впливають на вибір арматури, є тип сталі, з якої вона виготовлена. Сталь може бути розділена на кілька груп за хімічним складом і механічними властивостями:

• Вуглецева сталь: містить від 0,05% до 2% вуглецю і невелику кількість інших елементів. Це найпоширеніший і найдешевший тип сталі, який має хорошу зварюваність і оброблюваність, але низьку корозійну стійкість і температурну стійкість.
• Низьколегована сталь: містить до 5% легуючих елементів, таких як марганець, хром, нікель, молібден тощо. Ці елементи покращують міцність, жорсткість, втомну і корозійну стійкість сталі, але погіршують її зварюваність і оброблюваність.
• Високолегована сталь: містить понад 5% легуючих елементів, які надають сталі особливих властивостей, як-от висока температурна стійкість, кислотостійкість, магнітостійкість тощо. Цей тип сталі використовується для спеціальних цілей і має високу вартість.

Залежно від класу і марки сталі, арматура може мати різну межу міцності при розтягуванні (від 240 до 1800 МПа) і межу плинності при розтягуванні (від 200 до 1600 МПа). Межа міцності показує максимальне напруження, яке може витримати арматура без руйнування. Межа плинності показує мінімальне напруження, за якого арматура починає деформуватися пластично.

Під час вибору арматури необхідно враховувати співвідношення між межею міцності та межею плинності. Чим більше це співвідношення, тим більший запас міцності має арматура, але тим менша її дуктильність (здатність розтягуватися без руйнування). Для бетонних конструкцій бажано використовувати арматуру з високою дуктильністю, оскільки це підвищує її сейсмічну поведінку і дає змогу уникнути раптового руйнування під час перевантажень.

Таким чином, під час вибору арматури необхідно враховувати не тільки її тип і розмір, а й тип сталі, з якої вона виготовлена. Це дасть змогу забезпечити оптимальне поєднання міцності, дуктильності та корозійної стійкості арматури відповідно до умов експлуатації бетонних конструкцій.