Арматура: где применяется? Виды арматуры
Арматура используется для строительства самых разнообразных железобетонных конструкций, усиливая прочность сооружений за счёт создания опорного внутреннего каркаса и дополнительных внутренних же рёбер жесткости. Наиболее востребована для решения подобных задач гибкая арматура, однако часто применяются уголки, швеллеры и двутавры. В среднем на кубометр железобетона требуется около 70 килограмм металла.
Для изготовления арматуры применяется исключительно высокопрочная сталь, выдерживающая длительные статические нагрузки на изгиб. В зависимости от типа изготовления арматура бывает термомеханически упрочнённая, термически упрочнённая или горячекатаная. От арматуры требуется стойкость к коррозии (влага часто проникает сквозь поры в бетоне), усталостная прочность (даже через несколько лет эксплуатации арматура должна сохранять свои свойства), свариваемость для удобства и надёжности монтажа, низкая распорность в изделии и хорошая сцепка с бетоном.
Арматура менее 10 миллиметров производится в виде мотков, более - в прутьях.
Балка
Балкой называют стержни, служащие опорами и способные выдерживать большие нагрузки на изгиб. Балка обычно представляет собой стержень одного сечения и одинакового диаметра, снабженный опорами. Те силы, которые приложены к опорам, называются реакции опор. Балки используются в строительной, горнодобывающей и других ответственных отраслях современного производства. Достаточно давно исторически требовались методы определения размеров и характеристик балок для длительной эксплуатации: ведь по проектам не существовало гарантий, что балка будет выполнять свои функции - все подобные моменты постигались на опыте строителей и архитекторов, эмпирическим путём.
Фактически использовались или балки с существенным запасом по прочности, что вело к нецелевому расходу материала, увеличению массы конструкции и усложнению её (как следствие - удорожанию). Либо, что случалось чаще, балка рассчитывалась неправильно и в процессе эксплуатации приходила в негодность. Теория материалов в том виде, в котором она существовала исторически, решила данную задачу несколькими путями. Основной труд - работы Гука, ставшие основой для формулировки физического закона Гука, определяющего напряжение в различных слоях металлической упругой балки. Следует отметить работы математика Эйлера в середине восемнадцатого века и Мора в 70-х годах девятнадцатого - они развили теорию материалов и позволили проводить достаточно точные расчёты конструкций.
Балка под действием сил прогибается, но сохраняется слой, где напряжение равняется нулю. Данный слой называется нейтральным, а диаметр дуги, образованной балкой - величиной прогиба балки.
От балки требуется высокая прочность и, часто, минимальная масса. Именно поэтому для ответственных областей промышленности балки изготавливаются из высокопрочной стали.
Швеллер
Швеллер - это П-образный металлический брус с постоянным сечением. Швеллеры имеют широкое применение в промышленности - их используют от автомобилестроения и строительства до военной промышленности и для конструкции высокоточных приборов. Наиболее часто металлический швеллер можно увидеть на стройке в качестве части железобетонной конструкции. Также швеллер часто служит опорой тех или иных конструкций. К достоинству использования швеллера стоит отнести тот факт, что он позволяет собирать металлоконструкции без сварки, что очень важно в различных условиях, например, для сборки оборудования на удалённых объектах. Швеллер часто используется и как часть грузоподъёмных машин.
Швеллер алюминиевый и стальной описывается госстандартом №535-88. Отдельные ГОСТы существуют для швеллеров автопрома и для вагоностроения.
Основной принцип изготовления металлического швеллера - прокатка заготовки на специальном станке. Швеллером повышенной точности называется изделие с минимальными технологическими допусками, размер которых определён в ГОСТе. Швеллер из цветного металла выполняется прессованием.
Также изготавливаются гнутые металлические швеллеры: они бывают горячекатаными и холоднокатанами и отличаются по качеству материала. Гнутый швеллер обладает скруглением внешних углов.