Klasifikace a typy výztuže konstrukcí

Od nejjednodušších domácích staveb až po rozsáhlé stavební a infrastrukturní projekty, beton je srdcem každé vytvořené budovy, mostu, silnice nebo potrubí. Bez ohledu na povětrnostní nebo půdní podmínky a bez ohledu na návrhové zatížení konstrukce musí beton vždy fungovat spolehlivě a konzistentně. I když má beton značnou pevnost v tlaku (typicky až 280 na centimetr čtvereční v obytných a standardních komerčních budovách), má relativně nízkou pevnost v tahu, což znamená, že může erodovat nebo praskat při posunu sil. Pro snížení pevnosti v tahu se beton obvykle vyztužuje ocelí, například vyberte na webu: https://odintsovo.metall-dk.ru/catalog/armatura/ válcovaný kov z ocelí: ST3PS/SP, 32G2Rp, 35GS, 25G2S , ST3KP. V tomto článku se blíže podíváme na to, proč vyztužování betonu funguje a jak se toho dosahuje.

Co je železobeton?

Železobeton je jednoduše běžný beton, který byl zpevněn přidáním ocelových tyčí nazývaných výztužné nebo mřížkové panely. Beton samotný poskytuje většinu pevnosti v tlaku, což mu umožňuje odolat značnému zatížení, zatímco ocelová výztuž zvyšuje pevnost v tahu, což umožňuje konstrukci odolávat větru, vibracím a dalším smykovým silám.

Protože beton a ocel mají velmi podobné koeficienty tepelné roztažnosti, reagují téměř identicky na změny teploty, což znamená, že se roztahují a smršťují stejnou rychlostí, přičemž zachovávají strukturální integritu. Díky tomu je ocel ideálním partnerem pro vyztužení betonu.

Po přidání výztuže do betonu pro vytvoření kompozitního materiálu se pevnost tohoto železobetonu zvyšuje téměř dvakrát ve srovnání s betonem samotným.

Kdy by měl být beton zpevněn?

Jakýkoli stavební prvek určený k přenášení těžkých nákladů by měl být vždy vyztužen, zejména základy, podpěry, sloupy a podlahové desky. Bez vyztužení mohou být tyto prvky v určitém okamžiku své životnosti konstrukčně poškozeny nebo dokonce zcela selhat. Ne každý beton však vyžaduje vyztužení a jednoduché domácí vylití podlahy malého přístřešku nebo zahradní cesty se obejde bez vyztužení. Vždy je moudré vyhledat odbornou radu ohledně potřeby vyztužení, pokud si nejste jisti, a přidání výztuže, když to není nezbytně nutné, nijak nepoškodí váš stavební projekt a sníží pravděpodobnost nevzhledných trhlin.

Existují specifické pokyny, které by měly být dodržovány při navrhování betonové vozovky požadované pro projekt. Jak třída výztuže nebo sítě, tak hloubka zalití betonu budou záviset na požadavcích konstrukce a zatížení a pokrytí výztuže musí být také vhodné pro vytvářenou desku nebo prvek. Existuje řada britských norem, které se vztahují na betonové konstrukce, včetně BS 8110, stejně jako normy upravující výrobu samotných výztužných výrobků.

Jak zpevnit beton výztuží

Pro zpevnění betonové desky se přes celou desku v pravidelných rozestupech pokládají výztužné tyče, a to jak po délce, tak šířce. Tyče musí být svázány vhodnými výztužnými sponami a celá konstrukce výztuže musí být podepřena zespodu pomocí vhodných polohovacích nástrojů. Tato opatření zajišťují, že mřížka vytvořená z výztužných tyčí je ve stejné výšce od země (a od horní části betonu, který se lije) po celé ploše desky a že se výztuž během lití betonu nepohybuje. .

Jak vyztužit beton síťovinou

U větších projektů může být smysluplnější použít betonovou výztuž, protože je snazší položit přes velkou desku a také přináší úsporu nákladů. Jsou vyrobeny ze stejných deformovaných ocelových tyčí, které se používají k výrobě výztuže, ale jsou předem svařeny do plechů, typicky o rozměrech 2,4 x 4,8 m. Tyto panely jsou položeny přes desku, aby bylo zajištěno správné překrytí, aby byly vyztuženy všechny oblasti desky stejný. Síťové panely je stále třeba řádně zajistit a podepřít v pravidelných intervalech.

Závěry

Během zhruba minulého století se ocelová výztuž stala ústřední součástí betonových konstrukcí a je těžké si představit, jak by naše městská krajina vypadala, kdyby se železobeton nestal normou. Zatímco nový vývoj v oblasti výztuže probíhá závratnou rychlostí, betonářská ocel podle všeho zůstane na dlouhou dobu hlavním pilířem betonových konstrukcí.

Použité zdroje

1. Ocelová výztuž v betonu. Les Kenny. 18. března 2022. URL:buildeazy.com/steel-reinforcing-in-concrete/
2. Yandex.Ru
3. I google.co

V současné době je většina budov a konstrukcí postavena z betonu a oceli, což představuje železobetonové stavební konstrukce. Pevnost, spolehlivost a trvanlivost budov do značné míry závisí na přítomnosti výztuže v nich, která zpravidla doplňuje beton a zlepšuje jeho vlastnosti, což umožňuje zvýšené provozní zatížení, a to jak při ohýbání, tak při tlaku. Použití široké škály výztužných výrobků se stalo nezbytným pro výstavbu soukromých domů, jakož i pro výstavbu výškových budov, průmyslových budov a staveb. Pevnost železobetonu otevřela nové perspektivy moderní architektuře a dala vzniknout obrovskému množství inovací při tvorbě originálních fasád budov, jejich designu a designu. Stavby ze skla a železobetonu se staly charakteristickým znakem velkých měst a metropolí, nedílnou součástí moderní městské architektury s konceptem úspory místa a prostoru. Rozmanitost architektonických možností je způsobena širokým výběrem železobetonových výrobků a přítomností široké škály výztuže budov. Moderní trh s válcovaným kovem má různé typy ocelových výztužných výrobků, které v závislosti na konstrukčních prvcích mohou mít různé účely.

Definice a principy klasifikace stavební výztuže

Výztuž je válcovaný ocelový výrobek ve formě kruhové nebo periodické profilové tyče. Jako výztuž navíc působí i prefabrikované konstrukce v podobě objemových a plochých rámů, sítí a lan, které doplňují železobetonové konstrukční prvky pro zvýšení jejich pevnostních vlastností. Požadavky kladené na výztuž jsou dány potřebou jejího praktického použití ve spojení s betonovou maltou. Z tohoto důvodu musí mít ocelové výrobky vysokou mechanickou pevnost, spolehlivost, dobrou přilnavost k materiálu a soubor vysokých technologických vlastností a charakteristik. Dokument SNiP 2.03yu01-84 definuje hlavní typy betonářské oceli.

Výztuž prezentovaná na trhu válcovaných kovů je rozdělena podle řady charakteristik, mezi které patří typ oceli, orientace v konstrukci, účel, podmínky použití a další.

Výrobní technologie

Výztužné válcované výrobky se podle způsobu výroby dělí na dva typy:

• tvarovky deformované za studena, které jsou vyráběny v prodejnách hutních podniků na bázi ocelových přířezů bez tepelných účinků na kov. Díky tomu si jeho povrch zachovává atraktivní lesklý vzhled bez jakéhokoli znečištění. Kromě toho se tato kategorie výrobků vyznačuje zvýšenou odolností proti korozi a vysokou svařitelností. Kromě stavebnictví se tyče válcované za studena často používají ve výtvarných a dekorativních úpravách exteriérů a interiérů, kde hraje důležitou roli estetika;
• Za tepla válcovaná výztuž je nejoblíbenějším a nejrozšířenějším typem válcované výztuže. Jeho výroba spočívá v použití přířezů ve formě bloků, které se před válcováním na rolích v dílnách podniků zahřejí na požadovanou teplotu, aby kov získal požadovanou plasticitu. Sekvenční válcování na množství rolí s různými velikostmi umožňuje produktu dosáhnout požadovaných celkových rozměrů. Oblastí použití výztuže válcované za tepla je konstrukce a tvorba prvků s vysokou únosností na jejich základě.

Druhy výztužných ploch

V současné době nám výroba umožňuje vyrábět výztuž budov se dvěma typy povrchu:

• hladký, jehož povrch nemá výstupky a prohlubně, v důsledku čehož nemůže zajistit úplnou přilnavost k betonu. Z tohoto důvodu se při výrobě železobetonových výrobků s nízkou nosností používá hladká výztuž. Betonářská ocel s hladkým profilem se používá k upevňování rámů, zpevňování dlaždic nebo cihel a při lití podlah;
• Vlnitá výztuž se liší od hladké výztuže přítomností zářezů na povrchu výrobku. Díky nim se zvětšuje styčná plocha mezi ocelovými pruty a betonem. Řešení má zase zrnitou strukturu, která mu umožňuje držet na zářezech a zajišťuje spolehlivé a odolné spojení. V tomto případě se rozlišují následující typy zvlnění:

— srpkovitý profil je nejpevnější typ zářezu, který má nižší stupeň přilnavosti k betonu ve srovnání s prstencovým;

– prstencový profil – tvarovaný povrch s maximální úrovní přilnavosti k materiálu. Nevýhodou takového povrchu je přítomnost průsečíku žeber, na kterém je dosaženo kritického zatížení;

smíšený profil – výrobky tohoto typu kombinují obě výše popsané možnosti a jsou v praxi nejméně často používány kvůli jejich vysoké ceně.

Chemické složení

Výztužné ocelové tyče se liší svými mechanickými a výkonnostními charakteristikami v závislosti na chemickém složení použitém při výrobě materiálu. V tomto ohledu se produkty dělí na:

• armatury z legované oceli, která se vyznačuje přítomností, kromě uhlíku, i nečistot ve slitině jako je molybden, titan, mangan, chrom atd. Každá další složka ovlivňuje provozní parametry hotových výrobků. Například přítomnost křemíku umožňuje zvýšit mez kluzu a elasticitu, mangan zlepšuje pevnost a odolnost proti opotřebení;
• armatury vyrobené na bázi uhlíkové oceli. Jako polotovary se k tomu používají slitiny, které obsahují pouze železo a uhlík. V tomto případě lze vlastnosti oceli upravit pomocí objemového obsahu uhlíku ve slitině. Čím vyšší je, tím větší je tvrdost a pevnost slitiny. Významný nárůst objemu zároveň vede také k negativním důsledkům, včetně faktorů, jako je snížení lomové pevnosti a svařitelnosti.

Chemické složení se odráží v označení výrobků v jakosti oceli s písmenným kódem, kde G je mangan, T je titan, C je křemík, C je zirkonium, M je molybden a X je chrom. První čísla v razítku odrážejí průměrný obsah uhlíku v setinách procenta, čísla napravo od písmene udávají průměrný obsah kovu v procentech. Pokud za písmenem není žádná digitální hodnota, pak je obsah tohoto kovu menší než 1,5 %:

Označení výztuže

V závislosti na tom, jakou funkci plní tyče v konstrukci, se podle účelu rozlišují následující typy výztuže:

• pracovní – hlavní kategorie výrobků této třídy, která se používá pro vyztužení betonu a během provozu je určena ke zmírnění pnutí vznikajících při zatížení a zajišťuje integritu konstrukcí, budov a konstrukcí. Pracovní výztuž je zpravidla umístěna rovnoběžně s oblastí konstrukce. Takže například při pokládání základů se betonová výztuž provádí pomocí vodorovně umístěných konstrukcí při výběru pásových a deskových základů. A při instalaci sloupů nebo pilot je výztuž umístěna svisle a je navržena pro zatížení v jiné rovině. Pracovní typ výztuže musí mít na povrchu zvlnění pro zvýšení přilnavosti k betonové maltě;
• rozvodné armatury jsou pomocné. Pomocí výrobků tohoto typu se montují ploché i objemové výztužné rámy. Tyče umožňují rovnoměrné rozložení zátěže a uvolňují napětí z míst koncentrace vytvořených sil. Pracovní poloha takových tyčí může být vertikální nebo horizontální. Jako roznášecí výztuž se v naprosté většině případů používají tyče s vlnitým povrchem;
• montážní kování je druh výrobku určený pro upevnění rámů s možností montáže v libovolné rovině.

Třídy výztužných výrobků

V závislosti na mechanických vlastnostech a vlastnostech se za tepla válcované armovací kovové výrobky dělí do tříd, z nichž každá má své vlastní parametry a označení:

• Výrobky třídy AI (A240) jsou vyráběny na bázi ocelí jakosti St3kp, St3sp, St3ps. Výztuž má průměr od 6 mm do 40 mm s pevností v tahu 373 MPa. Relativní prodloužení po přetržení – 25 %;
• třída A-II (A300) patří k výrobkům vyrobeným na bázi slitin značek St5sp, 18G2S, St5ps. Průměr výztužného profilu třídy A-II je od 10 mm do 80 mm. Zároveň ukazatele relativního prodloužení po přetržení a dočasné pevnosti v tahu dosahují 19 % a 490 MPa;
• třída Ac-II (Ac300) má rozsah průměrů profilů od 10 mm do 40 mm a je vyrobena výhradně z oceli 10GT. Pevnost v tahu je 441 MPa, relativní odpor je 25 %, pevnost v tahu je 441 MPa;
• Armatury třídy A-III (A400) zahrnují výrobky s průměrem profilu od 6 mm do 40 mm. Materiálem pro výrobu tyčí je ocel jakosti 32G2Rps, 25G2S a 35GS. Charakteristiky relativního prodloužení po přetržení a dočasné pevnosti v tahu jsou 14 % a 590 MPa;
• třída A-IV (A600) je přiřazena výztužnému profilu s indexem pevnosti v tahu 883 MPa s průměrem profilu od 6 mm do 40 mm. Materiálem pro výrobu jsou slitiny 20ХГ2Ц a 80С. Hodnota prodloužení po přetržení je 6 %;
• Výztuž třídy AV (A800) je vyrobena na bázi slitiny oceli 23ХГ2Ц o průměru profilu od 6 mm do 40 mm s poměrným prodloužením po přetržení až 7 % a dočasnou pevností v tahu 1030 MPa.,

Výztuž čtyř tříd At-III, At-IV, AT-V a AT-VI je podrobena tepelnému tvrzení, což je označeno indexem „t“ v označení. Písmeno „C“ označuje výrobky, které lze spojovat svařováním. Písmeno „K“ označuje výrobky odolné proti korozi.

Napjatá a nenamáhaná výztuž

Kromě jiných charakteristik může být výztuž pro železobetonové výrobky předpínána. Nenapjatá výztuž rovnoměrně zvyšuje tlakové a tahové vlastnosti betonu a nemá žádný zamýšlený účel. Betonové prefabrikáty vyrobené na bázi předpjatých tyčí mohou po dlouhou dobu po celou dobu své životnosti vykazovat značné ohybové a lomové zatížení. Aby se zabránilo zborcení železobetonových desek a bloků, působí proti zatěžovací síle předpínací síla. Působí tak kompenzační síla, která zajišťuje trvanlivost budov a konstrukcí.

K vytvoření předpětí se používají mechanické zvedáky a speciální zařízení. Alternativně lze použít elektrotermální způsob napínání tyčí. K tomu prochází ocelovou tyčí elektrický proud, který způsobí její zahřátí. Díky tomu je výztuha prodloužena, načež je výrobek fixován, aby se zabránilo jeho stlačení po ochlazení.