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

Гармонизация норм Европейских и Российских стандартов для холоднодеформированной арматурной стали

<< назад
Полный текст



Мадатян С.А., д.т.н.,проф., зав.лаб. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им А. А. Гвоздева

В настоящее время НИИЖБ¢ом ведется активная работа по гармонизации Российских и Европейских норм по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а также естественно по нормативным требованиям к арматуре и бетону. Первым Российским нормативным документом гармонизированным с европейскими нормами является Государственный стандарт: ГОСТ Р 52544-2006 «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций» [1]. Этот стандарт унифицирован по основным компонентам с Европейским стандартом EN 10080 «Стальные изделия для армирования бетона. – Пригодная для сварки стальная арматура. – Общие положения» [2].
Вместе с тем, в соответствии с нормами отечественного СНиП 52-01-03 «Бетонные и железобетонные конструкции. Общие положения» и Свода правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» [3] нам при разработке ГОСТ Р 52544-2006 пришлось следовать классификации арматурной стали принятой в СП 52-101-2003, т. е. рассматривать отдельно горячекатаную и термомеханически упрочненную сталь класса А500 и холоднодеформированную арматуру класса В500.
В результате сохраняется ряд расхождений в подходах Европейских [2, 4, 5] и Российских норм [1,3] относительно требований прежде всего к холоднодеформированной арматуре.
Надо иметь ввиду, что в Европейской практике строительства из железобетона холоднодеформированная арматура диаметром 4-16 мм является широко применяемым продуктом, объем которой составляет около 40-50% всей используемой в строительстве арматурной стали и практически нет никаких ограничений по ее применению.
В России пока производство такой арматуры ограничено диаметрами 4-12 мм в объеме около 5% всей арматурной стали и широкое развитие ее применения только планируется.
В действующем основном документе по проектированию железобетонных конструкций без преднапряжения СП 52-101-2003 [3] холоднодеформированная арматура с нормативным пределом текучести 500 Н/мм2 выделена в отдельный класс прочности В500 и для него приняты следующие ограничения:
- коэффициент надежности по арматуре установлен равным 1,2 вместо 1.15 для горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры и соответственно расчетное сопротивление продольной арматуры для предельных состояний первой группы 415 Н/мм2 вместо 435 Н/мм2;
- базовая длина анкеровки увеличина на 20% за счет снижения расчетного сопротивления сцеплению. Более детально это будет рассмотрено ниже.
Очевидно, что вышеизложенные ограничения в свое время были введены с целью повышения безопасности конструкций, армированных этой арматурой. Но сейчас их безусловно требуется пересмотреть, так как без унификации Российских нормативов с нормами Европейских стран по арматуре гармонизация норм проектирования железобетона маловероятна.
Принципиальное различие современных общеевропейских [2, 4] и Российских [1, 3] стандартов состоит в том, что в EN 10080 и в Еврокоде не оговариваются отдельно требования к стали с нормативным пределом текучести 500 Н/мм2. Это связано с тем, что общеевропейские документы принимаются и утверждаются европейским комитетом стандартов CEN единогласно всеми странами EC.
Поэтому в EN 10080 и Еврокоде учитывается возможность применения в железобетонных конструкциях арматурной стали различной прочности с нормативным пределом текучести от 400 до 600 Н/мм2.
По этой же причине не оговаривается способ производства. Оставлены только те обязательные нормативы, которые приняты всеми странами и гарантируют безопасность применения арматуры.
К этим обязательным нормативам относятся:
- Нормы геометрии периодического профиля требующие выполнения условия «Поперечные ребра должны иметь серповидную форму и плавно переходить в сердцевину изделия», т.е. не пересекаться с продольными.
- Минимальные значения относительной площади смятия – fR, равные 0,035 для арматуры диаметром 5-6 мм, 0,040 для арматуры диаметром 6,5-12 мм и 0,056 для стержней диаметром более 12 мм. Интересно, что Еврокодом допускается применение арматуры и с меньшими значениями fR, но при условии расчетной и опытной проверки напряжения сцепления.
В Еврокоде [4] при определении расчетной длины анкеровки рассматриваются пять различных факторов влияния (см.табл.8.2.).
Это :
а1 – форма стержней, т.е. их кривизна или изгиб;
а2 – величина защитного слоя бетона;
а3 – наличие поперечной арматуры;
а5 – наличие поперечного давления,
а при определении длины нахлестки (см.табл.8.3) еще и а6 – процент армирования в зоне нахлестки.
Влияние конструкции периодического профиля в пределах fR превышающих указанные выше минимальные величины, установленные в EN 10080 и ГОСТ Р 52544 вообще не учитывается при расчете длины зоны анкеровки и длины нахлестки.
Этот факт хорошо известен по работам отечественных исследователей С.М.Скоробогатова, В.В.Дегтярева, автора и многих зарубежных ученых [6, 7].
Таким образом, включение в гармонизированный с Евростандартом ГОСТ Р 52544 любого другого периодического профиля арматуры не отвечающего нормам EN 10080 не представляется возможным.
Рассматривая нормы СП 52-101-2003 [3] отметим, что принципы расчета сцеплений здесь почти полностью совпадают с нормами Еврокода [4]. Однако в формуле Rbond = h1 × h2 × Rbt (8.2) коэффициент учитывает не положение стержня в изделии и условия для его сцепления с бетоном, а вид поверхности стержня и условия изготовления арматуры.
Соответственно
h1 = 2,0 для холоднодеформированной арматуры и 2,5 для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры, увеличивая как было указано выше длину зоны анкеровки холоднодеформированной арматуры на 20%.
В EN 10080 нет подразделения арматуры по классу прочности однако в стандартах европейских стран и Еврокоде [5, 4] со ссылкой на EN 10080 всю арматуру подразделяют на классы пластичности по минимальному соотношению sв/sт (ft/fу) и соответствующей минимально допустимой деформации (dmax) при максимальном напряжении (см.табл.1).
Фактически это разделение арматуры по способу производства А – холоднотянутая, В – термомеханически упрочненная и С – горячекатаная.

Таблица 1. Свойства арматуры по Еврокоду

Характеристики
продукции
Стержни и прутки в бунтах
Проволока
квантиль
качества
%
А
В
С
А
В
С
Физический или условный предел текучести Н/мм2
от 400 до 600
5
Минимальное отношение
К=
sв/sт (s0,2)
1,05
≥1,08
≥1,15
<1,35
≥1,05
≥1,08
≥1,15
<1,35
10
Нормативная деформация при максимальном усилии (разрыве), emax%
≥2,5
≥5,0
≥7,5
≥2,5
≥5,0
≥7,5
10


При этом расчетные сопротивления арматуры периодического профиля всех классов пластичности арматуры с пределом текучести sт ³ 500 Н/мм2 по Еврокоду [4] и стандартам различных европейских стран [5] базирующихся на EN 10080 принимаются одинаковыми, независимыми от технологии производства арматурной стали.
Это объясняется тем, что п.2.4.2.4 Еврокода коэффициенты надежности для материалов в предельном состоянии по несущей способности gs для всех видов обычной и напрягаемой арматуры принимаются 1,15.
Кроме того, Еврокод предусматривает использование в расчетах коэффициентов надежности для материалов в предельных состояниях по пригодности к нормальной эксплуатации, что снижает реально используемые расчетные сопротивления арматуры.
В п.3.2.4 Еврокода приводятся типовые диаграммы растяжения (se) для горячекатаной стали с sт и площадкой текучести и холоднодеформированной арматурной стали с условным пределом текучести s0,2 (см.рис.1, рис.3.7 Еврокода).
В нашей работе [7] показано, что такая диаграмма холоднодеформированной арматуры позволяет использовать эту арматуру более эффективно в широком диапазоне армирования железобетонных конструкций.
Для практических расчетов Еврокод предлагает идеализированную и такую же как и СП 52-101-2003 [3] расчетную диаграмму одинаковую для всех видов ненапрягаемой арматуры периодического профиля (см.рис.2, рис.3.8. Еврокода).
Таким образом, в этой части наблюдается полное единство наших и Европейских норм.

а) Горячекатаная сталь б) Холоднодеформированная сталь
Рис. 1. Диаграммы «s-e» для типичных арматурных сталей (показаны абсолютные значения для растягивающих напряжений и деформаций)

Рис.2. Идеализированная и расчетная диаграммы «напряжения-деформации» для растянутой и сжатой арматуры

Заключение

1. Холоднодеформированная арматура периодического профиля с пределом текучести s0,2 ³ 500 Н/мм2 является одним из наиболее эффективных и перспективных видов арматуры и ее производство и применение требует поддержки, в т.ч. путем обеспечения равных с другими видами арматуры класса А500 расчетных сопротивлений и условий применения в железобетонных конструкциях.
2. Для эффективного применения в железобетоне холоднодеформированной стали класса А500 (В500С) необходимо переработать разделы Свода правил СП 52-101-2003 [3] касающиеся нормативных требований к этой арматуре и гармонизировать их с нормами Еврокода [4].
3. Для этих же целей (см.п.2) после переработки СП 52-101-2003 необходимо соответственно доработать и ГОСТ Р 52544 объединив под одним обозначением А500С всю арматурную сталь этого класса прочности независимо от ее способа производства и строго придерживаться гармонизации этого стандарта с EN 10080 не допуская применений и дополнений к нему разрушающих эту гармонизацию.
4. Нельзя согласиться с докладчиками предлагающими выделить некоторые категории этой арматуры, как арматуры повышенной пластичности, т.к. вся холоднодеформированная арматура класса В500С должна отвечать нормам ГОСТ Р 52544 и иметь возможность применяться в любых условиях нашей страны, а применение сомнительных периодических профилей для нее практически только ухудшает реальное качество материала и железобетонных конструкций.
Литература
1. ГОСТ Р 52544-2006. «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия. М., Стандартинформ.2006.20с.
2. EN 10080. Стальные изделия для армирования бетона. Пригодная для сварки стальная арматура. Общие положения. CEN. Май 2005. 75с. (с приложениями).
3. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М.2004. 54с.
4. EN 1992-1-1. Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1.1: Основные правила и правила для зданий. Декабрь 2004. CEN. Brussel. 217с.
5. ВS 4449:2005. Стальные изделия для армирования бетона. Свариваемый арматурный прокат. Прутки, мотки и выпрямленные изделия. Технические условия. British Standards. 2005. 36с.
6. В.В.Дегтярев. Прочность сцепления арматуры периодического профиля с бетонами классов прочности В10-В100/Бетон и железобетон. -2006, № 6, с.13-18.
7. ACI Committee 408. Bond and Development of Straiqht Reinforcinq Bars in Tension (ACI 408R-03). American concrete institute, Farmihqton Hills. Mich-2003-49pp.
8. С. А.Мадатян. Холоднодеформированная арматура класса В500С//МЕТИЗЫ.-2008, № 2(18) С20-25.

 


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