Отчет о прохождении учебно-профессиональной практики в строительной компании

2. АРМИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Назначение и виды арматуры

 

Арматура — стальные стержни, прокатные профили и проволока, расположенные в бетоне для совместной с ним работы.

Сборно-монолитные и монолитные ненапрягаемые конструкции армируют укрупненными монтажными элементами в виде сварных сеток, плоских и пространственных каркасов, которые изготовляют вне возводимого сооружения и затем устанавливают монтажными кранами. Иногда сложные конструкции армируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней с соединением их в законченный арматурный каркас сваркой или вязкой.

Арматуру подразделяют по назначению в конструкции на рабочую, распределительную и монтажную (рис. 1.21).

Рабочая арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие  в железобетонных конструкциях от собственной массы и внешних нагрузок.

Распределительная арматура служит:

• для равномерного распределения  нагрузок между рабочими стержнями;

• для обеспечения их совместной работы;

• для связи рабочих  стержней между собой, препятствуя  смещению рабочей арматуры при бетонировании.

Монтажная арматура обычно не воспринимает усилий, а обеспечивает точное положение вопалубке рабочих стержней и плоских арматурных сеток и элементов.

Основной в современном  строительстве является арматура периодического профиля, имеющая надежную анкеровку и повышенное сцепление с бетоном. При использовании стержней из гладкой арматуры для их лучшего закрепления в бетоне концы стержней, работающих на растяжение, делают загнутыми в виде крюков.

В гражданском строительстве  обычно применяют арматурные стержни диаметром 12...30 мм, в промышленном — арматуру диаметром до 40 мм, в гидротехническом — стержни диаметром 90... 120 мм. В качестве арматуры иногда применяют профильный прокат.

Рис. 2.1. Виды арматуры:

а — арматурные стержни; б—плоский каркас; в —  пространственный каркас; г — арматурные сетки: I — плоская; II — рулонная; д — арматурный блок; е — стержневая арматурная горячекатаная сталь: I—гладкая; II—периодического профиля; ж—каркас колонны из стержневой арматуры; з — то же, из жесткой арматуры; 1 — рабочие стержни прямые; 2 — то же, отогнутые; 3 — монтажные стержни; 4 — хомуты; 5 — распределительные стержни; б—сетки; 7—пространственный каркас; 8 — арматурный выпуск; 9 — уголок; 10— раскос

К арматурным изделиям относят  отдельные стержни (стержневая арматура), арматурные сетки, плоские и пространственные арматурные каркасы, арматурные изделия  для предварительно напряженных конструкций, закладные детали, монтажные петли и хомуты.

Стержневую арматуру (рис. 1.21, а, е) изготовляют гладкого профиля (из-за малой эффективности выпуск ее сокращается) и периодического с расположением выступов по винтовой линии или елочкой. Арматуру подразделяют в зависимости от технологии изготовления на горячекатаную (делится на 4 класса от А- I до А-IV) и горячекатаную с последующим упрочнением вытяжкой в холодном состоянии, она имеет 2 класса— А-IIв и А-IIIв.

Плоские стальные каркасы (рис. 1.21,6) обычно состоят из продольной арматуры, образующей один или два пояса и соединяющей их решетки в виде отдельных поперечных или непрерывных в виде змейки стержней. Большое количество поперечных стержней в каркасах, соединенных с рабочими стержнями точечной сваркой, создает надежное заанкеривание в бетоне продольных стержней по всей их длине и позволяет отказаться от загибания крюков даже при гладкой арматуре. Рабочая арматура унифицированных каркасов принимается диаметром от 10 до 30 мм, а распределительная — только диаметром от 10 мм (при сварке возможен пережог стержней меньшего диаметра). Применяют каркасы для армирования линейных конструкций — балок, прогонов, ригелей, пустотных настилов перекрытий.

Пространственные арматурные каркасы (рис. 1.21, в, д, ж) состоят из двух или четырех плоских каркасов, соединенных между собой отдельными стержнями или хомутами. Такие каркасы применяют для армирования колонн, балок, ригелей и фундаментов.

Иногда используют арматурные несущие каркасы, которые вместе с опалубкой называют арматурно-опалубочными блоками. Обычно такое решение принимают при необходимости возвести одиночную конструкцию пролетом в пределах до 9 м. В этом случае для армирования применяют прокатные профили в основном в виде уголков, полосовой и квадратной стали, что позволяет при некотором перерасходе на армирование обойтись без специальных лесов, стоек, поддерживающих опалубочный блок, уменьшить расход лесоматериалов, значительно сократить трудозатраты и сроки производства работ.

Сварные арматурные сетки (рис. 1.21, г) состоят из взаимно перекрещивающихся стержней, соединенных в местах пересечения сваркой. Их выпускают с продольной, поперечной и взаимно-перпендикулярной рабочей арматурой. В общем виде сетки объединяют рабочую и распределительную арматуру и состоят из отдельных проволок диаметром от 3 до 9 мм включительно и стержней из арматурной стали диаметром 10 мм, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных в местах пересечения контактной точечной сваркой. Эти сетки применяют при необходимости обеспечить конструкцию минимальным нерасчетным армированием. Расстояние между отдельными стержнями — в пределах от 50 до 250 мм, образующиеся между стержнями и проволоками ячейки обычно имеют размер от 50 х 100 до 150 х 250 мм. Общая ширина сеток по осям крайних стержней установлена от 900 до 3500 мм (сетка должна при транспортировании укладываться между продольными бортами грузового автомобиля).

Плоские рабочие сетки  выпускают шириной до 2,5 м, длиной до 9,0 м, иногда в соответствии с заказом  до 12,0 м. Продольные рабочие стержни  имеют диаметр 12...25 мм при шаге 200 мм, монтажная арматура обычно диаметром  от 8 до 12 мм при максимальном шаге до 600 мм. При необходимости сетки на заводах могут быть подвергнуты дополнительной обработке — вырезке отверстий, приварке дополнительных стержней и гнутью.

Сетки в виде рулонов имеют  широкую номенклатуру по применяемой стали, диаметрам стержней, размерам ячеек и ширине сеток. Длина сеток не оговаривается, но масса отдельного рулона не должна превышать 1200 кг.

Монтажные петли, выполненные  из арматуры, являются элементом сборных  железобетонных конструкций и предназначены  для строповки при подъеме  и установке.

Закладные детали — металлические  пластины, присоединяемые к арматурному каркасу конструкции на сварке, необходимы для соединения сборных элементов между собой при возведении зданий и сооружений; стыковку элементов осуществляют сваркой закладных деталей, заделанных в конструкции при их изготовлении.

Хомуты применяют для  соединения отдельных рабочих и  монтажных стержней в готовый пространственный каркас.

Для армирования предварительно-напряженных  конструкций чаще всего используют проволочную арматуру (рис. 1.22).

Проволочную арматуру подразделяют на несколько типов:

• арматурная проволока  низкоуглеродистая класса В-I и высокопрочная углеродистая класса В-II;

• проволочные пряди из трех-, семи - и многопроволочных прядей с правой свивкой, причем при перерезании  пряди их проволоки не раскручиваются;

• проволочные высокопрочные  канаты.

В последние годы начинают широко применять и неметаллическую  арматуру в виде стекловолокна и  асбеста.

Рис. 2. 2. Арматура для предварительно напряженных конструкций:

а—семипроволочная прядь; б— то же, 19-проволочная; в, г — проволочные канаты двухпрядевые (пряди из 7 и 19 проволок); д — то же, трехпрядевые; е, ж — многопрядевые канаты; з, и — пучковая арматура; 1 — рабочая проволока; 2, 9—вязальная проволока; 3— спираль; 4— коротыш; 5 — осевой стержень; 6, 7—наружное защитное покрытие

Стекловолокно в смеси  с цементным раствором образует стеклоцемент, обладающий высокой прочностью, но невысокими водо- и газопроницаемостью. Прочность цементного камня возрастает при использовании рубленого стекловолокна с хаотическим распределением его в конструкции. Также высокими прочностными характеристиками будет обладать монолитная конструкция при хаотическом распределении в ней обрезков арматурных стержней и проволоки.

С использованием асбестовых волокон производят асбестоцемент, изделия из которого обладают высокой  прочностью и непроницаемостью.

2.2. Состав арматурных работ

 

Арматурные работы включают в себя следующие процессы:

• централизованная заготовка  арматурных элементов;

• транспортирование арматуры на строительную площадку, сортировка и складирование;

• укрупнительная сборка арматурных элементов, изготовление арматурных изделий;

• установка в опалубку стержней, сеток, плоских, пространственных и несущих арматурных каркасов;

• соединение отдельных  монтажных единиц в единую армоконструк - цию;

• раскрепление армоконструкции, гарантирующее обеспечение надлежащего защитного слоя при бетонировании.

Все процессы армирования  железобетонных конструкций можно объединить в две группы: предварительное изготовление арматурных элементов и установка их в проектное положение.

2.3. Изготовление арматурных изделий

 

Арматурные изделия изготовляют  централизованно на арматурно-сварочных  заводах, в арматурных цехах и  мастерских.

Проволока диаметром до 10 мм и сталь периодического профиля  диаметром до 9 мм поступают в арматурную мастерскую в бухтах, а сталь больших диаметров — прутьями длиной от 4 до 12 м, объединенными в пакеты до 10 т. Готовые сетки для заготовки каркасов поступают плоскими или в рулонах. Складируют сталь на стеллажах раздельно по маркам, диаметрам и длине стержней. Хранение производят в закрытом помещении или под навесом, запрещено класть арматуру на земляной пол.

Процесс изготовления ненапрягаемой арматуры состоит из отдельных технологических операций (рис. 2.3.1.), которые объединены в следующие технологические группы:

Заготовительные операции включают: очистку и выпрямление стержней; соединение стержней в непрерывную плеть посредством стыковой сварки; разметку и резку на стержни требуемой длины; сварочные операции, выполняемые контактной точечной сваркой для плоских сеток и каркасов на одно- и многоэлектродных машинах, а также стыковой и дуговой сваркой;

 

Рис. 2.3.1. Заготовка арматуры:

1 — пост стыковой  сварки стержней; 2 — очистка стержней  от ржавчины; 3 — тянущие ролики; 4 — пост правки стержней; 5 — пост резки стержней

Сборочные операции, включающие установку и приварку закладных  деталей, отдельных криволинейных  и изогнутых стрежней, резку листовой и профильной стали, укрупнительную сборку пространственных каркасов из плоских каркасов и сеток.

Заготовительные операции ведут  двумя потоками — для катанки  и стержневой арматуры. Сталь, поступающую в бухтах (катанка) с бухто-держателей, направляют на станки-автоматы, одновременно производящие очистку поверхности стержня от ржавчины, правку искривлений проволоки и ее резку. Концы заканчивающейся и новой бухты соединяют в непрерывную плеть машиной для стыковой сварки. По ходу движения катанки установлены станки для точной резки и гнутья.

Стержни, поступающие на технологическую цепочку, правят, очищают от ржавчины, сваривают стыковой сваркой в непрерывную плеть во избежание отходов, затем их режут на обрезки с заданными размерами и, при необходимости, передают на станок для гнутья.

2.4. Соединение арматурных элементов. Способы сварки

 

Установку арматуры и арматурных изделий осуществляют машинами и механизмами, используемыми на строительной площадке. В отдельных случаях и в неудобных для применения механизмов местах производят ручную укладку арматуры и ее вязку.

Основные способы соединения арматурных стержней между собой — укладка внахлестку или сварка. Соединение нахлесткой без сварки используют при армировании конструкций сварными сетками или плоскими каркасами с односторонним расположением рабочих стержней арматуры и при диаметре арматуры не выше 32 мм. При этом способе стыкования арматуры величина перепуска (нахлестки) зависит от характера работы элемента, расположения стыка в сечении элемента, класса прочности бетона и класса арматурной стали.

При стыковании на сварке сеток  из круглых гладких стержней в  пределах стыка следует располагать не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приваривать поперечные стержни в пределах стыка не обязательно, но длина нахлестки в этом случае должна быть увеличена не менее чем на пять диаметров свариваемой арматуры. Стыки стержней в нерабочем направлении (поперечные монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм — при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 26 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении рекомендуется укладывать впритык друг к другу с перекрытием стыка специальными стыковыми сетками с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм.

При сварке арматуры между  собой металл оказывает небольшое  сопротивление прохождению электрического тока. В соответствии с законом Джоуля—Ленца для сокращения времени сварки и повышения производительности труда применяют токи большой силы, доходящей до 50000 А и невысокое напряжение — не более 30...60 В. При контактной сварке в месте контакта сопротивление движению электрического тока во много раз превышает сопротивление на остальном пути тока, здесь усиленно выделяется теплота, металл разогревается до пластического состояния, пересечение стержней сжимается и происходит их сварка.