Соколовский П.И. Арматурные стали
Подождите немного. Документ загружается.
Наиболее
эффективным
средством
повышения
прочностных
СВОЙС'ТВ
арматурных
сталей
является
термическая
обработка.
Однако
термически
упрочненные
арматурные
стали
:не
свари
ваются.
Повышение
мехачвичеоюих
свойста
может
'быть
при
этом
на
столько
высоюим,
что
применение
термически
упрочненной
ар
матурной
'стали
'В
железобетонных
конструкциях
является
перспек-пивным
при
механических
способах
соединения
стерж
ней,
Поэтому
'на/ряду
'с
применением
горячскатаной
арматурной
стали
обычной
и
повышенной
прочноспи
перспектинным
Я-В
ляется
р
азвитие
проиэводства
термически
упрочненной
арма
турной
стали
с
пределом
текучести
от
80
до
:120
кг'мм».
Применение
термически
упрочненной
ар
м
атурной
стали
в
желеэобетонных
конструкциях
обеспечит
экономию
металла
до
40-50
О/О
•
Одновременно
'с
высокой
прочностыо
термически
упрочнен
ная
арматурная
'сталь
обладает
маЛ1ОЙ
склонностью
к
хрупким
разрушениям,
низкой
чувствительносгью
IK
старению,
повышен
НОЙ
стойкостью
К
потерям
напряжений
.вследствие
ползучести
и
релаксации.
ГЛАВА
I
АРМАТУРНЫЕ
СТАЛИ
(Общие
сведения)
1.
КЛАССИФИКАЦИЯ
СТАЛЕЙ
В
СССР
производится
зн
ачигельное
количесгво
стали
для
ИЗГОТ10'вления·
стержневой
арматуры,
:применяем'ойв
железобе
гонных
конструкциях.
Арматурные
стали,
изготовляемые
в
СССР,
могут
бытъ
классифицированы
'по
следующим
призн
а
кам:
способу
выплавки,
технологии
расюисления,
химическо
му
составу,
способу
деформации,
способу
уп
рочнени
Я
,
профилю,
механическим
свойствам.
ов
ариваемости
и
условиям
примене
ния
(рис.
3).
Арматурные
стали
'выплавляют
в
мартеновских
печах,
'КОН
вертерах
с
основной
футеровкой
'с
продувкой
юислородом
свер
ху
и
'в
конвертерах
'С
кислой
футерОВК1ОЙ
-6еоС'емеР-О8'ек'их.
Наиболее
распространенными
'в
СССР
являются
арматур
ные
стали,
выплавляемые
.в
мартеновских
печах.
За
последние
годы
усиленно
раэвивается
производство
этой
стали
в
'конвер
т-ерах
'с
продувкой
кислородом
сверху,
Изготовление
арматур
ной
бессемеровской
стали
весьма
огр
ан:ичено.
По
технологии
.р
аскисления
арматурные
.сгали
делятся
на
спокойные,
полуспокойные
икипящие.
Основное
количество
ар
матурной
стали,
'Выплавляемой
'в
Советском
Союзе,
пронаводит
ся
'спокойной.
Исследована
[3, 4]
'возможность
замены
спокойной
стали
СТ.Б
ПОЛУ'С,ПОК1ОЙ'НОЙ
.для
изготовления
стержневой
арматуры
пе
риошичеокого
'Пр1Оф:ИЛЯ;
эта
'Замена
может
дать
экономию
стали
на
8-100/0
за
счет
уменьшения
обрези
слитка.
Кипяшан
сталь
марки
Ст.3
применяется
IB
ограниченном
количестве.
По
химическому
составу
.арм
атурная
сталь
целится
на
две
группы
-
углеродистую
и
ниэколегированную.
В
настоящее
время
сгерж
невая
.арм
атур
а
иэготовляется
преимущественно
из
углеродистой
стали
С'Т.Б
IИ
'в
эиачительно
меньшем
количестве
из
стали
Ст.З.
С
каждым
годом
растет
производство
стержневой
армату
ры
иэ
ииэколепированной
ст
али.
11
опапв
tJЛIl
'.IJгоmоJлеНU!J
;;mержнеlоu
-,рцаml/p6I
~
~
"
t-----+---I~
........
,.J
~
~
~
Рис.
3.
Классификация
арматурных
сталей,
изготовляемых
в
СССР
По
способу
деформации
стерж
нсвая
арматура
делится
на
горячек
аганую
и
холоднодеформированную
(холодносплющен
ную).
Горячек
аганая
стерж
невая
арматура
обладает
преиму
шествами
по
ср
авнению
'с
холоднодеформированной
-
возмож
ностью
массового
производсгва
на
.сущесгвующем
оборудов
а
нии
металлургических
э
аводов
и
лучшей
овариввемостью.
По
этому
основное
количество
стержневой
арматуры
изготовляет
ся
горячекатаноЙ.
Арматурные
горячекатаные
стержни
могут
быть
упрочнены
в
холодном
IСОС'ГОЯНИИ.
В
СС,СР
распростр
авен
способ
упрочне
ния
стержневой
арматуры
вытяжкой,
позволяющий
повысить
расчетные
напряжения
и
дающий
значительную
экономию
стали.
Весьма
эффектнвным
л.редством
повышения
прочности
ар
матуры
является
термическое
упрочнение,
не
получившее
еще
достаточно
Ш:ИРОКОГ10
.р
аспростр
анения.
По
основной
хар
актери
спике
механическах
свойств
-пр,еделу
'текучести
-
арматурные
горячекат
аные
сгади
делят
на
четыре
класса:
1-
O's>24
кглмм»,
11
- O's > 30
кг/м-м
2
,
III- O's > 40
кглмм",
IV - O's > 60
кг'мм»:
кроме
того,
имеется
холодносплющенная
ар
матурная
сталь
с
о,
> 35
кг/мм
2
•
По
условиям
применениястержневая
.арм
атура
может
быть
ненапрягаемой
(классы
A-I, A-II, A-III) -
для
обычных
Iи
пред
варительно
напряженных
конструкций
и
напрягаемой
(клас
сы
A-IV, A-IIB, A-IIIB) -
для
предварительно
напряженных
КОЕ
струкций.
Большинство
применяемой
в
С'С,СР
горячскатаной
стержне
'ВОЙ
арматуры
является
свариваемой,
за
исключением
арматуры
из
нескольких
опытных
сталей.
Горячекатаную
стержневую
ар
матуру
IИЗ
стали
классов
A-II
IИ
A-III
сваривают
контактной
сты-
ковой
И
точечной,
дуговой
шовной
и
ванной
электросваркой.
Стержневая
арматура
иэ
стали
кл.асса
A-IV
лелится
на
две
груп
пы:
ограниченно
овариваемую
'к.онтаКТН1ОЙ
·СТЫКОВОЙ
IИ
дуговой
шовной
электрооваркой
(при
соблюденни
специальных
правил)
и
.несвариваемую
сталь.
Термически
упрочненная
арматура
(классы
Ат-У,
Ат-УI
И
AT-VII)
ОТНООИТ,СЯ
кнесаариваемой.
1.
СУ
АЛИ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ
В
СССР
Марзои
стали,
химический
состав
Iи
механические
свойства
арматурных
сталей,
применяемых
'в
СССР,
приведены
в
табл.
1.
Из
применяемых
'В
строительстве
.арм
атурных
сталей
не
большое
количество
их
стандартизовано:
кроме
того,
действует
эн
ачительное
количество
технических
условий,
по
которым
заво
ды
изготовляют
стержневую
.арм
атуру
'из
новых
сталей,
оовое
ние
которых
еше
не
полностью
закончено.
.13
Таблица
1
Стали
для
изготовления
стержневой
арматуры,
применяемые
в
СССР
Механичс-
ti
ские
свой-
Способы
:I:
Содержание
элементов,
%
ства
при
ра-
Проба
на
хо-
*
стяжении,
Марка
о.
ГОСТ
не
менее
лодный
загиб
Q)
(С
-
диаметр
f-o
----
I
u
или
ТУ
~ ~
оправки;
стали
о.
...
~
~
d -
диаметр
I
CI)
<,
<,
стержня)
выплавки
раскисления
:Е
fU
fU
~
I
с';!
:с:
:с
::~
u3
с::
u
~
~
tQ
~~
о
:€
t)
t)
t,Q
МСт.3
Мартеновский
Спокойный
6-40
380-60,
0,14-
0.12-1°·40-
-
24 38 25
1800,
С
==
0,5
d
5781-61
0,22
0,30 0,65
МСт.3кп
»
Кипящий
6-40
380-60,
0,14-
<:0,070,30-
- 24 38 25
1800,
С
==
0,5
d
5781-61
0,22
0,60
БСт.3
Бессемеровский
Спокойный
6-40
380-60,
-<0,12
0,12-
0,25-
-
24
38
25
1800,
С
==
0,5
d
5781-61
.0,35
0,55
БСт.3кп
«
Кипящий
6-40
380-60,
-<0,12
-<0,07
0,25-
-
24
38
25
1800,
С
==
о,
5 d
5781--61
0,55
КСт.3
Конвертерный
Спокойный
6-40
9543-60
0,14--
0,12-·
0,40-
-
24
38
25
1800,
С
==
о,
5 d
0,22 0,30
0,65
КСт.3кп
»
Кипящий
6-40
9543-60
0,14-
-<0,07
0,30-
-
24
38
25
1800,
С
==
0,5
d
Спокойный
0,22
0,60
МСт.5
Мартеновский
10-40
380-60,
0,28-
0,15-
0,50-
-
30
50 19
1800,
~
==3
d
5781-61
0,37
0,35
0,80
МСт.5пс
Полуспокойн
ый
10-25
ЧМТУ
0,30-
0,05-
0,60-
-
30
50 19 1800,
С
~
3 d
»
10--63
0,39
0,15
0,90
УНИИМ
БСт.5
Бессемеровский
Спокойный
10-40
380-60,
0,17-
0,12--
0,50-
-
30
50
19
1800,
С
~
3 d
5781-61
0,30
0,35
0,80
КСт.5
Конвертерный
»
10-40
9543-60
0,28-
0,15-
0,50-
-
30
50
19
1800,
С
= 3 d
0,37
0,35
0,80
КСт.5пс
Полуспокойный
10-25
ЧМТУ
0,33-
0,05-
0,60-
-
30
50
19
1800,
С
==3 d
»
10-63
0,40
0,15
0,90
УНИИМ
18Г2С
Мартеновский
Спокойный
40-90
5058-57
0,14-
0,60-
1,20-
-
30
50
14 1800,
С
= 3 d
0,23
0,90
1,60
...
, -
..' .
---
-
0."._
•
__
.....
.-'-
,.-
---
- --
."_.-
--
----
--- ._--
...
5 ......_...._
~
~
Продолжение
табл.
1
Содержание
элементов,
%
Марка
стали
Способы
выплавки
раскисления
ri.
::с
:Е
с,
Q)
1-0
(J
с,
1-0
Q)
::Е
~
=~
t::t:~
ГОСТ
или
ТУ
о
ёi3
с
::z
L-o
о
Механиче
ские
свой
ства
при
ра
стяжении,
не
менее
~~
~
~
~
'ё\;
';\;'
I
......
a
:С:
:С:
Q"
~V)
"~
ю~
Проба
на
хо
лодный
элгиб
(С
-
диаметр
оправки;
d -
ДИаметр
стержня)
5058-57
10,20-
0,60-
1,20-
- 40 60 14 900,
С
==
3 d
о,
29
О,
90 1,60
5058-57
0,20-
0,60--
1,20--
- 40 60 14 900,
С
==
3 d
0,29
0,90
1,60
5058-57
10,20-
0,60-
1,20-
- 40 60 14 900,
С
= 3 d
о,
29
О,
90 1,60
5058--57
0,30-
0,60~
0,80--
- 40 60 14 900,
С
= 3 d
0,37
0,90
1,20
ЧМТУ
223-59
10,30--
0,60-
0,80-
- 40 60 14 900,
С
= 3 d
о,
37
о,
90 1,20
5058-57
10,30-0,60-0,80-
- 40 60 14 900,
С=3
d
0,37
0,90
1,20
ЧМТУ
273--6010'24-
1,00-
0,70--1 - 1401601141 900,
С
= 3 d
ЦНИИЧМ
0,32
1,30
1,00
5058-57
0,26-
0,60-
1,20-
0,60--
60 90 6 450,
С
= 5 d
о,
35
О,
90 1,60
о,
90
ЧМТУ
480-60
10,40-
0,60-
1,35-
- 60 90 6 450,
С
= 5 d
0,52 0,90
1,75
406-61
10,60-
0,90-
0,90-
- 60 90 6 450,
С
= 5 d
0,80
1,20
1,20
tл
25Г2С
К25Г2С
Б25Г2С
35ГС
К35ГС
Б35ГС
28Г2С
30ХГ2С
Б45Г2С
65ГС
д
класса
A-IY
г
класса
A-IY
В
класса
A-IY
Б
кваоса
A-I\r
Мар.теновскиЙ
Конвертерный
Бессемеровский
Мар
теновск
ий
Конвертерный
Бессемеровский
Мартеновский
»
Бессемеровский
»
»
»
»
»
Спокойный
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
6-40
6-40
6-40
6-40
6-40
6-40
10-40
10-32
10-32
10-32
10-18
10-18
10-32
10-32
=11 =
- -
60 90
60 90
60 90
60 90
6 450,
С
==
5 d
6 450,
С
= 5 d
6 450,
С
= 5 d
6 450,
С
= 5 d
С
1962
г.
введен
новый
ГОСТ
5781-61
«Сталь
горячекатан
ая
для
армирования
железобетонных
конструкций»,
'в
основу
кл
ас
оификации
ЮОТ'Ор'О~О
вэяты
механические
свойства
стали
при
ра
стяжении,
Основной
характеристикой
каждого
'класса
стали
яв
ляется
минимальное
значение
предела
текучести,
'ПР~И
этом
каж
дому
классу
соогветствуют
определенные
стали
(табл.
2).
Таблица
2
Характеристики
механических
свойств
арматурной
стали
по
ГОСТ
5781-61
Механические
свой-
Классарма-
Диаметры
ства
при растяжении
Испытание
турной
(не
менее)
на
загиб
Марка
стали
стержней
в
холодном
(условное
стали
ММ
о
I
Оь
I
5&
состоянии
обозначение)
кг/
~M2
кг/
мм
2
%
A-I
6-40
I
24
32 22
180°,
С
=
0,5
d
СТ.3
A-II
10-40
30 50 19
180°,
С
==
3 d
СТ.5
A-II
40-90
30
50
14
90°,
C=3d
18Г2С*
A-III
6-40
40 60
14
90°,
С
==
3 d
35ГС,
25Г2С
A-IV
10-32
60
90
6
45°,
С
==
5 d
30ХГ2С
•
в
ГОСТ
5781-61
сталь
класса
Л.-II
для
стержней
различных
диаМС1РОВ
на
две
мар
ки
стали
не
разделена.
Такое
построение
стандарта
позволяет
ааменягьсгали
одних
марок
другими,
более
эффективными
IИ
в
то
же
время
сохр
анять
определенные
требования
по
химическому
составу,
способу
про
изводства,
технологии
раоюисления
исвариваемости,
не
наруш
ая
при
этом
системы
стандарта,
э.
СУ
АЛИ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ЗА
РУ&ЕЖОМ
Хар
зкгериогивои
арматурных
сталей,
применяемых
'в
з
ару
бежных
странах,
приведены
'в
табл.
3.
В
США
арматура
проиэволится
из
сгали,
выплавляемой
В
мартеновсюих
печах
или
электрспечах.Эа
последние
годы
эначи
тельное
количество
стали
выплавляется
в
конвертерах.
В
Англии
арматурная
сталь
прсивводится
'в
мартеновских
основных
или
кислых
печах,
В
ФРГ
IИ
ГДР
арматурная
сталь
выплавляется
томасовским
или
мартеновсюнм
опособом,
в
Швеции
-
ОБ
элек
тропечах.
в
Чехословакии-с-
томаоовоким
или
мартеновским,
в
Румынии
-ма(р~еНrOIВICJЮИМ
способом.
Следовательно,
'вБОЛЬШ1ИНостве
эарубежньгх
стран
арматур
ная
сталь
выплавляется
ш
мартеновоких
печах
IИ
конвертерах.
В
некоторых
'странах,
где
Э''Го
технологически
целесообразно,
применяется
томасовекий
или
электропечной
способ
производст
ва
стали,
В
ряде
зарубежных
стран
(США,
ФРГ,
ГДР,
Мексика,
шье.
ЦlИЯ
и
др.)
химический
оостаа
стали
не нормируется,
'За
иоклю-
16
чением
оодерж.ания
фосфора,
причем
верхний
предел
его
значи
гельно
превышает
допустимый
в
СССР,
или
же
устанавливает
ся
IверXJНIИЙ
предел
содержания
углерода
(ФРГ,
!ГДР:И
Венгрия}:
в
H1eK'OTOpbIX
странах
установлены
верхние
пределы
П'О
углероду,
сере
Iи
фосфору
(Англия,
ИНДИЯ,
Чехословакия).
В
неокольюих
выоокопрочных
арматурных
сталях
установлено
содерж
ание
ле
гирующих
элементов
Si,
Мп,
Cr
!и
Си
(США,
Швешия,
ФРГ,
Румыния
IИ
др.).
Следовательно,
в
эарубежных
странах
химический
состав
арматурной
стали не
является
обяз
ательной
хар
актеристикой.
В
большинстве
з
арубежиых
стран
'основной
характеристикой
являютоя
механичесюие
свойства,
определяющие
качество
ар
матурной
стали,
4.
МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ
И
ЗАРУ&ЕЖНЫХ
АРМАТУРНЫХ
СТАЛЕЙ
Для
сравнения
механических
характеристик
вое
арматур
ные
стали,
применяемые
:в
СС'СР
IИ
за
рубежом,
были
условно
разделены
'На
семь
трупп
'в
э
ависимости
ют
величины
миним
аль
ного
предела
текучести
(табл.
4
IИ
5).
При
ораенении
характеристик
механических
свойств
отече
ственных
IИ
зарубежных
арматурных
сталей
можно
установить,
что
основные
типы
горячекат
аной
арматурной
стали
(1,
11,
IV,
V
группы)
сходны
между
собой.
Холоднодеформированная
сталь,
применяемая
В
СССР,
близка
ясспециальной
бетонстали
Пв
(ФРГ,
ГДР),
а
арматура,
упрочненная
вытяжкой,
-
к
сгали
типа
Гентор
(Англия)
и сп
е
шиальной
бетонстали
IV
группы
(ФРГ,
Г
ДР).
Вее
же
следует
отметить,
что
'За
рубежом
более
широко
Ipa-СПрlостра~нены
холод
иодеформнрованные
стали,
отличаюшиеся
высокой
прочностыо
(Тюр-60
IИ
Тор-90,
Кам-90).
Сталь
весьма
высокой
прочности
с
пределом
текучести
75-
90
кглмм»
применяется
в
ряде
зарубежных
ттр
ан
(США,
Анг
лии,
ФРГ)
дЛЯ
предварительно-напряженных
конструкций.
В
СССР
осваив
ают
термически
упрочненную
арматурную
сталь
с
пределом
текучести
80~120
кг/мм
2
•
р
ассмотрение
норм
механических
свойств,
установленных
для
арматурных
сталей
'В
зарубежных
странах,
поз.В'ОЛ:ИЛ1О
за
ключить,
что
в
ряде стендартов
характеристнюи
прочноста
(аь,
О'В)
И
пластичности
(6)
дифференцирсваны
\в
завИоСИМОС"ЛИ
от
величины диаметра
стержня.
НаПРИМ1ер,
.в
стандартах
Англии,
ГДР,
ФРГ,
Иншниг
Норвепии
Iи
др,
с
увеличением
диаметра
стержней
пределы
прочности,
текучести
И
относительного
удли
..
нения
пониж
аются.
Сравнение
пластических
свойств
арматурных
сталей
по
,ОТ
носительному
удлиненмю
весьма
з
атрудвительно
иэ-аа
значи-
2
СОКОЛОВСКИЙ
17
Характеристика
арматурных
сталей,
=
1:;:
Q)
%
:а
«1
==
Содержание
элементов,
foo
~
CJ
1:;:=
IQ
=~
о-
«1
«1
«1
\0=
са:=
I
I
I
I
:с
t:{
о::.::
t::
~
:с
CJIQ
е
6,(1)1:;:
о-
ее
O~
~
«I0~
С
Мп
Si
Р
S
()
foo
с
1:;:
о-
~'Ofoo
о
Uc
L-.
Ои
~
BS-785
Мартенов-
<0,30
<0,06
<0,06
::s::
-
-
- -
с:::
1938
ский
основ-
'"""
:з::
ной
ИЛИ
КИС-
<
лый
ASNA81
Мартенов-
I
<0,06
<0,,06
ский
или
-
-
-
-
-
1958
электропеч-
HO~
бе:семе-
-
-
-
-
-
<0,08
<0,06
~
ров
кии
КИС-
::s::
лы
U
с::
C';;I
Q.,
Е-о
(.)
с:о
<
I
ASNA83
-
-
-
-
-
-
-
-
1958
18
применяемых
за
рубежом
Таблица
3
-
~
~
Механические
свойства
при
растяжении
o.~
Проба
Тип
стали
Е--:с
"ь'
кг/мм-I
"5'
KZ/MM-I
на
холодный
!а.
эагиб
:s:Q)
56' %
t::t:t
Горячекатаная
<25,4
44,1-52,0
Не
стан-
16-24
180°,
С
= 3d
мягкая
даРТИЗ0ван
То
же,
сред-
-.<36,0
52,0-59,8
26,0-30,7
14-22
90°,
С
= 3d
ней
проч
ности
То
же,
высо-
-.<36,0
58,3-67,7
29,9-36,2
14-22
90°,
с=
бd
копрочная
Холоднообра-
-.<10,0
56,0
49,0
>12
ботанная
витая
>10,0
49,0
42,0
>14
или
крученая
(квадратные
стержни
или
стержни
перио-
дического
про-
филя
Т
ентор)
Термически
25,0
110
94
-
упрочненная
(круглая)
I
Мягкая
-
I
38-49
21
20*1
Диам.
< 19
и>
19
мм
180°,
С
= d
Конструкцп-
-
44-52
23
20*1
Диам.
< 19
онная
и>
19
мм
180°,
С
= 1,5d
Средняя
-
49-63
28
16*1
диам.
< 19
.мм
180°,
С
= 2d
диам.
> 19
.мм
90°,
С
= d
Твердая
Диам.
< 19
мм
-
>56
35
10*1
180°,
С
= 4d
> 19
.мм
90°,
С
= 4d
Холодновитая
<9,0
>56
Квадратная
>42
12*2
180°,
С
= d
Круглая
180°,
С
= 1,5d
>9·°1
>49
I
>35
I
14*2
1
180°,
С
= d
16*3
<9,01
>44
I
>38
I
12*2
I
180~,
C=d
>9·°1
>44
I
>38
I
14*2
I
180°,
С
= d
-
16*3
2*
19