Я вспомнил
1metal.ru Металлургическая торговая площадка 1metal.ru Краткая информация о Применение арматурных сталей компаний России на металлоторгующей площадке 1metal.ru 4.6 stars на основе 95
Применение арматурных сталей

До последнего времени основным видом арматуры для железобетонных конструкций была арматура периодического профиля класса А400 (А-III). В РФ эта арматура изготавливается из стали марок 35ГС и 25Г2С, которые (особенно 35ГС) по общепринятым нормам являются ограниченно свариваемыми. В частности, для стали 35ГС СНиП 2.03.01-84* запрещена дуговая сварка вкрест, которая, к сожалению, до сих пор повсеместно применяется.

В результате большинство серьезных аварий железобетонных конструкций в процессе строительства происходит именно по причине дуговых прихваток стали 35ГС, а в отдельных случаях и 25Г2С.

Несмотря на высокую прочность сварных соединений этих сталей, выполненных контактной стыковой и другими видами сварки с большими тепловложениями, пластичность получаемых соединений очень низка, и они не выдерживают изгиба. Это вынуждает при строительстве зданий из монолитного железобетона с использованием арматуры класса А400 (А-III) из стали марки 35ГС полностью отказаться от сварки при выполнении арматурных работ и принимать значительные запасы по сечению арматуры, так как есть опасность дуговых прихваток сваркой, а надлежащий контроль за качеством арматуры и арматурных работ обеспечивать трудно.

Все европейские страны уже полностью перешли на применение в обычном железобетоне действительно свариваемой арматуры класса В500* с пределом текучести σт > 500 Н/мм².

В соответствии с требованиями Евростандарта EN 10080 эта унифицированная свариваемая арматура имеет химический состав, определяемый содержанием в стали углерода не более 0,22% и углеродным эквивалентом не более 0,5%.

Ассоциацией стандартизации в черной металлургии совместно с Госстроем России был разработан и выпущен стандарт СТО АСЧМ 7-96, который по аналогии с EN 10080 и ISO/DIS 6935-2 регламентирует нормы химического состава, механические свойства и другие нормативные требования к арматурной стали класса А500С. В соответствии с этими требованиями арматурная сталь выпускается термомеханически упрочненной в потоке проката, горячекатаной с микролегированием или холоднодеформированной. Способ производства и нижние границы химического состава выбираются заводом-изготовителем исходя из гарантий свариваемости без разупрочнения, пластичности (δ5 > 14%) и угла изгиба вокруг оправки диаметром 3d не менее 180° и т.д., а также нормируемой выносливости и других показателей.

Применение такой арматуры вместо класса А400, по зарубежным данным, обеспечивает 10%-ную экономию стали в строительстве.

НИИЖБ совместно с Западно-Сибирским металлургическим комбинатом и Белорусским металлургическим заводом ведет работы по освоению производства и применения унифицированной свариваемой арматуры класса А500С.

Пять металлургических предприятий России и стран СНГ изготавливают сертифицированную в системах ГОСТ Р и "Мосстройсертификация" сталь класса А500С (табл. 1).

Таблица 1.

Завод-изготовитель и выпускаемый сортамент

σ0.2

0.2

σВ

В

δ5

5

ЗСМК, 12-32 мм

579,3

39,9

692,0

45,4

20,0

1,77

Белорусский МЗ, 10-40 мм

578,6

26,0

696,3

25,4

22,4

2,0

"Криворожсталь", 10-32 мм

596,5

38,5

687,4

40,6

23,8

2,83

АО "Северсталь", 12-25 мм

583,2

41,26

689,2

33,0

22,5

1,68

Чусовский МЗ, 12-32 мм

555,7

21,9

726,1

28,7

23,3

3,0


3СМК, БМ3, "Криворожсталь" и "Северсталь" изготавливают термомеханически упрочненную сталь, а Чусовской М3 – горячекатаную с микролегированием ванадием. Кроме того, термомеханически упрочненную арматуру класса А500С диаметром 12-20 мм освоил Магнитогорский металлургический комбинат, а диаметром 10-40 мм начинает производить Оскольский электрометаллургический комбинат. В настоящее время нет ограничений применения этой арматуры ни по сортаменту, ни по объемам.

Как видно из данных табл. 1, браковочное или нормированное значение предела текучести σт по всем заводам-производителям арматурной стали класса А500С с 95%-ной вероятностью превышают 500 Н/мм². Расчетное сопротивление Rs обеспечивается с вероятностью, близкой к 100%.

При входном контроле арматуры на строительных объектах Центра "Поликварт" установлено, что средние минимальные значения σт, σв и δ5 составили соответственно 545,0 и 501,5 Н/мм², 662,2 и 633,2 Н/мм² и 21,0 и 16,8%.

Для эффективного применения в строительстве арматурной стали класса А500С НИИЖБом совместно с ГУП КТБ "МОСМ" и другими организациями были разработаны "Рекомендации по применению в железобетонных конструкциях термомеханически упрочненной свариваемой арматуры новых видов" (М., 1997 г.) и территориальные строительные нормы г. Москвы ТСН 102-00 "Железобетонные конструкции с арматурой классов А500С и А400С" (М., 2000 г.).

О преимуществах арматурной стали класса А500С по сравнению с арматурой класса А400 (А-III) можно судить по данным табл. 2.

К внедрению арматурной стали класса А500С в монолитном строительстве одним из первых приступил Центр по проектированию и строительству жилых и общественных зданий "Поликварт". Сотрудниками этого центра и НИИЖБа получен сертификат на технологическое ноу-хау (правила системы СООИС) № 98НХ381А "Эффективное применение арматурной стали класса А500С в монолитном и сборно-монолитном строительстве". Путем анализа проектно-технических решений конкретных объектов монолитного строительства установлено, что значительное сокращение металлоемкости при замене арматурной стали класса А400 (А-III) на А500С может быть достигнуто не только за счет более высокого расчетного сопротивления этой стали (см. табл. 2), но и в значительной степени в результате одновременного применения современных эффективных методов расчета, конструирования и технологических решений, приемлемых именно при использовании арматурной стали класса А500 С, а также надлежащего контроля качества арматурных и бетонных работ.

В соответствии с ППМ от 24.12.92 г. № 1110 "О комплексной реконструкции кварталов 26-27 Новых Черемушек ЮЗАО г. Москвы" функции заказчика возложены на ООО "Центр Поликварт".

Для сокращения сроков и стоимости строительства "стартового" переселенческого корпуса 9А квартала 26-27 Новых Черемушек, выполняемого по индивидуальному проекту Мастерской № 11 Моспроекта 1 с несущим каркасом из монолитного железобетона, а также других жилых домов этого квартала при Центре "Поликварт" был образован комплексный научно-проектно-строительный отдел (КНПСО).

Корпус 9А имеет 11-16 этажей, общую жилую площадь 17 800 м2. Шаг поперечных несущих стен здания равен 2,7-4,2 м. Первоначальные толщины стен и перекрытий составили 20, а после перепроектирования – 18 см, что увеличило общую жилую площадь здания и на 10% снизило нагрузку на фундамент от этих конструкций.

После выполнения всего комплекса вышеуказанных работ при проектировании и строительстве жилого дома, включая замену арматуры класса А-III на А500С, удалось уменьшить армирование стен и перекрытий несущего монолитного железобетонного остова здания по сравнению с первоначальным проектным решением на 372 т. Снижение объема арматурных работ при использовании арматуры класса А500С позволило в значительной степени сократить сроки строительства, а также улучшить его качество.

Эффективное внедрение арматурной стали класса А500С в процессе строительства дома № 9А стало возможным в результате активной поддержки Мосгосэкспертизы, с помощью которой удалось быстро согласовать на стадии строительства изменения в ТЭО и рабочих чертежах.

Центром "Поликварт" велось строительство по улице Архитектора Власова комплекса из трех 3-5-секционных 8-16-этажных жилых зданий с встроенными и пристроенными гаражами и развитой сетью помещений общественного назначения. Несущий остов этих зданий выполнялся из монолитного железобетона. При строительстве гаражей, ресторана в стилобатной второй части комплекса (корпуса ЗА) использовалась арматурная сталь класса А500С, что позволило сократить расход арматуры в этой части в среднем на 10%. Корпус 3Б стал третьей, заключительной частью строящегося комплекса. Архитектурную часть проекта этого корпуса, как и предыдущих, выполняла мастерская № 11 Моспроекта 1, конструктивную часть – НПСО Центра "Поликварт".

В отличие от первых двух корпусов при проектировании корпуса 3Б с самого начала предусматривалась только арматура класса А500С производства Белорусского метзавода и комбината "Северсталь". Так как здания по архитектурному замыслу имеют нерегулярную структуру вертикальных элементов несущего остова, состоящего в основном из колонн, отдельных стен и пилонов с расчетными пролетами перекрытий 4,2-6,6 м, то колонны каркаса из-за значительных нагрузок имеют высокое насыщение арматурой. При этом в первых двух корпусах проектировщики использовали для армирования колонн арматурные стержни класса А400 (А-III) диаметром 36-40 мм. Применение арматуры класса А500С привело к уменьшению сечения колонн, снижению диаметра рабочей арматуры до 32-36 мм, упрощению стыковки стержней по длине и обеспечило эффективное использование для их фиксации в проектном исполнении электродуговой сварки (см. табл. 2).

Таблица 2

Нормативные документы, механические свойства, области применения, эффективность

Класс арматуры

А400 (А-III)

А500С

Марка стали

35ГС

25Г2С

---

Нормативные документы для поставки

ГОСТ 5781-82

СТО АСЧМ 7-93

Нормативные документы для расчета и проектирования ж/б конструкций

СНиП 2.03.01-84

"Рекомендации" НИИЖБ ТСН 102-00

Временное сопротивление разрыву σВ, Н/мм²

590

590

600

Предел текучести σТ0.2), Н/мм²

390

390

500

Относительное удлинение δ5, %

14

14

14

Угол изгиба при диаметре оправки C=3d

90°

90°

180°

Расчетное сопротивление растяжению при Ø6,8 мм RS, Н/мм²

355

355

450

Расчетное сопротивление растяжению при Ø10-40 мм RS, Н/мм²

365

365

450

Расчетное сопротивление сжатию RSC, Н/мм

---

---

450

Расчетное сопротивление RSC, Н/мм

390

390

500

Применение при отрицательных температурах

до -40°C

до -55°C

до -55°C

Применение дуговой сварки прихватками крестообразных соединений

Запрещено

Не рекомендуется

Допускается

Применение в качестве анкеров закладных деталей

Допускается

Рекомендуется для повышенной надежности

Применение в качестве монтажных петель

Запрещено

Возможно

Возможный экономический эффект относительно арматуры класса А400 (А-III)

---

---

10-25%

Замена арматурной стали класса А400 (А-III) на А500С при сокращении армирования сопровождалась контролем сотрудниками НИИЖБ механических свойств поступающей на строительную площадку арматуры, а также качества арматурных работ.

Как показывает анализ проектных решений жилых домов с несущим остовом из монолитного железобетона и опыт надзорного наблюдения за рядом объектов строительства, замена продольной арматуры класса А400 (А-III) на А500С в сжатых элементах обеспечивает не только снижение ее расхода на 20-25% без увеличения стоимости арматуры, но и в значительной степени улучшает качество бетонирования вследствие уменьшения насыщения сечения колонн арматурой.

Внедрение арматурной стали класса А500С взамен арматуры класса А400 (А-III) не встречает затруднений в ее поставках и применении и позволяет экономить в среднем 10% рабочего армирования.

Автор: А.СЕМЕЧКИН, к.т.н., А. СЕМЧЕНКОВ, д.т.н. (Центр "Поликварт"); С. МАДАТЯН, д.т.н., проф., И. ТИХОНОВ, к.т.н. (НИИЖБ)