CC BY
155УДК 666.982.24
DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-27-34
И.Н. ТИХОНОВ1, д-р техн. наук ([email protected]), И.П. САВРАСОВ1, канд. техн. наук, В.А. ХАРИТОНОВ1, канд. техн. наук, Г.И. ТИХОНОВ1, инженер; О.О. ЦЫБА2, канд. техн. наук, Н.В. КУЗЬМЕНКО3, инженер
1 АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6)
2 Подкомитет 4 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций» Технического комитета 375 «Металлопродукция из черных металлов и сплавов» Росстандарта (105005, г. Москва, ул. Радио, д. 23/9, стр. 2)
3 Тульский металлопрокатный завод (300001, г. Тула, Щегловская засека, 31, к. 1)
Основные положения ГОСТ 34028-2016
«Прокат арматурный для железобетонных конструкций.
Технические условия» и их применение
при проектировании железобетонных конструкций
Общемировая практика создания нормативных документов для наиболее ответственных видов промышленной продукции показывает, что этот процесс требует значительных временных и материальных затрат, а положительный эффект от внедрения новых норм возможен только при наличии и привлечении для их разработки ведущих ученых и практикующих специалистов в рассматриваемой области науки и производства. В ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия», введенном в действие с 1 января 2019 г., внесены дополнительные требования к арматурному прокату специального назначения, применение которых в строительстве обеспечит высокую технико-экономическую эффективность проектирования, безопасность производства работ при возведении строительных объектов и их эксплуатации, существенное снижение рисков возникновения аварийных ситуаций при воздействии особых видов нагрузок (сейсмических, взрывных, ударных, динамических импульсивных и т. п.), а в металлургическом производстве стимулирует без каких-либо существенных затрат освоение массового производства инновационной продукции, конкурентоспособной как на отечественном, так и на зарубежном рынках. В статье приведены выявленные достоинства и недостатки положений этого стандарта в металлургическом производстве, а также установленные отдельные несоответствия требований ГОСТ 34028-2016 и нормативных документов для проектирования железобетонных конструкций.
Ключевые слова: металлургическое производство, арматурный прокат, инновации, безопасность, эффективность, выносливость, коррозионное растрескивание, эффективный профиль, легирование
Для цитирования: Тихонов И.Н., Саврасов И.П., Харитонов В.А., Тихонов Г.И., Цыба О.О., Кузьменко Н.В. Основные положения ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия» и их применение при проектировании железобетонных конструкций // Строительные материалы. 2019. № 10. С. 27-34. 00!: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-27-34
I.N. TIKHONOV1, Doctor of Sciences (Engineering) ([email protected]), I.P. SAVRASOV1, Candidate of Sciences (Engineering), V.A. KHARITONOV1, Candidate of Sciences (Engineering), G.I. TIKHONOV1, Engineer; O.O. TSYBA2, Candidate of Sciences (Engineering); N.V. KUZMENKO3, Engineer
1 JSC Research Center of Construction (6, 2nd Institutskaya Street, Moscow, 109428, Russian Federation)
2 Subcommittee 4 "Reinforcing bars for reinforced concrete structures», Technical committee 375 "Metal products from ferrous metals and alloys" of Rosstandart (23/9, bldg. 2, Radio Street, Moscow, 105005, Russian Federation)
3 Tula Metal Rolling Plant (32, bldg. 1, Shcheglovskaya zaseka Street, Tula, 300001, Russian Federation)
Main Provisions of GOST 34028-2016 "Reinforcing Bars for Reinforced Concrete Structures. Technical Conditions" and Their Application When Designing Reinforced Concrete Structures
The global practice of creating normative documents for the most responsible types of industrial products shows that this process requires significant time and material costs, , and the positive effect of the introduction of new standards is possible only in the presence and involvement for their development of leading scientists and practitioners in the field of science and production considered. In GOST 34028-2016 "Reinforcing bars for reinforced concrete structures. Technical requirements", put into effect from January 1, 2019, additional requirements for special purpose rebar rolling have been introduced, the use of which in construction will provide high technical and economic efficiency of design, safety of work during the construction of building facilities and their operation, significant reduction of risks of emergency situations under the influence of special types of loads (seismic, explosive, shock, dynamic impulsive, etc.), and in metallurgical production stimulates without any significant costs the development of mass production of innovative products that are competitive both at the domestic and foreign markets. The article presents the identified advantages and disadvantages of the provisions of this standard in metallurgical production, as well as established individual inconsistencies with the requirements of GOST 34028-2016 and normative documents for the design of reinforced concrete structures.
Keywords: production of steel, rebar, innovation, safety, efficiency, endurance, stress-corrosion cracking, effective profile, doping.
For citation: Tikhonov I.N., Savrasov I.P., Kharitonov V.A., Tikhonov G.I., Tsyba O.O., Kuzmenko N.V. Main provisions of GOST 34028-2016 "Reinforcing bars for reinforced concrete structures. Technical conditions" and their application when designing reinforced concrete structures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 10, pp. 27-34. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-27-34
ГОСТ 34028—2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия», введенный в действие с 1 января 2019 г., отличается от предыдущих как содержанием отдельных общепринятых требований, так и структурой, согласно которой внесены дополнительные требования к арматурному прокату специального назначения. Применение данных требований в строительстве обеспечит высокую технико-экономическую эффективность проектирования, безопасность производства работ при возведении строительных объектов и их эксплуатации, существенное снижение рисков возникновения аварийных ситуаций при воздействии особых видов нагрузок (сейсмических, взрывных, ударных, динамических, импульсивных и т. п.); в металлургическом производстве без каких-либо существенных затрат стимулирует освоение массового производства инновационной продукции, конкурентоспособной как на отечественном, так и на зарубежном рынках.
За период освоения и применения ГОСТ 34028—2016 при производстве арматурного проката выявлены его достоинства и недостатки в металлургическом производстве. Установлены отдельные несоответствия требований этого стандарта и нормативных документов для проектирования железобетонных конструкций.
В задачи данной статьи не входит разбор установленных за прошедший период замечаний и сделанных предложений, которые будут учтены при очередной актуализации ГОСТ 34028—2016 после оценки необходимости их принятия специалистами и авторитетного обсуждения заинтересованных сторон. В приведенных ниже материалах сделана попытка оценки отдельных наиболее значимых положений ГОСТ 34028—2016 на предмет выполнения поставленных выше задач в течение прошедшего периода действия данного нормативного документа.
Общемировая практика создания нормативных документов для наиболее ответственных видов промышленной продукции показывает, что этот процесс требует значительных временных и материальных затрат, а положительный эффект от внедрения новых норм возможен только при наличии и привлечении для их разработки ведущих ученых и практикующих специалистов в рассматриваемой области науки и производства.
Основные положения ГОСТ 34028-2016
Химический состав
В ГОСТ 34028—2016 в готовом прокате для нена-прягаемой арматуры верхний предел содержания углерода ограничен для классов А400, А500 и А600 — 0,24%, по табл. 4 и 0,28 по п. 6.1.3.1, — для напрягаемой арматуры классов Ап600, А800 и А1000 - 0,34%.
Данные ограничения в основном не противоречат требованиям зарубежных стандартов и сделаны для обеспечения хорошей свариваемости арматуры. Однако, в части обеспечения стабильности механических свойств для некоторых предприятий возникают трудности. Нормируемую прочность сварных соеди-
нений (Приложение Г) при требуемом ГОСТ 34028-2016 содержании углерода металлургам приходится обеспечивать увеличением или наличием других химических элементов, повышающих свариваемость металла, например такими, как ниобий и ванадий.
К примеру, свариваемая арматура класса А400 из стали марки 25Г2С, предусматривающая по ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия» содержание углерода до 0,29%, по ГОСТ 34028-2016 с углеродным эквивалентом Сэкв < 0,64% в прежнем виде на отдельных предприятиях производиться не может.
Возможно производство горячекатаной арматуры класса А400 с содержанием углерода менее или равным 0,24%, но с наличием микролегирования ванадием при сохранении содержания марганца и кремния, как и у 25Г2С. Данная арматура по своим потребительским свойствам не хуже, а лучше, чем арматура А400 из стали марки 25Г2С. К сожалению, стоимость такого проката может возрасти на 800 р. за тонну.
ГОСТ 34028-2016 исключает также из применения для изготовления арматуры или требует замены таких марок стали, как 35ГС и 80С, так как известны случаи разрушения этих видов арматуры при использовании электродуговой сварки прихватками.
Таким образом, химический состав металла, рекомендуемый ГОСТ 34028-2016, ужесточил требования к содержанию химических добавок, что способствует улучшению не только свариваемости металла, но и его коррозионных свойств, морозостойкости, огнестойкости и других показателей потребительских свойств строительной арматуры.
Для производителей арматуры данные нововведения по ее химическому составу удорожают себестоимость и связаны с дополнительными материальными затратами по совершенствованию технологии производства металла и его проката.
Учитывая заинтересованность металлургов и имеющийся многолетний опыт использования металла в строительстве России с углеродом более 0,24%, а также экономическую составляющую вопроса, касающуюся не только производителей, но и потребителей арматуры в связи с задачами удешевления строительства, следует более ответственно отнестись к использованию в ГОСТ 34028-2016 индекса «С» (свариваемая). После тщательной проверки на свариваемость и обсуждения заинтересованными сторонами необходимо оценить целесообразность разработки отдельных требований к арматуре с ограниченной свариваемостью, например изготавливаемой из марок 35ГС и 25Г2С, а также к термомеханически упрочненной и холоднодеформированной арматуре из низколегированных и микролегированных сталей марок Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс и др., разупрочняемых при повторном тепловложении при сварке.
Для арматуры несвариваемой, но с экспериментально и практически доказанной возможностью эффективного использования в предварительно напря-
женных конструкциях, имеющей низкую себестоимость производства, допускающую стыковку механическими резьбовыми или обжимными муфтами без снижения качества соединения, при актуализации ГОСТ 34028-2016 необходимо рассмотреть целесообразность увеличения верхнего предела содержания углерода более 0,34%.
Оставляя необходимость широкого обсуждения и практической взвешенной оценки этого вопроса, совершенно необходимо остановиться на методе оценки свариваемости, приведенном в приложении Г к ГОСТ 34028-2016.
Этот метод имеет свою историю внесения в ГОСТ 34028-2016. Впервые он был включен в качестве приложения Б (обязательное) в ГОСТ Р 52544-2006 «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия» и чуть позже практически без изменений в ГОСТ 10922-2012 «Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия» в качестве приложения и (рекомендуемое). При такой календарной апробации и статусности перечисленных стандартов процедура внесения в ГОСТ 34028-2016 метода контроля и испытаний проката на свариваемость как прямых аналогов, размещенных в вышеприведенных стандартах, была, по сути, необсуждаемой.
Первые опыты сертификации по свариваемости по ГОСТ 34028-2016 по процедуре, изложенной в приложении Г, показали следующие недостатки:
а) при испытании контролируется не свариваемость стали и проката в заданном классе прочности, а прежде всего конструктивные особенности сварных соединений, регламентированных ГОСТ 14098-2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры» и установленных по непонятным основаниям в приложении Б ГОСТ Р 52544-2006, а следом в ГОСТ 10922-2012 и ГОСТ 34028-2016. Манипулируя имеющиеся в регламентируемых ГОСТ 14098-2014 сварные соединения конструктивными неопределенностями, можно добиваться разных результатов при испытаниях сварных соединений. Более того, качество сварного соединения, а значит, результат оценки свариваемости в первую очередь зависит не от состояния структуры стали, а от квалификации сварщика и состояния оборудования для сварки, требования к которым нигде не указаны.
б) так как свариваемость важна не сама по себе, а как одно из эксплуатационных свойств арматуры для применения в конкретных производственных условиях, оценивать свариваемость нужно именно с учетом применения конкретных сварных соединений для конкретных классов арматурного проката или наоборот.
При актуализации ГОСТ 34028-2016 необходимо разработать новый метод оценки и контроля свариваемости арматурного проката. Такой метод должен
миновать субъективное изготовление сварных соединений, работу сварщиков, применение оборудования для сварки и т. д. Как показано в работе [1], основным признаком свариваемости является сопротивление разупрочнению. Для оценки свариваемости должен быть разработан метод оценки разупрочнения стали в прокате с учетом ее химического состава и способа упрочнения проката. И не только для проката марок до А500, и А600, но и А800 и А1000.
Для последних классов проката имеется убедительный пример в отечественных нормах. Например, в СП 35.13330.2011 в таблице 7.14 указано, что арматуру Ат600, Ат800 и Ат1000 по ГОСТ 10884-94 (заменен на ГОСТ 34028-2016) допускается применять только марок С (свариваемую) и К (коррозионностойкую), хотя в ГОСТ 10884-94 определение свариваемости отсутствует.
Сортамент арматуры
В ГОСТ 34028-2016 принят расширенный сортамент арматуры. При производстве мелкого сортамента арматуры (4-12 мм) использование расширенного сортамента насчитывает уже несколько десятилетий и регламентируется при производстве холоднодефор-мированной арматуры специально разработанными для этих целей ТУ. Таким образом, опасения по поводу пересортицы излишни и несопоставимы с возможной выгодой.
Введение группы ОМ2 только с минусовыми отклонениями по погонной массе, не превышающими минусовые отклонения по ГОСТ 5781-82 (заменен на ГОСТ 34028-2016), не принесет каких-либо неожиданностей для производителя, так как металло-трейдерами, как отечественными, так и зарубежными (Китай, Индия), уже давно производятся заказы с условиями выполнения глубоких и несимметричных минусовых допусков. В то же время потребуется корректировка отдельных требований для арматуры группы ОМ2, приведенная ниже. Металлургам выгоднее производить арматуру с плюсовыми допусками, что снижает себестоимость ее производства. Были случаи, когда поставка арматурного проката с плюсовыми допусками приводила к судебному разбирательству из-за фактического перерасхода арматуры относительно нормируемого проектной документацией, где спецификация составляется по номинальной массе, не учитывающей как плюсовые, так и минусовые отклонения.
Производство арматуры группы ОМ2 будет выгодно металлургам только в случае разделения прибыли от сэкономленной арматуры между производителем и потребителем.
Требования к геометрическим параметрам
периодического профиля
Зарубежными стандартами и ГОСТ 34028-2016 по арматуре установлены общие требования к контролируемым геометрическим параметрам профилей любых форм. Саму форму профиля по согласованию из-
готовителя с заказчиком допускается производить и применять разных видов, но с геометрическими параметрами, не ухудшающими требований к прокату, изложенных в стандартах.
Обычно в качестве ориентира для производителя в зарубежных стандартах приводятся рекомендуемые, но не обязательные, проверенные на практике виды профилей арматуры.
В зарубежных нормативах предлагается для производителя более десятка различных видов профилей арматурного проката.
Отсутствие обязательных для применения форм арматурного профиля в нормативных документах (ГОСТ 34028—2016) способствует прогрессу в развитии отечественных инновационных разработок в этой области, производимых по требованиям специальных ТУ и применяемых по СТО для получения экономического эффекта и закрепления лидирующих позиций на мировом рынке арматурного проката.
Важным также является принцип разработки профилей для арматуры конкретного технологического применения. Например, прокат в мотках очевидно должен изготавливаться с учетом последующей переработки и использования в арматурных изделиях (правки, резки, гнутья, сварки сеток и каркасов и т. д.). При этом важным является скорость размотки и передела. Исходя из такой логистики в сварных сетках целесообразно использовать периодический профиль с закрытыми поперечными ребрами, например вида 4Ф. Диапазон размеров в этом случае от 6 до 16 (18) мм. За рубежом арматуру в мотках производят до 25 мм включительно. Для арматуры, которая изготавливается и используется в прутках мерной длины, целесообразно применять периодические профили с открытыми поперечными ребрами (вид 2Ф по ГОСТ 34028—2016), предпочтительны многорядные профили, например, как у арматуры классов А500СП и Ав500П (Армирование железобетонных конструкций с применением специальной арматуры по ГОСТ 34028. Методические рекомендации. М.: Минстрой РФ. ФАУ ФЦС. 2018. 101 с.). Арматура в прутках проходит наименьшие операции переработки и применяется в больших объемах отдельными стержнями, где наиболее важны характеристики ее сцепления с бетоном, симметричность (округлость) поперечного сечения, а также возможность использования сварных соединений или механических соединений муфтами с анкеровкой гайками или обжимными шайбами.
Способы производства
По п. 5.32 ГОСТ 34028-2016 «Способ производства арматуры определяет изготовитель проката в соответствии с требованиями технологической документации, утвержденной в установленном порядке».
Металлургические предприятия производят арматуру, используя технологию производства, обеспечивающуюся возможностями имеющегося технологического оборудования.
В результате этого на строительные объекты поступает арматурный прокат классов А500 и А600, способ производства которого определить по внешнему виду практически невозможно, так как он производится с двусторонним серповидным профилем формы 2Ф. Исключением является стержневая арматура классов А500СП с шестирядным и Ав500П с четырехрядным винтовым профилем, а также холоднодефор-мированная арматура класса В500, поставляемая в мотках и имеющая форму профиля с трехсторонним расположением поперечных ребер 3Ф.
Из-за сложившихся обстоятельств арматурный прокат для транспортного строительства по СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» заказывается с кольцевым профилем по ГОСТ 5781-82 (форма 1Ф), класса А400 из марки стали 25Г2С или 35ГС и изготавливается горячекатаным способом производства.
Присутствующий на стройке арматурный прокат с двусторонним серповидным профилем 2Ф классов прочности А400, А500 и А600 может быть изготовлен способами 1 (горячекатаная), 2 (термомеханически упрочненная) или 3 и 4 (холоднодеформированная).
Так как зависимость механических свойств от способов изготовления не отражена в классификации и маркировке проката по ГОСТ 34028-2016, их обозначение может быть только в сертификатах качества, сопровождающих продукцию, которые могут быть потеряны в течение длительного пути от производителя к потребителю.
За рубежом принцип идентификации способа производства через механические свойства арматуры заложен уже многие десятилетия, и без каких-то сбоев используется на производствах, как металлургических, так и строительных. Например, в классической европейской классификации всю арматуру идентифицируют как В500А, В500В и В500С. Так построены технологии, что класс В500А можно получить только способом холодной деформации катанки с нанесением периодического профиля и с наибольшим до 36% уменьшением исходного сечения (по таблице 3 ГОСТ 34028-2016 это способ 3). Класс В500В производится в основном горячим способом с контролируемым охлаждением (термической обработкой). Это способ 2 по таблице 3 ГОСТ 34028-2016. Кроме того, класс В500В производят из горячекатаной заготовки периодического профиля с дополнительным упрочнением с наименьшим (до 3-4%) изменением сечения. Это способ 4 по таблице 3 ГОСТ 34028-2016. Класс арматуры В500С за рубежом производят горячим способом из микролегированных сталей. По сути, это способ 1 по таблице 3 ГОСТ 34028-2016. Микролегированием обеспечивается упрочнение до класса прочности 500 Н/мм2 (в Европе по всем национальным нормам не производят класс прочности ниже 400 Н/мм2). Также класс В500С производят описанным выше способом из горячекатаной заготовки периодического профиля с дополнительным упрочнением.
Учитывая сказанное, наиболее надежным, видимо, является идентификация способа производства
прокатной маркировкой, которая используется в ГОСТ 34028-2016 для обозначения производителя, класса и реализованных в прокате дополнительных требований, например буквами «Г» (горячекатанная), «Т» (термоупрочненная), «Х» (холоднодеформиро-ванная).
Дополнительные требования к прокату
Впервые в практике нормирования арматурного проката отдельным разделом в ГОСТе рассматриваются дополнительные требования, устанавливаемые в заказе на поставку арматуры по согласованию изготовителя с заказчиком.
Введение в ГОСТ 34028-2016 дополнительных требований вызвано необходимостью стандартизации качественных показателей арматурного проката, обеспечивающих безопасность, эффективность и долговечность зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в различных условиях и при разнообразных видах внешнего воздействия.
Введенные дополнительные требования базируются на опыте производства, переработки и эксплуатации арматурного проката массового и опытного изготовления, лабораторной и производственной оценки его потребительских свойств и свойств железобетонных конструкций с его применением.
В ГОСТ 34028-2016 благодаря принятым дополнительным требованиям регламентированы категории деформативности. Например, класс А500 по ГОСТ 34028-2016 - это аналог класса В500А (ЕШ992-1), класс А500Н по ГОСТ 34028-2016 -аналог класса В500В (ЕШ992-1), а класс А500Е по ГОСТ 34028-2016 - это аналог класса В500С (ЕШ992-1).
Именно категория деформативности проката является за рубежом для каждого класса ориентиром способа производства, не требующего какой-либо другой маркировки и идентификации. Просто недостижимо или очень дорого получить, например, класс В500В из холоднодеформированного проката. Здесь всегда работает принцип экономической целесообразности. Если требуется производить заказанный класс, то он должен производиться с наименьшими финансовыми затратами.
В настоящее время многие предприятия очень осторожно используют представленную в ГОСТ 34028-2016 классификацию, скромно представляя свою продукцию как класс А500С. Как видно из зарубежного опыта, вопросы свариваемости и других качеств стоят как минимум на втором месте. Отечественные производители прямо сейчас могут ставить в свои маркировки те классы, например А500, А500Н или А500Е, которые они обеспечивают на своем производстве согласно требованиям таблицы 5 или таблицы 7 ГОСТ 34028-2016, не дожидаясь сертификации.
Требования к испытаниям на выносливость при многократно повторяющихся циклических нагрузках в ГОСТ 34028-2016 распространены не только на не-
напрягаемую арматуру класса А400, но и классов А500, А600. При актуализации ГОСТа следует рассмотреть вопрос о целесообразности введения этого требования на предварительно напрягаемую арматуру.
Впервые для ненапрягаемой арматуры введена гарантия обеспечения стойкости к коррозионному растрескиванию в течение 40 ч.
Данное требование определяет значительные трудности по его выполнению для металлопроизводите-лей арматуры, использующих современные высокопроизводительные технологии производства металла (непрерывная разливка стали) и прокатки арматуры методом продольного разделения (слиттинг-процесс) из-за снижения стойкости к коррозионному растрескиванию арматуры, произведенной по этой технологии (Армирование железобетонных конструкций с применением специальной арматуры по ГОСТ 34028. Методические рекомендации. М.: Минстрой РФ. ФАУ ФЦС. 2018. 101 с.) [1-4].
Применение при проектировании железобетонных конструкций положений ГОСТ 34028-2016 и методических рекомендаций «Армирование железобетонных конструкций с применением специальной
арматуры по ГОСТ 34028-2016» Классификация и маркировка арматурного проката при проектировании
В ГОСТ 34028-2016 принята расширенная классификация арматурного проката и маркировка, учитывающая его дополнительные потребительские свойства.
Согласно ГОСТ 34028-2016 арматурный прокат классифицируют:
- по назначению, для армирования без предварительного напряжения и с предварительным напряжением железобетонных конструкций;
- по классам, в зависимости от уровня предела текучести стт(02), Н/мм2 : А240, А400, А500, А600, Ап600, А800,А1000;
- по конфигурации периодического профиля: 1Ф, 2Ф, 3Ф, 4Ф и др.;
- по состоянию поставки: в прутках, в мотках;
- по набору технических требований:
- со стандартным набором технических требований;
- с дополнительным набором технических требований:
- свариваемая всеми способами сварки «С»;
- по категории пластичности: повышенной «Н», высокой «Е»;
- с требованиями к стойкости коррозионного растрескивания - «К»;
- с требованиями к выносливости при многократно повторяющихся циклических нагрузках - «У»;
- с требованиями по релаксации напряжений - «Р»;
- по геометрическим показателям: гладкого и периодического профиля;
- по группам предельных отклонений массы 1 м длины проката периодического профиля - ОМ1 и ОМ2.
Для представления арматурного проката в проектной документации в его обозначении должны присутствовать следующие классифицирующие признаки: размер сечения (диаметр); класс прочности; классифицирующие признаки, характеризующие дополнительные требования к арматурному прокату.
Примеры условной маркировки по ГОСТ34028-2016:
2Ф-12-А500 СЕУК - прокат периодического профиля, формы 2Ф, диаметром 12 мм, класса А500, свариваемый (С), высокой категории пластичности (Е), с требованиями к выносливости при многократно повторяющихся циклических нагрузках (У), с требованиями к стойкости против коррозионного растрескивания (К).
Классификация арматуры с нестандартными периодическими профилями [1]:
14 — А500СП - прокат периодического профиля диаметром 14 мм, класса А500, свариваемый (С), с профилем повышенного сцепления (П).
15 — Ав600П - прокат периодического профиля диаметром 15 мм, класса А600, винтовой (в), с профилем повышенного сцепления (П).
Использование расширенного сортамента арматуры и группы ОМ2
В практике проектирования армирования железобетона применяется конструктивная и рабочая (расчетная) арматура. Конструктивная арматура используется для выполнения конструктивных требований по минимальному армированию железобетонных конструкций и фиксации местоположения рабочей арматуры. Ее диаметр назначается в соответствии с конструктивными требованиями нормативных и рекомендательных документов и из условий производства сварочных работ. Учитывая значительный объем применения конструктивной арматуры, использование в данном случае расширенного сортамента проката экономически целесообразно [1].
Для конструктивной арматуры используется в основном прокат, изготавливаемый в мотках с гладким (А240) и периодическим профилем, производимым также способом холодного деформирования. В настоящее время усилиями специалистов НИИЖБ им. А.А. Гвоздева внедрение холоднодеформирован-ной арматуры расширенного сортамента достигло массового характера. Это привело к значительному сокращению армирования железобетонных конструкций.
Применение расширенного сортамента рабочей арматуры назрело уже давно, так как незначительная нехватка расчетных усилий при проектировании армирования с использованием укрупненного сортамента приводит к большому перерасходу арматуры (до 40%).
Внедрение и использование в практике проектирования арматуры группы ОМ2 с минусовыми допусками выгодно потребителю, так как он получает в оплаченной тонне арматуры больше ее длины на величину минусовых допусков.
В ГОСТ 34028-2016 при его актуализации следует для группы ОМ2 предусмотреть дополнительные требования к арматурному прокату с целью сохранения нормируемой надежности железобетонных конструкций по прочности и выполнения нормируемых значений по ширине раскрытия трещин и деформативности.
Принимая во внимание допускаемое минимальное снижение номинальной площади сечения арматуры на среднюю величину для 0 4-8 мм - 5%, 0 8,5-40 мм - 3%, целесообразно поднять пропорционально на такие же величины отпускные значения предела текучести стт(Ш), что позволит выполнить первое условие.
Следует также для арматуры группы ОМ2 поднять браковочное значение критерия Рема до /^0,075 вместо принятого /¡¡¡>0,056, что обеспечит выполнение второго требования.
Так, при отклонении - 3% для А400 стт = 412 Н/мм2 для А500 стт = 515 Н/мм2 .
Для передовых металлургических предприятий незначительное увеличение отпускной прочности не составит дополнительных трудностей и не встретит возражений, в то время как увеличение /к не сможет быть выполнено при прокатке арматуры с двусторонним профилем формы 2Ф, что повысит конкурентные преимущества арматуры с новыми перспективными видами профилей [4].
При выполнении приведенных условий проектировщики будут использовать в расчетах арматуру группы ОМ2 с нормируемым расчетным сопротивлением. Внесение в практику производства арматуры и проектирования железобетонных конструкций минусовых допусков для групп ОМ2 по ГОСТ 34028-2016 в среднем на 3-5% дает возможность производителю увеличить отпускную цену на 1,5-2,5%, а потребителю снизить массу используемой арматуры на 3-5%. Это позволит обеспечить многомилионный денежный эффект в результате экономии арматуры, уменьшение трудоемкости арматурных работ, транспортных, погрузочно-разгрузочных и прочих расходов.
Влияние профиля поверхности арматуры на результаты проектирования
Профиль поверхности арматуры влияет:
- на прочность и деформативность сцепления арматуры с бетоном [1, 6, 9,10];
- выносливость при циклическом динамическом нагружении [7, 8];
- ширину раскрытия трещин в железобетоне [2];
- деформативность железобетонных конструкций [6]
- способность расчетных сечений железобетонных конструкций к перераспределению усилий и диссипации (рассеянию) энергии внешнего силового воздействия [3, 5].
Навязывание обязательного заимствования того или иного вида профиля арматуры может привести к труднопредсказуемым практическим результатам.
Ярким отрицательным примером для строительной отрасли России стало внедрение по настоянию металлургов из-за объективной причины, вызванной
требованиями экспортных поставок в начале 1990-х гг. так называемого «европейского» серповидного двухстороннего, двухрядного профиля вместо применяемого ранее кольцевого профиля по ГОСТ 5781-82.
Многочисленные исследования, выполненные в это время, убедительно доказали значительное снижение эффективности сцепления арматуры с бетоном, что привело к необходимости корректировки в сторону увеличения длин анкеровки и нахлестки арматуры, расчетной ширины раскрытия трещин в железобетоне. Все это привело к увеличению расхода арматуры, достигающего в конструкциях, рассчитываемых по второму предельному состоянию, 30-40% и миллиардным денежным потерям строительной отрасли России.
Форма профиля арматуры также влияет на безопасность зданий и сооружений, особенно при воздействии на них аварийных нагрузок. Прочность и де-формативность сцепления арматуры в запредельной стадии деформирования (после достижения стт(Ш)) во многом определяет способность железобетонных конструкций к перераспределению усилий, диссипации (рассеяние) энергии внешнего воздействия [3].
Осваиваемый передовыми предприятиями металлургической промышленности новый инновационный профиль с четырехрядным и винтообразным расположением поперечных ребер классов Ав500П и Ав600П, проходящий опытную проверку в НИИЖБ и ВНИИ железобетон, положительно оцененный и рекомендованный к массовому внедрению РААСН, принят для использования при строительстве атомных электростанций в России и за рубежом Госкорпорацией «Росатом» [4].
Учет при проектировании дополнительных требований к прокату
В зарубежной практике проектирования несущих железобетонных конструкций в основном используется арматурный прокат категорий «В» и «С» с А^(6тах) > 5% и 7,5% соответственно. При проектировании железобетонных конструкций зданий и сооружений в сейсмоопасных районах используется арматура только этих категорий.
В СТО 36554501-059-2018 «Строительство в сейсмических районах» в п. 6.7 раздела «Особенности проектирования железобетонных конструкций» не рекомендуется использовать в качестве рабочей арматуры как напрягаемой, так и без предварительного напряжения, арматурный прокат, имеющий 6тах менее 5%.
В соответствии с данным требованием целесообразно при строительстве из железобетона в сейсмических районах применять арматуру категорий «Н» и «Е» по ГОСТ 34028-2016.
Список литературы
1. Тихонов И.Н., Мешков В.З., Расторгуев Б.С.
Проектирование армирования железобетона. М.:
ЦИТП им. Г.К. Орджоникидзе, 2015. 273 с.
2. Тихонов И.Н., Блажко В.П., Тихонов Г.И.,
Казарян В.А., Краковский М.В., Цыба О.О.
Из-за сохранения высокой прочности сцепления с бетоном в запредельной стадии деформирования в СТО 365545501-059—2018 рекомендуется также отдавать предпочтение арматуре с многорядными видами профилей классов А500СП и Ав500П.
Арматура с четырехрядным винтовым профилем класса Ав500П обеспечивает эффективное выполнение ряда других требований нормативных документов по сейсмостойкому строительству, касающихся механического стыкования и анкеровки стержней без сварки, нахлеста и обжимных элементов [5].
Арматура категорий пластичности «Н» и «Е» с многорядным профилем найдет широкое применение в практике проектирования статически неопределимых конструктивных элементов, а также зданий и сооружений, проектируемых с учетом воздействия ударных, взрывных и прочих видов аварийных нагрузок.
Высокие показатели выносливости при многократно повторяющихся циклических нагрузках и возможность стыкования муфтами арматуры с четырехрядным винтовым профилем класса Ав500П раскрывают перспективы для ее широкомасштабного применения в транспортном строительстве.
Введенная ГОСТ 34028—2016 для ненапрягаемой арматуры разных способов производства гарантия обеспечения стойкости к коррозионному растрескиванию в течение 40 ч значительно увеличит жизненный цикл и снизит расходы на эксплуатацию многих сооружений из железобетона, подверженных агрессивному воздействию внешней среды (паркинги, трубы, нефте- и газохранилища, конструкции мостов, путепроводов, гидротехнических сооружений и т. п.).
Заключение
ГОСТ 34028—2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические требования» освоен металлургической отраслью Российской Федерации.
Основные положения ГОСТ 34028—2016 способствуют успешным разработкам и освоению массового производства инновационного арматурного проката с высокими потребительскими свойствами, конкурентоспособного на отечественном и зарубежном рынках.
Выявленные отдельные несоответствия требований этого стандарта и нормативных документов для проектирования железобетонных конструкций будут учтены при очередной его актуализации после оценки специалистами необходимости их принятия и обсуждения заинтересованных сторон.
References
1. Tikhonov I.N., Meshkov V.Z., Rastorguev B.S. Design of
reinforced concrete reinforcement. Moscow: TSITP them.
G.K. Ordzhonikidze. 2015. 273 р. (In Russian).
2. Tikhonov I.N., Blazhko V.P., Tikhonov G.I., Kazaryan
V.A., Krakovsky M.B., Tsyba O.O. Innovative solutions
Инновационные решения для эффективного армирования железобетонных конструкций // Жилищное строительство. 2018. № 8. С. 5-10.
3. Тихонов И.Н., Мешков В.З., Звездов А.И., Саврасов И.П. Эффективная арматура для железобетонных конструкций зданий, проектируемых с учётом воздействия особых нагрузок // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 39-45.
4. Тихонов И.Н. Разработка, производство и внедрение инновационных видов арматурного проката для строительства // Строительные материалы. 2019. № 9. С. 67-75. DOI: https://doi. о^/10.31659/0585-430Х-2019-774-9-67-75
5. Тихонов И.Н., Смирнова Л.Н., Бубис А.А. О требованиях новых нормативных документов к армированию железобетонных конструкций для строительства в сейсмических районах // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2019. № 1. С. 43-49.
6. Мадатян С.А. Арматура железобетонных конструкций. М.: Воентехлит, 2000. 256 с.
7. Скоробогатов С.М. Основы теории расчета выносливости стержней арматуры железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1976. 108 с.
8. Городницкий Ф.М., Михайлов К.В. Выносливость арматуры железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1972. 151 с.
9. Квасников А.А. Методика расчета взаимодействия бетона и арматуры железобетонных конструкций в программном комплексе Abaqus // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 1. С. 65-70.
10. Мулин Н.М. Стержневая арматура железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1974. 233 с.
for efficient reinforcement of reinforced concrete structures. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2018. No. 8, pp. 3-10. (In Russian).
3. Tikhonov I.N., Meshkov V.Z., Zvezdov A.I, Savrasov I.P. Effective reinforcement for reinforced concrete structures of buildings, designed taking into account the impact of special loads. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 3, pp. 39-45. (In Russian).
4. Tikhonov I.N. Development, production and implementation of innovative types of reinforcing bars for construction. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2019. No. 9, pp. 67-75. (In Russian). DOI: https://doi. org/10.31659/0585-430X-2019-774-9-67-75
5. Tikhonov I.N., Smirnova L.N., Bubis A.A. On the requirements of new normative documents to the reinforcement of reinforced concrete structures for construction in seismic areas. Sejsmostojkoe stroitel'stvo. Bezopasnosf sooru-zhenj. 2019. No. 1. pp. 43-49. (In Russian).
6. Madatyan S.A. Armatura zhelezobetonnyh konstrukcij [Reinforcement of reinforced concrete structures]. Moscow: Voentechlit. 2000. 256 p.
7. Skorobogatov S.M. Osnovy teorii rascheta vynoslivosti sterzhnej armatury zhelezobetonnyh konstrukcij [Fundamentals of the theory of calculating the endurance of rods of reinforcement of reinforced concrete structures]. Moscow: Stroyizdat. 1976. 108 p.
8. Gorodnicki F.M., Mikhailov KV. Vynoslivost' armatury zhe-lezobetonnykh konstruktsii [Endurance of reinforcement of reinforced concrete structures]. Moscow: Stroyizdat. 1972. 151 p.
9. Kwasnikov A.A. Method of calculation of interaction of concrete and reinforcement of reinforced concrete structures in Abaqus. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhe-nii. 2019. No. 1, pp. 65-70. (In Russian).
10. Mulin N.M. Sterzhnevaya armatura zhelezobetonnyh konstrukcij [Core reinforcement of reinforced concrete structures]. Moscow: Stroyizdat. 1974. 233 p.
16-17 сентября 2020 г. г. Воронеж
Оргкомитет: 140050, Московская обл., п. Красково, ул. К. Маркса, д. 117, РГА Телефон: +7 916-501-36-56 E-mail: [email protected] www.rosgips.ru
Российская гипсовая ассоциация Московский государственный строительный университет Научно-исследовательский институт строительной физики Воронежский государственный технический университет
Десятая Международная конференция
«Повышение эффективности производства
и применения гипсовых материалов и изделий»
Тематика конференции:
■ технический прогресс в области гипсовых материалов и изделий (исследования, производство и применение)
> ангидритовые вяжущие
> привлекательность и механизмы инноваций в гипсовой отрасли
■ современное оборудование для производства гипсовых вяжущих, материалов и изделий на их основе
■ гипсовые материалы в малоэтажном строительстве
■ лаборатории, менеджмент качества, экологический менеджмент и их роль в обеспечении качества и долговечности гипсовых материалов
1 нормативно-техническая документация в соответствии с современными требованиями 1 обучение и переподготовка специалистов в области производства и применения гипсовых материалов и изделий
Генеральный информационный спонсор: журнал
Строительные Материалы1
