АРМАТУРНЫЙ СТЕРЖЕНЬ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к арматурным элементам, предназначенным для изготовления железобетонных конструкций.
Известны арматурные стержни периодического профиля из термомеханически упрочненной стали класса Ат-ШС, с композитной структурой. Содержание углерода 0,28-0,37%, предел текучести 440-700 Н/мм. По сечению арматурный стержень имеет два слоя - внутренний с переходным участком и внешний - слой отпущенного мартенсита, параметры толщины которого колеблются в больших пределах [1].
2
Недостатками известных арматурных стержней, выполненных из таких сталей, является то, что они не обеспечивают требуемых эксплуатационных свойств железобетонных конструкций. Расчетное сопротивление такого арматурного стержня по СНиП 2.03.01-84 относительно низкое R=365 Н/мми не отличается от принятого для горячекатаной стали класса А-Ш (А400). Поэтому использование такой арматуры в железобетонных конструкциях приводит к значительному расходу металла и не обеспечивает требуемых технологических и конструктивных показателей железобетонных конструкций.
2
в
Наиболее близким известным техническим решением является арматурный стержень с периодическим профилем внешней поверхности, выполненный из термомеханически упрочненной стали. Для изготовления стержней использована упрочненная сталь класса А500С с содержанием углерода 0,14-0,27% и пределом текучести 500-680 Н/мм. При этом, наружный слой отпущенного мартенсита арматурного стержня выполнен толщиной, равной 0,05-0,20 приведенного диаметра стержня твердостью 23-30 HRC, а отношение временного сопротивления разрыву σ к пределу
т
2
текучести σ арматурного стержня равно 1,05-1,25 при относительном удлинении не менее 14% и удельной энергии разрушения не менее 36 Н/мм.
Использование такой арматуры в железобетонных конструкциях также требует значительного расхода металла и не обеспечивает требуемых технологических и конструктивных показателей железобетонных конструкций, т.к недостаточно развитая внешняя поверхность стержней не позволяет обеспечить требуемое сцепление арматурного стержня с бетоном, трещиностойкость и деформативность железобетонных элементов, а значительная толщина сечения не позволяет обеспечить равномерные по сечению прочность и пластичность.
Технический результат, полученный от использования предлагаемого технического решения, выражается в снижении расхода арматурной стали и повышении жесткости и трещиностойкости железобетонных конструкций.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.
Арматурный стержень периодического профиля выполняется из низкоуглеродистой стали с пределом текучести от 500 до 1000 Н/мм при относительным удлинении не менее 6%.
Стержень частично или целиком выполняется полым. В последнем случае он предпочтительно имеет форму трубы.
В поперечном сечении стержень может иметь форму круга, кольца, эллипса, квадрата, многоугольника или иную форму, а в продольном направлении он выполнен прямолинейным или криволинейным
Диаметр стержня может составлять до 160 мм, а толщина стенки полой части стержня от 1 до 40 мм.
Выполнение арматурного стержня из стали с такими свойствами, позволяет улучшить совместную работу арматуры с бетоном, т.к. наличие полости и увеличение диаметра предлагаемого стержня по сравнению с традиционным (круглого сплошного сечения) обеспечивает увеличение площади контакта поверхности арматурного стержня с бетоном и, соответственно, увеличение его сцепления с бетоном как за счет адгезии, так
и за счет периодичности профиля. Помимо этого, следует отметить, что в случае выполнения армирующего стержня полым с, по меньшей мере, одной открытой торцевой поверхностью, за счет проникновения бетона во внутреннюю полость стержня обеспечивается дополнительное увеличение усилия сцепления армирующего стержня с бетоном.
2
Были изготовлены и испытаны образцы предлагаемых полых арматурных стержней диаметром 15 и 20 мм. Выборочные результаты испытаний на растяжение представлены в таблице. Полученные данные свидетельствуют о технических преимуществах и эффективности полученных полых арматурных стержней с пределом текучести не менее 500 Н/мм.
Таблица
Шифр образцов
Диаметр, мм
Предел текучести, σ<sub>т</sub>
Временное сопротивление, σ<sub>в</sub>
Относительное удлинение, %
Н/мм<sup>2</sup>
N3x
15
609
701
8,6
N3x
15
656
739
8,6
N4x
15
775
856
7,8
N4x
15
724
816
7,1
N5x
15
597
688
8,6
N5x
15
683
783
8,6
N1
20
523
645
20,0
N1
20
584
684
16,7
N3
20
495
598
20,0