WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«Холодная деформация Перспективы холоднодеформированного арматурного проката Сергей Мадатян, д.т.н., профессор, заведующий лабораторией арматуры Валерий Бондаренко, к.т.н., ведущий научный ...»

Холодная деформация

Перспективы холоднодеформированного арматурного проката

Сергей Мадатян, д.т.н., профессор, заведующий лабораторией арматуры

Валерий Бондаренко, к.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории арматуры

НИИЖБ ФГУП НИЦ «Строительство»

До середины прошлого столетия единственным видом арматуры железобетонных конструкций в нашей

стране была гладкая горячекатаная арматура из стали марок Ст.0 и Ст.3 по ГОСТ 380 класса А-I (А240).

Из этой стали строители собственными силами изготавливали в небольших количествах различного вида арматуру, упрочненную в холодном состоянии – витую, крученую, сплющенную, калиброванную. Поскольку указанный передел осуществляли в кустарных условиях, объемы и стабильность качественных характеристик оставляли желать лучшего.

С 1950-х годов начались систематические работы по созданию новых классов арматурных сталей.

Основное внимание было уделено повышению прочностных характеристик за счет изменения химического состава стали (введения различных легирующих добавок и повышения содержания углерода), упрочнения в холодном состоянии волочением или вытяжкой, термической обработкой или сочетанием указанных способов. В результате в 1950 г. было освоено промышленное производ-ство стержневой арматуры периодического профиля класса А-II (А300), в 1956 г. – класса А-III (А400) из горячекатаной стали марки 25Г2С, а в 1960 г. – этого же класса из более экономичной стали марки 35ГС. К освоению производства арматуры более высокого класса прочности (А500) приступили лишь в 80-х годах прошлого столетия.



К сожалению, в период бурного роста производства горячекатаной арматуры вопросам разработки холоднодеформированной арматуры периодического профиля не уделяли должного внимания, в результате чего такая арматура в нашей стране появилась лишь в 1970-х годах, когда на Череповецком стале-прокатном заводе была разработана технология изготовления проволоки периодического профиля класса Вр-1.

В странах Западной Европы промышленное производство холоднодеформированной арматуры класса прочности 500 Н/мм2 диаметром от 4 до 12 мм началось в конце 1950-х годов. В нашей стране в промышленных масштабах проволоку класса Вр-1 диаметром 3, 4 и 5 мм начали изготавливать лишь в начале 1980-х годов, после разработки ГОСТ 6727, и к началу 1990-х годов объемы ее производства и потребления достигли более 1,3 млн т в год.

С началом перестройки объемы потребления проволоки класса Вр-1 снизились до уровня 100– 150 тыс. т в год. В такой ситуации говорить о разработке технологии и оборудования для изготовления холоднодеформированной арматуры больших размеров не представлялось возможным. В это же время, получив финансовую самостоятельность, предприятия стройиндустрии смогли приобретать импортное оборудование и технологии для изготовления холоднодеформированной арматуры размером до 16 мм.

Просчитав экономическую целесообразность, Московский завод ЖБИ №18 (ныне ОАО «Моспромжелезобетон») приобрел в общей сложности четыре стана для изготовления арматуры диаметром от 5 до 16 мм. Одновременно было закуплено оборудование для производства сварных арматурных сеток, плоских каркасов и изделий из такой арматуры.

Успешная эксплуатация приобретенного оборудования позволила заводу выжить в трудные годы реформ и завоевать лидирующее положение на рынке арматурных изделий. К настоящему времени Моспромжелезобетон изготовил более 50 тыс. т холоднодеформированной арматуры класса В500 и изделий из нее.





В 1990-х годах, кроме ЖБИ-18, еще два стана приобрел Орлов-ский сталепрокатный завод. Однако изза финансовых трудностей он не смог расплатиться по лизингу, и станы были переданы НПО Армстройметиз в Орле, где проработали до 2006 г., изготавливая примерно по 6–8 тыс. т арматуры в год.

Начиная с 2003 г. аналогичную продукцию начал выпускать Производственный комплекс А и М в подмосковном городе Старая Купавна. (В 2007 г. проектная мощность комплекса доведена до 60 тыс. т в год.) В 2005 г. один стан для изготовления арматуры класса В500 приобрела компания Мосстроймеханизация. В это же время ДиПОС начала освоение производства такой же арматуры и сварной сетки из нее.

Из специализированных заводов холоднодеформированную арматуру диаметром лишь 6 мм до недавнего времени делали Череповецкий сталепрокатный и Магнитогорский метизно-металлургический заводы. Но из-за нестабильного качества выпускаемой арматуры она не пользовалась спросом у строителей, а объемы ее производства не превышали 0,5–1 тыс. т в год.

Холоднодеформированную арматуру диаметром свыше 5 мм изготавливали в основном на предприятиях стройиндустрии для армирования своих же железобетонных изделий. Объем ее производства не превышал 10 тыс. т в год при потребности более 500 тыс. т в год.

Так как холоднодеформированную арматуру изготавливают в бунтах массой от 1 до 2,5 т, то при ее технологическом переделе практически отсутствуют отходы, что ведет к сокращению непроизводственных затрат и снижению себестоимости изделий. Учитывая значительную экономию стали при применении арматуры класса прочности В500 взамен горячекатаной арматуры класса А400, а также возможность использования современных высокопроизводительных технологий арматурных работ, потребность в холоднодеформированной арматуре диаметром 3–12 мм класса прочности 500 Н/мм2 будет постоянно возрастать и к 2015 г., по прогнозам НИИЖБ, должна составить около 1 млн т в год, в том числе в виде арматурных изделий различного типа и назначения.

Реализовать упомянутые объемы упрочненной в холодном состоянии арматуры возможно лишь при стабильном соответствии ее эксплуатационных характеристик потребностям заказчиков, лучшим мировым аналогам и стандартам и при наличии нормативной и проектной документации, позволяющей ее применение наряду и взамен арматуры класса А500С. Кроме этого, для увеличения объемов продаж целесообразно организовать предприятия по изготовлению арматурных изделий, максимально приближенные к рынкам сбыта. Опыт Моспромжелезобетона и Производственного комплекса А и М показывает, что более 90% холоднодеформированного проката класса В500С реализуется в виде арматурных изделий и лишь менее 10% в виде товарной арматуры в бунтах.

Преимущества глубокого передела проката класса В500С очевидны:

• почти полное отсутствие отходов, так как при изготовлении арматурных изделий на автоматизированных линиях прокат стыкуют с помощью сварки, обрезая концы не более 5–10 см при длине бунта от 500 до 1000 м в зависимости от диаметра;

• возможность применения автоматических линий при изготовлении арматурных изделий (не требуется остановка линий для заправки арматуры);

• отсутствие продольного выступа (лампаса) обеспечивает лучшую проходимость проката в рихтующих устройствах и сварочных машинах, что приводит к сокращению расхода технологического инструмента и закручивает прокат вдоль продольной оси значительно меньше, чем при правке горячекатаной арматуры;

• дополнительный передел катанки при калибровке и профилировании улучшает равномерность свойств по длине и гарантирует высокие прочностные свойства при отработанном технологическом регламенте;

• настройка прокатных клетей не требует больших трудозатрат, что позволяет в короткие сроки организовать изготовление проката любого промежуточного диаметра.

Определенным психологическим барьером при применении холоднодеформированного проката взамен арматуры класса А500С является отсутствие площадки текучести на диаграмме растяжения, сравнительно низкие значения относительного удлинения при максимальной нагрузке (Аgt 2,5%) и отношения временного сопротивления к условному пределу текучести (в/0,2 = 1,05–1,1).

Рассмотрим подробнее влияние перечисленных факторов на напряженное состояние арматуры в нормальных к продольной оси сечениях изгибаемых железобетонных элементов. Для оценки влияния диаграммы растяжения на работу арматуры в изгибаемых железобетонных элементах применили расчетную модель, основанную на прямом учете параметров диаграммы растяжения арматуры.

При этом:

• предельные напряжения в арматуре, расположенной в растянутой зоне сечения, определяли исходя из средних ее деформаций в зоне изгиба и диаграммы растяжения;

• эпюру напряжений сжатого бетона в стадии разрушения сечения принимали прямоугольной;

• высоту сжатой зоны сечения и момент от действия внешних сил, воспринимаемый сечением, определяли из условий равновесия.

Не останавливаясь на методике расчета, представим результаты сравнительного теоретического анализа распределения напряжений в арматуре с площадкой текучести и без нее. Напряжения в арматуре с площадкой текучести при изменении в пределах от 0,1 до 0,46 ( от 0,2 до 1%) остаются на одном уровне.

В арматуре без площадки текучести, то есть с условным пределом текучести, даже при отношении в/0,2 = 1,02 напряжения растут практически пропорционально () и почти достигают временного сопротивления при = 0,3. При в/0,2 = 1,2 напряжения в арматуре достигают временного сопротивления даже при = 0,1. При этом превышение s над 0,2 растет с увеличением отношения в/0,2.

Приведенные результаты не свидетельствуют однозначно о преимуществах арматуры без площадки текучести во всех случаях. Сочетание малого процента армирования и недостаточного относительного удлинения может вызвать хрупкое разрушение изгибаемых или внецентренно сжатых железобетонных элементов при 0,1 из-за достижения в арматуре временного сопротивления.

Учитывая это обстоятель-ство было исследовано влияние отношения в/0,2 и относительного равномерного удлинения на возможность преждевременного разрушения железобетонных конструкций, оцениваемое по минимально допустимой величине. Проведенный анализ показал, что на минимальные процент армирования () и относительную высоту сжатой зоны бетона () существенное влияние оказывает величина относительного равномерного удлинения (р), изменение которой от 1 до 10% приводит, например, при в/0,2 = 1,2 к изменению от 0,14 до 0,017, то есть в 8 раз. Таким образом, величина отношения в/0,2 начинает сказываться на при значениях р менее 3%. При больших значениях р изменение отношения в/0,2 сказывается на очень слабо. Так, изменение в/0,2 от 1,02 до 1,5 при р = 1% приводит к изменению от 0,17 до 0,11, а при р = 3 и 8% – от 0,075 до 0,05 и от 0,030 до 0,022 соответственно.

Таким образом, на основании проведенных расчетов можно сделать следующие выводы:

при применении арматурной стали класса прочности 500 Н/мм2 напряжения в арматуре и прочность • нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов в исследованных пределах не зависят от отношения в/0,2;

• определяющим фактором является величина предела текучести (условного или физического);

• величина относительного удлинения при максимальной нагрузке перед разрывом (Аgt) должна быть не менее 2%. При меньшей величине Аgt возникает опасность разрушения арматуры при = 0,1–0,2 ( = 0,2–0,4%);

• при наличии условного предела текучести, то есть при отсутствии площадки текучести у арматуры, при = 0,1–0,35 достигаются более высокие предельные напряжения по сравнению с арматурой, имеющей физический предел текучести, поэтому холоднодеформированная арматура класса В500С с диаграммой, характеризуемой условным пределом текучести, является более предпочтительной для армирования железобетонных конструкций в достаточно широком диапазоне армирования;

• при оценке эксплуатационных свойств арматуры важным критерием является возможность применения ее в конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах. Холоднодеформированная арматура допускается к применению в конструкциях третьей категории трещиностойкости, эксплуатируемых как в слабоагрессивных, так и сильноагрессивных средах, что не допускается для термомеханически упрочненной арматуры.

Таким образом, как по техническим соображениям, так и по эффективности применения, арматура класса В500С диаметром 6–12 мм оказывается предпочтительнее горячекатаной и термомеханически упрочненной арматуры.

Одним из препятствий для массового внедрения холоднодеформированной арматуры в строительное производство является пониженное по сравнению с арматурой класса А500С на 4,8% расчетное сопротивление, что не представляется обоснованным. Такое снижение расчетного сопротивления правомерно лишь для арматуры класса Вр-1, так как у нее пониженная масса 1 м длины на 7–10%. Для арматуры класса В500С следует уравнять расчетное сопротивление с арматурой класса А500С, что позволит не пересчитывать проектную документацию специально на эту арматуру и применять ее наряду и взамен арматуры класса А500С.

Лаборатория арматуры НИИЖБ совместно с Моспромжелезобетоном и Производственным комплексом А и М разработали технические условия на изготовление блоков отделки тоннелей, изготовление арматурных изделий, включая арматурные элементы, сетки, плоские и пространственные каркасы, и освоили технологию их изготовления. В настоящее время в этой же лаборатории ведутся работы для создания «Рекомендаций» по применению холоднодеформированной арматуры класса В500С в железобетонных конструкциях.

С учетом изложенного выше считаем целесообразным принять меры по более широкому развитию производства холоднодеформированной арматуры класса В500С диаметром 6–12 мм, что позволит удовлетворить потребности строительства в арматуре периодического профиля этого диаметра и довести ее производство в 2008–2009 гг. до 500 тыс. т.

Похожие работы:

«Философия References 1. Arinin A. N. Modernizatsiya Rossii: postanovka problemy / A. N. Arinin, A. A. Galkin // Modernizatsiya Rossii kak uslovie ee uspeshnogo razvitiya v XXI veke / otv. red. A. N. Arinin. – M. : Rossiyskaya politicheskaya entsiklopediya (ROSSPEN...»

«Медиа философии, философия медиа Фридрих Киттлер Перевод с немецкого Ильи Инишева. Фридрих Киттлер (1943–2011). Германист, Публикуется с любезного историк медиа, теоретик электронных меразрешения автора. диа, многолетний директор Центра культуртехники...»

«Парапсихология и психофизика. 1997. №2. С.41-47. Трансформация активности мозга при переходе в состояние виртуального сознания О.И.Коёкина В данной работе представлена оценка условий, при которых может проявляться виртуальная, или потенциальная обл...»

«Федеральное агентство по образованию (Рособразование) Архангельский государственный технический университет Институт экономики, финансов и бизнеса БУХГАЛТЕРСКОЕ ДЕЛО Методические рекомендации по выполнению контрольной работы Архангельск Рассмотрены и рекомендов...»

«Министерство образования Российской Федерации Филиал Санкт-Петербургского государственного морского технического университета СЕВМАШВТУЗ Цуренко Юрий Иванович ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОРАБЛЯ СЕВЕРОДВИНСК УДК 629.123.001:63. Цуренко Ю.И. Автоматизированное построение...»

«ПРОГРАММА вступительного испытания для поступающих в магистратуру географического факультета Направление 05.04.02 – География (магистерские программы «Геоинформационные технологии в изучении и управлении природными и техногенными системами», «Ландшафтное планирование и дизайн ландшафта», «Географические основы т...»

«М. Б. Менский Квантовая механика, сознание и мост между двумя культурами* В чем отличия квантовой механики от классической? Почему в ней постоянно дебатируется вопрос о роли, которую играет сознание наблюдателя? Что такое интерпретация квантовой механики и почему существуют различные интерпретации? Мы о...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.