RSS
Поиск
RSS
Главная страница
Ассоциация «РосМетиз»
Премия Ассоциации
Мероприятия
Журнал «Метизы»
Информационный портал
Проекты метизных производств
Все Новости
Интервью, обзоры, анализ
Мониторинг
Антидемпинговые Расследования
Рейтинг метизного рынка
Виртуальный музей
Контакты
Система рассылок
Карта сайта

Арматурная сталь. Обоснование целесообразности разработки и внедрения унифицированного стандарта (ГОСТ Р) «Прокат арматурный свариваемый для армирования железобетонных конструкций»

<< назад
Полный текст



Тихонов И. Н., заместитель директора НИИЖБ – филиала ФГУП НИЦ «Строительство»

В настоящее время в России для армирования железобетонных конструкций используется горячекатаный, термомеханически упрочненный и холоднодеформированный свариваемый арматурный прокат.
Этот прокат производится в соответствии с требованиями действущих нормативных документов ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94, ГОСТ 6727-80, СТО АСЧМ 7-93, ГОСТ Р 52544-2006, а также технических условий, разработанных на отдельные виды арматурного проката для различных производителей.
Требования указанных нормативных документов не согласуются по отдельным позициям, в некоторых случаях противоречивы и практически не увязаны с требованиями Евронорм.
Многообразие нормативных документов по производству свариваемого арматурного проката затрудняет его использования при проектировании железобетонных конструкций.
При этом технические требования существующей нормативной базы для проката строительного назначения и строительных нормативов по железобетону системно и органично не увязаны друг с другом, как это сделано в Евронормах EN 10080.
Нельзя считать совершенным в этом плане и действующий Свод правил по проектированию железобетонных конструкций. В этом нормативном документе по проектированию СП 52-101-2003 применяемый арматурный прокат подразделен на два класса: А и В, отличающихся механическими свойствами и технологией производства (упрочнения).
В класс А входит горячекатаный и термомеханически упрочненный арматурный прокат, в класс В – холоднодеформированный, в том числе холоднотянутый. Расчетное сопротивление при растяжении и сжатии арматурного проката класса А500 равно 435 МПа, а В500 – 415 МПа.
Критическое (предельное) значение полных относительных деформаций εs2 при максимальном растягивающем напряжении в арматуре sв для классов А и В принято равным 0,025.
Горячекатаный и термомеханически упрочненный арматурный прокат, объединенные в класс А, отличаются технологией изготовления и себестоимостью. Из-за повышенного содержания марганца и кремния горячекатаный арматурный прокат класса А400 (А-III) из широко распространенной марки стали 35ГС дороже термомеханически упрочненного проката класса А400 и А500 из марок сталей Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс на 10–1­5%.
Арматура класса А-III из марки стали 35ГС была принята в производство в 50-е годы XX века из-за отсутствия в то время технологии упрочнения в процессе прокатного производства арматуры. Эта сталь применялась при проектировании сборного железобетона практически во всех типовых проектах до начала 2000-х годов.
Так как типовые проекты, широко распространеные в строительстве железобетонных изделий, жилых домов, производственных и общественных зданий, применяются до настоящего времени и из-за отсутствия надлежащего финансирования практически не перерабатывались, арматура класса А400 (А-III) из марки стали 35ГС в большом объеме заказывается строителями и производится металлургами по настоящее время.
Эта арматура из-за содержания углерода более 0,22% относится к категории ограниченно свариваемых сталей. Ее применение в строительстве опасно из-за возможности хрупких разрушений в местах прихваток, выполненных электродуговой сваркой, вследствие поджогов (за границей арматура из марок сталей с углеродом более 0,22% запрещена к применению как свариваемая).
Опасность применения арматуры из стали марки 35ГС существенно возросла после начала массового применения арматуры классов прочности А400 и А500 из стали группы марок Ст3, для которой нормы допускают электродуговую сварку (С<0,22%), но визуально неотличимую от стали 35ГС.
Совершенно очевидно, что задача исключения горячекатаной арматуры класса А400 (А-III) из марки стали 35ГС из практики проектирования железобетона, производства и применения в строительстве является актуальной и экономически обоснованной и для металлургов, и для строителей.
Решение этой задачи может быть достигнуто путем жесткого ограничения для всех свариваемых арматурных сталей содержания углерода на уровне не более 0,22%, как это установлено в Евронормах.
Как уже говорилось выше, в своде правил СП 52-101-2003 для проектирования железобетонных конструкций по нелинейной деформационной модели рекомендовано в качестве критической величины для арматуры классов А и В использовать значение полного относительного удлинения (εs2), равное 0,025.
Такой подход при проектировании ответственных зданий и сооружений не позволяет использовать значительно превышающие эту величину пластические деформации горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры.
В Еврокоде (нормах проектирования) для ответственных зданий и сооружений, проектируемых с использованием линейных упругих расчетов с ограниченным перераспределением и пластических расчетов, рекомендуется применение арматурного проката категорий пластичности В и С с относительным удлинением εs2³ 0,05 и εs2³ 0,075 соответственно.
Применение такой арматуры при проектировании открывает возможность более полного контролируемого расчетом перераспределения усилий в статически неопределимых конструктивных системах, особенно при аварийных нагрузках.
Для объектов повышенной ответственности это обеспечивает значительное снижение металлоемкости железобетонных элементов при одновременном повышении их надежности.
В СП 52-101-2003 классом В объединены все виды холоднодеформированной арматуры, изготавливаемые по различным технологиям. Для всей арматуры этого класса принято расчетное сопротивление, равное 415 МПа, что делает ее неконкурентоспособной относительно арматуры класса А.
Снижение расчетного сопротивления в этом случае было обосновано низким соотношением временного сопротивления к условному пределу текучести, а также недостаточной пластичностью холоднотянутой арматурной проволоки класса Вр1 по ГОСТ 6727-80.
Используемые в настоящее время оборудование и технологии производства холоднодеформированного арматурного проката позволяют получать гарантированные высокие прочностные и пластические свойства.
Это позволяет холоднодеформированную арматуру класса В500 с εs2 ≥ 0,05 рекомендовать также для применения в ответственных зданиях и сооружениях с расчетным сопротивлением 435 МПа, то есть практически причислить ее к классу А500С.
Таким образом, назрела необходимость пересмотра требований к свариваемому арматурному прокату, принятых для его производства и применения в России. При этом целесообразным представляется использование системы требований и классификации арматурного проката, принятой в Евронормах.
Необходимо разделение всего производимого в России свариваемого арматурного проката, независимо от способа его производства, на три категории: А, В и С (по аналогии с Евронормами), которые отличаются пластическими свойствами и отношением временного сопротивления к физическому или условному пределу текучести.
Известно, что значительное влияние на эксплуатационные свойства (трещиностойкость и деформативность), несущую способность и эффективность перераспределения усилий оказывает сцепление арматуры с бетоном.
Зарубежными и отечественными исследованиями установлено, что эффективность сцепления арматуры с бетоном во многом зависит от относительной площади смятия ее поперечных ребер fR. По общепринятому мнению, оптимальное значение fR лежит в области от 0,07 до 0,09.
Однако повышение fR более 0,060 такими мерами, как увеличение высоты и сокращение шага ребер, для профилей общепринятых видов не приводит к улучшению сцепления, а при частом расположении поперечных ребер даже снижает его.
Целесообразно введение во все категории дополнительно рекомендуемого значения гарантированного браковочного минимума fR, равного 0,075.
Это позволит стимулировать совершенствование видов профилей арматуры с целью обеспечения и улучшения ее потребительских свойств.
Применение арматурного проката с fR³ 0,075 при проектировании железобетонных конструкций позволит повысить их эксплуатационные качества, а следовательно, надежность зданий и сооружений.
Указанные изменения могут быть отражены в новых нормативных документах: ГОСТ Р на свариваемый арматурный прокат, а также в новой редакции строительных правил (СП) по проектированию железобетонных конструкций, гармонизированной с Еврокодом.
Предлагаемая концепция комплекса технических требований к свариваемому арматурному прокату, унифицированных с Еврокодом, приведена в прилагаемой таблице.



Технико-экономические преимущества (бонусы), реализуемые за счет внедрения новых требований к свариваемому арматурному прокату
У металлургов
1. Снижение себестоимости арматуры на 10–15% за счет исключения из производства горячекатаного проката класса А400 (А-ІІІ) из стали 35ГС и его замены на термомеханически упрочненный прокат. Массовый переход на производство термомеханически упрочненной арматуры класса прочности 500 МПа.
2. Разделение номенклатуры производимого арматурного проката, заказываемого строителями по его потребительским свойствам, а следовательно, оплачиваемого ими по разной цене, определенной с учетом себестоимости, так как арматурный прокат с более высокими свойствами имеет и более высокую отпускную цену, что будет стимулировать совершенствование технологии его изготовления, и значит, повышение его конкурентоспособности.
3. Увеличение производства гладкого качественного арматурного подката на крупных металлургических предприятиях и расширение базы малых предприятий по его переработке в холоднодеформированную арматуру в региональных центрах.
Обеспечение строительного комплекса высококачественной холоднодеформированной арматурой класса прочности 500 МПа с соотношением sв/sт(s0,2) ≥ 1,08 и εs2 ≥ 0,05, с номинальным или минусовыми размерами. Широкое производство арматуры с промежуточными диаметрами.
4. Развитие региональных малых предприятий (сервисных центров) по производству легких и тяжелых сеток, каркасов, закладных и монтажных изделий для сборного и монолитного железобетона, в том числе с широким применением холоднодеформированной арматуры промежуточных диаметров.
5. Использование единого унифицированного с Евронормами нормативного документа (ГОСТ Р) по производству свариваемого арматурного проката независимо от способа производства.
У строителей
1. Исключение из практики строительства и проектирования железобетона опасной в применении, ограниченно свариваемой и дорогой арматуры класса А400 (А-III) из стали 35ГС с заменой этой арматуры на арматуру класса прочности 500 МПа, позволяющей экономить от 10 до 15% арматуры в железобетонных конструкциях.
2. Снижение стоимости строительства и повышение его надежности в результате широкомасштабного применения арматуры класса прочности 500 МПа путем учета ее высоких потребительских свойств при проектировании железобетонных конструкций.
3. Снижение на 10-15% расхода арматуры в железобетоне за счет массового применения в конструктивном, монтажном и расчетном армировании холоднодеформированного проката класса прочности 500 МПа с минимальными допусками и промежуточными диаметрами.
4. Увеличение эффективности армирования и надежности ответственных зданий и сооружений за счет широкого использования арматуры с улучшенными потребительскими свойствами, в том числе имеющей периодический профиль с fR > 0,075.
5. Эффективное использование при проектировании железобетона современных технических требований к арматурному свариваемому прокату, изложенных в едином унифицированном с Евронормами нормативном документе по его производству (ГОСТ Р), в комплексе с нормами проектирования, основанными на положениях Еврокода.

В подготовки статьи принимали участие:
Мешков В. З., начальник отдела ЦПЭ НИИЖБ;
Семенов А. А., Ассоциация «РосМетиз».

«Метизы» 1(20)-2009
февраля 2006 г.

 


Copyright © 2001-2012 SAA
Информационный портал о метизах
метизной промышленности и метизном рынке