Механические свойства арматурных сталей

Механические свойства (прочностные и деформативные) арматурных сталей устанавливают по диаграммам деформирования «напряжения – деформации», полученным при испытании прямым растяжением опытных образцов, вырезаемых непосредственно из арматурного стержня.

В зависимости от механических свойств арматурные стали традиционно принято разделять на две группы: так называемые «мягкие» стали, имеющие физический предел текучести, и «твердые» стали, не имеющие физического предела текучести.

Для «твердых» сталей, для которых наблюдается постепенный, плавный переход в пластическую стадию и на кривой «s_s–e_s» отсутствует ярко выраженная площадка текучести, вводят понятие условного предела текучести. Тогда, для «мягких» сталей напряжение f_yk, при котором деформации развиваются без заметного прироста нагрузки, называют физическим пределом текучести, а напряжение f_t, предшествующее разрыву – носит название временного сопротивления арматуры. Для высокопрочных сталей устанавливают условный предел текучести s _0,2 = f_yk – напряжение, при котором остаточные деформации D e_s составляют 0,2 % (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Диаграммы деформирования арматурных сталей

Для арматурных сталей, имеющих физический предел текучести, рассматривают следующие деформации, характеризующие основные этапы их работы под нагрузкой:

а) упругие деформации e _n, соответствующие напряжению f_n, определяемому по пределу пропорциональности;

б) упруго-пластические деформации e_ер, соответствующие напряжению f_e, определяемому как предел упругости;

в) деформации e_sy, соответствующие пределу текучести f_y;

г) деформации e_su, соответствующие временному сопротивлению арматуры f_t.

Для высокопрочных сталей установлен условный предел пропорциональности s _0,02= f_n, соответствующий напряжению, при котором остаточное удлинение составляет 0,02 %, а также предел упругости, принимаемый равным f_e = 0,8f_y

При испытании арматурных стержней на осевое растяжение в раз­рывных машинах устанавливаются следующие основные механические характеристики арматурных сталей:

- условный предел упругости о₀,02— напряжение, при котором от­клонение деформаций от линейной зависимостиа^ — e_v достигает 0,02%;

- физический предел текучести o_pt — наименьшее напряжение, при котором деформации арматуры возрастают без увеличения напряжений;

- условный предел текучести о_{0 2} — напряжение, при котором оста­точная деформация после полной разгрузки составляет 0,2%;

- временное сопротивление о_й — наибольшее напряжение, пред­шествующее разрушению стержня;

- относительное равномерное удлинение 6_р — изменение расчетной длины образца на участке, не включающем место разрыва, выраженное в % от первоначальной расчетной длины;

- относительное удлинение после разрыва 8, % — изменение расчет­ной длины образца, в пределах которой произошел разрыв;

- в зависимости от величины расчетной длины к букве 8 добавляется индекс, характеризующий эту длину, например, при / =5d деформация обозначается 85.

В качестве арматуры железобетонных конструкций наибольшее при­менение нашла стержневая горячекатаная сталь периодического про­филя (рис. 2.11). Форма периодического профиля улучшает сцепление арматуры с бетоном, что уменьшает ширину раскрытия трещин в бето­не при растяжении и позволяет избежать ряда конструктивных мер по анкеровке арматуры.

Стержневая арматура подразделяется на классы: горячекатаная клас­сов A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V и А-VI, термически и термомеханичеки упрочненную классов Ат-Ш, Ат-IV, At-V, At-VI, At-VII, упрочненная вытяжкой класса А-Шв.