Диаметр арматуры таблица: Все о диаметре арматуры

Содержание

Все о диаметре арматуры

Все о диаметре арматуры Industriel par defaut pour les produits specifiques ! NO DELETE !

Изготовители арматуры нередко используют изношенное оборудование, и арматура получается несколько больше требуемого диаметра.



Изготовители арматуры нередко используют изношенное оборудование, и арматура получается несколько больше требуемого диаметра. По допускам она проходит, и общий тоннаж соответствует, а в пересчете на погонные метры образуется нехватка. В поисках этих метров теряется время, проект останавливается и остается ощущение обмана.

Пытаясь определить диаметр арматуры, следует учесть, что форма сечения арматурного стержня больше напоминает эллипс, нежели ровный круг. Поэтому измеряя пруток в разных местах, человек получает ряд чисел. К тому же проводя измерения по телу прутка и по ребрам, разбег в показателях получается в несколько миллиметров. Это вносит путаницу в расчеты.

Как определить диаметр арматуры?

Размер следует смотреть в сопроводительных документах. В них производители проставляют так называемый номинальный диаметр арматуры, его называют номером арматуры. Этот показатель говорит о том, какого размера был прут, из которого сделан данный кусок арматуры (учитывая некоторые допущения). То есть, номер профиля исходной заготовки сопоставим с номинальным диаметром готового продукта.
В итоге можно сделать следующее (понадобится штангенциркуль):
  1. Измерить тело прутка.
  2. Измерить диаметр выступающих ребер.
  3. Суммировать показатели и разделить результат на 2.
Многие так и поступают. Получают среднее число, которое всех устраивает. Вариант непрофессиональный, на бытовом уровне срабатывает, поскольку профессионалы таких вопросов не задают.
При таких вычислениях уместны выражения: «максимальный диаметр арматуры» и «минимальный диаметр арматуры».
Это как раз те два показателя, которые получились при замерах тела и ребра стержня. Используя эти цифры, была разработана таблица, в которой прописано какие минимальные и максимальные размеры, какому номинальному диаметру арматуры соответствуют.

Диаметр арматуры. Таблица соотношений диаметров

номинальный диаметр максимальный диаметр минимальный диаметр
6 мм. 6,57 мм. 5,57 мм.
7 мм. 7,75 мм. 6,75 мм.
8 мм. 9 мм. 7,5 мм.
9 мм. 10 мм. 8,5 мм.
10 мм. 11,3 мм. 9,3 мм.
12 мм. 13,5 мм. 11 мм.
14 мм. 15,5 мм. 13 мм.

Вес арматуры

При продаже арматуры цена указывается за тонну изделия. Начиная немасштабное строительство человек, высчитывает метраж прута, требуемый для осуществления проекта.
Всякая арматура соответствующая ГОСТу имеет довольно точные показатели веса в расчете на 1 погонный метр прута. Эти данные также занесены в таблицу и активно используются на металлобазах. Соотношение минимального, максимального и номинального диаметров соответствует конкретному весовому показателю. Это помогает определить вес арматуры по диаметру.

Диаметр арматуры для фундамента

Подготовив траншею для размещения в нем опорного основания строящегося объекта, приходит время рассчитать нужный диаметр арматуры. Можно, конечно, взять прут потолще и количеством побольше. Но это повысит затраты на материалы и оставит впечатление самодеятельности.

Лучше сделать по науке

К тому же для этого есть все необходимое. И прежде всего таблица.
№ арматуры Количество стержней и площадь поперечного сечения
1 шт. 2 шт. 3 шт. 4 шт. 5 шт. 6 шт.
6 28,3 мм2 57 мм2 85 мм2 113 мм2 141 мм2 170 мм2
8 50,3 мм2 101 мм2 151 мм2 201 мм2 251 мм2 302 мм2
10 78,5 мм2 157 мм2
236 мм2 314 мм2 393 мм2 471 мм2
12 113,1 мм2 226 мм2 339 мм2 452 мм2 565 мм2 679 мм2

Нужно измерить будущий фундамент и вычислить площадь его сечения. Если взять высоту и ширину в 600 и 500 мм. Перемноженные показатели дадут результат в 300 000 мм2. Для такого фундамента площадь сечения арматурных прутьев от площади сечения фундамента будет 0,1 %.

То есть, 300 000 : 100 х 0,1 = 300 мм2. Это площадь сечения всех прутьев. Ближайшие показания в таблице предлагают величину в 302 мм2. Что соответствует 6 стержням № 8.

Поперечная арматура может быть меньшей толщины, но не менее 6 мм. Лучше взять те же 8 мм.

Используя таблицы можно эффективно рассчитать параметры будущего фундамента и не понести лишние расходы.


Узнайте больше

Арматура | диаметры, виды, классы, цены

Арматура — вид строительного материала использующийся для изготовления монолитных конструкций. Так же имеет такие названия как: строительная арматура, арматура рифленая, стальная арматура, арматура А3, арматура а500с.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Строительство зданий и сооружений, производство конструкций железобетонных (плиты  др.), мостостроение, изготовление фундаментов, перекрытий частных домов, изготовление арматурной сетки.

ДИАМЕТРЫ И ВИДЫ ПРОДУКЦИИ

Арматура с заводов в РФ поставляется горячекатаная и холоднодеформированная с сертификатами качества, изготовленная по нормативным документам ГОСТ 5781, ГОСТ Р52544, ГОСТ 10884, ГОСТ 6727, по ТУ, СТО АСЧМ 7-93. Форма поставки с заводов прутки мерной, немерной длины и бунты(бухты).

Арматура в бунтах изготавливается диаметром от 5 до 12 мм, диаметр внутренний 400-900 мм, наружный 800-1250 мм, высота 600-2000 мм, вес варьируется от 800 кг до 3000 кг.

Арматура в прутках изготавливается диаметром от 5 до 40 мм, длиной прутков; стандартной мерной 6м, 9м, 11,7м, 12м и немерной от 4 до 11,7 метров. Заводы изготовители имеют возможность изготовить арматуру любой другой длины, по требованию заказчика.

Если говорить о диаметрах наиболее часто использующихся в строительстве, то можно отметить следующие размеры 10 мм, арматура 12 мм, 16 мм, 25 мм.

СОРТАМЕНТ И КЛАССИФИКАЦИЯ АРМАТУРЫ

Арматура делится на классы и имеет буквенные-цифровые обозначения:

А — например А500С, АТ800 где А — означает горячекатаный или термомеханически упрочненный арматурный прокат.  В500С где В — означает что перед вами холоднодеформированный арматурный прокат. С — данный прокат свариваемый, цифры 400, 500, 800 означают предел текучести не менее 400 Н/мм, 500 Н/мм, 800 Н/мм.

Арматура А-I (А240) — это сталь горячекатаная круглого сечения которая имеет гладкий профиль и производится диаметром от 6 мм до 80 мм. Арматурный прокат класса А240 изготавливают диаметром до 12 мм включительно в мотках(бунтах) и прутках(дл6м, 9м, 11,7м, немерной длины), диаметры арматуры от 14 до 40 изготавливаются только в прутках. При изготовлении арматурной стали класса АI используют стали следующих марок: сталь кипящая Ст3кп, сталь полуспокойная Ст3пс, сталь спокойная Ст3сп.

Арматура АIII (А400)  — это стальной периодический профиль круглого сечения с рифлёной поверхностью, который изготовляется по ГОСТ 5781-82 из конструкционной низколегированной стали марок: сталь 35ГС и сталь 25Г2С с добавлением легирующих элементов, таких как марганец и кремний. Производится диаметром от 6 до 80 мм. В СССР являлась основным видом арматуры используемой для ЖБИ. Недостаток арматуры состоит в том, что для стали 35ГС согласно СНиП 2.03.01-84 запрещена дуговая сварка, по причине снижения пластичности стали в местах сварки, в результате большого тепловложения, что может привести к разрушению железобетонных конструкций в процессе строительства. Отказ от сварки при выполнении строительных работ, заставляет обеспечивать значительные запасы по сечению арматуры, что приводит к использованию большего количества метров арматурного проката и увеличению стоимости.

Арматура А500С — это арматурная сталь горячекатаная  термомеханически упрочненная, изготавливалась изначально по СТО АСЧМ 7-93 заводом Северсталь и другими заводами по ГОСТу Р 52544-2006. На данный момент, о точнее начиная с июля 2016 года, единственным нормативным документом остался ГОСТ 52544-2006, по которому регламентируется производство арматуры стальной класса А500С. Производится диаметром от 4 до 40 мм. По сравнению с арматурой А400, она имеет ряд преимуществ.  Это прочность и гибкость за счет повышенного предела текучести не менее 500 Н/мм2. Более низкая стоимость за счет отсутствия легирующих элементов в стали. Профиль не имеет точек пресечения продольных и поперечных рёбер, наличие которых может привести к образованию усталостных трещин. Повышенная свариваемость позволяет при монтаже и укладки арматуры использовать дуговую сварку.

Профиль арматуры А500СПрофиль арматуры А400

Арматура А500 изготавливается на Тульском заводе ТМПЗ методом горячей прокатки из высокоуглеродистой качественной стали марки 76, которая применяется при изготовлении рельс и соответствует ТУ 093311-313-36554501-2014. Используются следующие виды заготовки для производства данной арматуры — квадрат стальной или рельс снятый с эксплуатации. Размеры профиля от 8 мм до 22 мм, механические характеристики и масса 1 метра длины соответствуют ГОСТу 52544-2006. Отличительная особенность и минусы этой арматуры, заключается в том, что она укладывается без дуговой сварки, то есть стыкуется внахлестку или с помощью механических соединений, а крестообразные соединения стержней выполняются вязаными. Так же эта арматура при напряжении на изгиб более 40° ломается. Арматура применяется в виде отдельных стержней, а также в составе вязаных арматурных каркасов и сеток,  в монолитных железобетонных конструкциях зданий и сооружений любого назначения и уровня ответственности по ГОСТ 54257. Плюсы данной арматуры в том что она имеет повышенную по сравнению с классом А500С коррозионную стойкость.

АРМАТУРНЫЕ ГОСТы

ГОСТ 10884 данный ГОСТ подразделяет арматурную сталь на классы в зависимости от механических свойств класса прочности — который соответствует пределу текучести измеряемому в ньютонах на мм2 квадратный миллиметр и эксплуатационных характеристик — индексы С, К где С (свариваемая), а К (стойкая против коррозийного растрескивания). Примерами данной продукции является арматурная сталь: класс Ат1200, класс Ат1000К,  кдласс Ат500С, класс Ат600, класс Ат400С, класс Ат600С, класс Ат1000К, класс Ат600К, класс Ат800, класс Ат800Л, класс Ат1000.

ГОСТ 5781 данный ГОСТ подразделяет арматуру стальную в зависимости от механических свойств. Разработан в СССР и до недавнего времени был основным видом арматуры для ЖБИ. Класс А-I (А240), класс А-II (А300), класс А-III (А400), класс А- IV (А600), класс А-V (А800), класс А-VI (А1000). Арматура стальная класса А-I (А240) изготавливают только гладкой, а классов А-II (А300), А-III (А400), А- IV (А600), А-V (А800) периодического профиля и гладкой (по требованию потребителя), а сталь класса А-VI (А1000) — только периодического профиля.

ГОСТ 52544 данный ГОСТ распространяется на арматурный прокат класса А500с и В500С (где А500с это прокат горячекатаный без термомеханической или другой последующей обработки, а В500с это механически и термомеханически упрочненный прокат). На данный момент арматура произведённая по данному ГОСТу является самой распространенной и популярной в строительной сфере.

ВИДЫ АРМАТУРЫ

Стальная арматура — металлическая

  • арматура рифленая — арматура круглого сечения периодического профиля: изготавливается из арматурной стали — применяемые стали при производстве ст3, 35гс, 25г2с, класс а500с, а400, а500, а300, а600, а800, а1000
  • арматура гладкая — имеет круглое сечение и гладкую поверхность профиля: изготавливается из арматурной стали — применяемые стали при производстве ст3, класс а240

Композитная арматура — пластиковая

  • стеклопластиковая
  • базальтопластиковая
Основные параметры и размеры

Номинальный диаметр и площадь поперечного сечения, масса 1 метра длины арматурного проката, допускаемые отклонения по массе относительно метра погонного должны соответствовать указанным в таблице.

Номинальный диаметр проката, dн, мм Номинальная площадь поперечного сечения Fн, мм2 Масса проката длиной 1 м
Номинальная, кг, теоретический вес/ДО Допускаемые отклонения, %
6 28,3 Fн, мм2 ТВ = 0,222, ДО = 0,204-0,239 ±8%
8 50.3 Fн, мм2 ТВ = 0,395, ДО = 0,363-0,426
10 78,3 Fн, мм2 ТВ = 0,617, ДО = 0,586-0,647 ±5%
12 113 Fн, мм2 ТВ = 0,888, ДО = 0,843-0,932
14 154 Fн, мм2 ТВ = 1,21, ДО = 1,149-1,27
16 201 Fн, мм2 ТВ = 1,58, ДО = 1,501-1,643 ±4%
18 254 Fн, мм2 ТВ = 2,00, ДО = 1,92-2,08
20 314 Fн, мм2 ТВ = 2,47, ДО =2,371-2,568
22 380 Fн, мм2 ТВ = 2,98, ДО =2,86-3,099
25 491 Fн, мм2 ТВ = 3,85, ДО =3,696-4,004
28 616 Fн, мм2 ТВ = 4,83, ДО = 4,636-5,023
32 804 Fн, мм2 ТВ = 6,31, ДО = 6,057-6,562
36 1018 Fн, мм2 ТВ = 7,99, ДО = 7,67-8,309
40 1256 Fн, мм2 ТВ = 9,86, ДО = 9,465-10,254

Арматура диаметры, виды, классы, цена за тонну

Наша Металлобаза занимается продажей арматуры и предлагает купить арматуру классов а500с, 35гс, 25г2с, а500, а400, а240, по оптовым ценам. У нас на складе в наличии арматура стальная рифленая, гладкая и композитная в любом количестве. У нас вы можете узнать цену за метр или цену за тонну на арматуру любого вида и диаметра, а так же получить расчет стоимости вашего заказа. Арматуру можно купить с доставкой или самовывозом. Заказать металл можно через электронную почту, WhatsApp, форму обратной связи и по телефону.

Сечение арматуры — площадь сечения, таблица для расчета

Горячекатаная арматурная сталь – вид металлопродукции, используемый практически на всех строительных объектах. Назначение арматурных стержней, плоских сеток и объемных каркасов, – повышение устойчивости бетона к нагрузкам различных видов. Эта металлопродукция необходима при возведении фундамента, монолитных стен, производстве железобетонных изделий. Для того чтобы определить прочность арматуры, составить смету, рассчитать массу партии проката, необходим такой показатель, как площадь поперечного сечения. Арматурные стержни имеют поверхность – гладкую или периодического профиля. В обозначении прутов с гладкой поверхностью указывается их наружный диаметр, периодического профиля – номинальный диаметр, который равен наружному диаметру гладкого стержня с равновеликой площадью сечения.

Расчет площади сечения арматурных стержней с гладкой поверхностью

Площадь сечения арматурной стали можно просто определить по таблице ГОСТа 5781-82. Однако если при покупке арматуры иногда возникает необходимость узнать эту величину, а таблицы нет под рукой, то можно самостоятельно произвести несложные расчеты. Для них понадобятся штангенциркуль и калькулятор.

С помощью штангенциркуля определим наружный диаметр в миллиметрах. Расчет площади поперечного сечения арматуры производится по формуле:

S = π*dн2/4,

в которой:

  • S – площадь сечения, мм2;
  • π – постоянная величина, равная 3,14;
  • – наружный диаметр, мм.

Расчеты для стержней периодического профиля

Арматурная сталь периодического профиля обеспечивает хорошее сцепление с бетоном, поэтому именно она используется в качестве рабочей арматуры, воспринимающей и распределяющей основные нагрузки на бетонную конструкцию.

Для определения номинального диаметра производят два измерения с помощью штангенциркуля – по вершинам ребер и по углублениям. Номинальный диаметр равен среднему арифметическому значению этих двух величин. Их суммируют и делят пополам. Площадь сечения определяется по той же формуле, что и в случае стержней с гладкой поверхностью, но вместо наружного значения мы подставляем в формулу значение номинального диаметра.

Вам не понадобится производить расчеты, если под рукой у вас будет таблица площади поперечного сечения стержней арматуры.

Dном, мм S, см2 Dном, мм S, см2
6 0,283 18 2,64
7 0,385 20 3,14
8 0,503 22 3,8
10 0,785 25 4,91
12 1,131 28 6,16
14 1,54 36 10,18
16 2,01 40 12,58

Как измерить диаметр арматуры

Как измерить диаметр арматуры СТАЛЬНОЙ

С измерением диаметра стальной арматуры всё просто, тут нам на помощь приходит ГОСТ 5781-82 (Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций). В нём есть два чертежа, на которых изображены профили всей применяемой арматуры и нанесены обозначения диаметров и прочих размеров. Далее, под чертежами есть таблица №2 и таблица №3 из которых следует зависимость номера профиля от внутреннего и внешнего диаметра арматуры.

Стоит помнить, что когда упоминаются целые числа, описывающие диаметр арматуры, речь идет о так называемом НОМИНАЛЬНОМ (усредненном) диаметре арматуры, который так же именуется как НОМЕР ПРОФИЛЯ. При этом реальные диаметры (внутренний — измеряемый по телу прутка и внешний — измеряемый по ребрам) отличаются от номинального диаметра и представляют собой дробные числа.

ПРИМЕР:
Возьмем к примеру стальную арматуру класса A-III (A400) которая везде упоминается как «двенадцатая». Смотрим в таблицу № 2 ГОСТ 5781-82 (Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций) и находим в первом столбце этой таблицы число 12. Как видно из названия данной колонки этой таблицы, 12 это не реальный диаметр, а так называемый номер профиля (или номинальный диаметр dн). При этом реальный внешний диаметр d1 у данной арматуры равен 13,5 мм (указан в 6-м столбце таблицы), а внутренний диаметр d равен 11,0 мм (указан во 2-м столбце таблицы).

Поэтому, особенно внимательным нужно быть при покупке стальной арматуры с номером профиля от 16 и выше. Начиная с этого номера, внешний диаметр начинает значительно превышать номер профиля и зачастую равен следующему номеру профиля. Этим могут воспользоваться непорядочные продавцы. Так, например, у стальной арматуры с номером профиля 16, внутренний диаметр внутренний диаметр d равен 15,0 мм,  а реальный внешний диаметр d1 равен 18,0 мм и этим фактом могут воспользоваться, чтобы продать «шестнадцатую» арматуру под видом «восемнадцатой».

Как избежать обмана при покупке стальной арматуры? Скачиваем ГОСТ 5781-82 (Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций). Смотрим в нём значение внешнего диаметра для арматуры с номером профиля, который Вам нужен. Берем с собой штангельциркуль и едем за арматурой. Замер внешнего диаметра производится в 300 мм от края стержня (сам край может быть деформирован при погрузках/разгрузках, при резке).

Как измерить диаметр арматуры КОМПОЗИТНОЙ

Если говорить о композитной арматуре периодического профиля, то тут всё сложнее. Частично ответ на данный вопрос можно найти в ГОСТ 31938 «АРМАТУРА КОМПОЗИТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ», в котором есть следующие строки:

3.17 Наружный диаметр арматуры композитной полимерной; Наружный диаметр: Диаметр, позволяющий путем непосредственного измерения по вершинам периодических выступов на силовом стержне идентифицировать номинальный диаметр.
8.2 Наружный диаметр, высоту периодического профиля, шаг периодического профиля АКП проверяют штангенциркулем по ГОСТ 166, микрометром по ГОСТ 6507.

Сразу отметим, что искать ГОСТ 166 и ГОСТ 6507, упомянутые выше — не имеет смысла, так как первый из них просто описывает штангельциркули, а второй — микрометры. О том, как именно измеряется наружный диаметр арматуры не сказано ни слова.

Обращаем Ваше внимание на то, что тот способ производства композитной арматуры, который повсеместно применяется в России — не гарантирует равномерно округлой формы арматурного стержня. Дело в том, что все линии, применяющиеся в России для производства композитной арматуры устроены таким способом, что в конце линии стоят валы, покрытые резиной или полиуретаном, которые и протягивают арматуру через линию, держа её за сформированный конец. При такой технологии очень важно, чтобы к валам подходила арматура окончательно полимеризованная, полностью «зашитая». На практике, у большинства производителей термореактивный композит не успевает полностью застыть за время прохождения через печь. При этом, чем больше диаметр композитной арматуры, тем острее стоит данная проблема. В результате к валам подходит арматура не полностью отвержденная и после протягивания между валами она немного сплющивается, меняя свою форму с округлой на овальную. Учитывая данный факт, мы рекомендуем производить измерение диаметров (и внутреннего и внешнего) при помощи штангельциркуля дважды, в двух, взаимоперпендикулярных положениях, с последующим вычислением усредненного значения. Другими словами нужно измерить диаметр арматурного стержня в любой точке, затем провернуть стержень на 90° и снова померить диаметр. Далее сложить оба полученных значения и разделить полученную сумму на 2, это и будет усредненным диаметром. Данная рекомендация относится как к измерению внешнего, та и к измерению внутреннего диаметра. Кроме того, внешний диаметр можно измерять, удерживая губки штангельциркуля параллельно оси арматурного стержня (а не перпендикулярно).

Не стоит забывать о том, что есть ещё один важный параметр, описывающий диаметр арматуры, он называется НОМИНАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР и описывается в том же ГОСТ 31938 «АРМАТУРА КОМПОЗИТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ»:

3.18 номинальный диаметр арматуры композитной полимерной; Номинальный диаметр: Диаметр равновеликого по объему круглого гладкого стержня с учетом допускаемых отклонений, указываемый в обозначении арматуры, используемый в расчетах физико-механических характеристик и расчетах конструкций.
8.4 Номинальный диаметр определяют по ГОСТ 15139 с дополнениями (см. приложение А).

Фактически вся методика измерения номинального даиаметра композитной арматуры описана в том же самом ГОСТ 31938 в самом конце, в приложении «А».

Как измерить НОМИНАЛЬНЫЙ диаметр арматуры?

Вот мы и подошли к самому корню проблемы — к измерению НОМИНАЛЬНОГО диаметра.

Со стальной арматурой всё понятно, так как типы сталей заранее известны, известны мх плотности, известны варианты профилей, шаг ребер, типы арматуры тоже заранее известны, гостированы и сведены в таблицы. Поэтому у стальной арматуры достаточно измерить внешний диаметр по ребрам, внутренний диаметр по телу стержня и, в зависимости от типа арматуры, определить номинальный диаметр по таблицам №2 и №3 из ГОСТ 5781-82.

С композитной арматурой всё сложно. В России традиционно присутствует правовой вакуум, ГОСТ 31938 оставляет без ответа кучу вопросов. Безусловно, вооружившись штангельциркулем и держа в руках стержень композитной арматуры от любого из производителей, Вы просто не в состоянии измерить номинальный диаметр! Почему? Потому что, согласно методике, упомянутой выше, метод определения номинального диаметра композитной арматуры основан на определении (по результатам гидростатического взвешивания) объема отрезанного от контролируемого изделия на заданную длину образца и последующем расчете номинального диаметра!

Что делать? Достаточно просто запомнить, что НОМИНАЛЬНЫЙ диаметр арматуры является неким усредненным значением между наружным и внутренним диаметрами арматуры. При этом, чем реже расположена намотка ребер (чем больше расстояние между витками ребер), тем ближе будет величина НОМИНАЛЬНОГО диаметра к величине ВНУТРЕННЕГО диаметра арматуры.

Обманывают с диаметром композитной арматуры или нет?

Самым простым способом проверки обманывают Вас или нет продавцы композитной арматуры будет взять штангелциркуль и измерить внешний и внутренний диаметры стержня композитной арматуры. Внешний диаметр арматуры (измеренный по вершинам ребер) ВСЕГДА больше номинального диаметра арматуры! Если измерение этого не подтверждает, значит Вас обманывают на 100%.

 

 

 

Расчёт арматуры, рассчитать арматуру, таблица расчёта арматуры -Статьи

Армирование фундамента

Посредством несущей способности почвы и расчетных нагрузок определяется размер и тип фундамента.

Расчет арматуры для выполнения армирования плитного фундамента

Для данных целей оптимально использовать арматуру, имеющую ребристую поверхность. Поэтому идеально подойдет арматура класса А3, диаметр которой составляет свыше 10 мм. Как показывает практика, чем больше будет диаметр арматуры, тем крепче фундаментальная основа. Толщина прутка в первую очередь зависит от типа почвы и веса жилого строения. Когда грунт достаточно плотный, то фундамент будет деформироваться значительно меньше.

Чем тяжелее возведенный дом, тем соответственно будет больше нагрузка на фундамент, поэтому при возведении основы важно учитывать каждую специфичную деталь, чтобы в итоге фундаментная основа была прочной и устойчивой к небольшим земным подвижкам.

Если Вы возводите каркасный, деревянный либо щитовой дом на почве, которая отличается хорошей несущей способностью, то специалисты рекомендуют применять арматуру диаметром также 10 мм. Когда строится тяжелый дом на плитном фундаменте, то задействуются арматурные прутья, диаметр которых составляет от 14 до 16 мм.

На практике арматурный каркас выполняется с шагом сетки в 20см. Жилой дом, размером 8м х 10м необходимо уложить:

(8/0,2+1) + (10/0,2+1) = 41 (прутки по 6 м) + 51 (прутки по 10 м) = 92 прутка.

Плитный фундамент состоит из 2-х поясов армирования:

1.​ Верхний.

2.​ Нижний.

Именно по этой причине общее количество прутков удваивается. Соответственно получается:

92*2 = 184 прутка, в том числе 82 прутка по 6м и 102 прутка по 10м.

Итого: 82*6+102*10 = 1 512м арматуры.

Верхняя сетка соединяется с нижней. Такое соединение должно быть выполнено в каждом пересечении продольных прутков арматуры с поперечными. Количество соединений составит:

41*51 = 2 091 шт.

При толщине плиты в 20см. расстояние каркаса до поверхности плиты составит 5см. Для соединения необходимы арматурные прутки, длина которых равна 20-5-5 = 10см. либо 0,1м. Итоговая длина прутков для соединения:

2 091*0,1 = 209,10 м.

Общее количество арматуры на плитный фундамент составляет:

1 512+209,10 = 1 721,10 м.

Расчет необходимого количества вязальной проволоки

При каждом пересечении прутков будет 2 вязки арматуры:

  • ​ соединение продольного прутка с поперечным;
  •  вторая вязка с вертикальным прутком.

Количество соединений в верхнем поясе:

41*51 = 2 091шт.

В нижнем поясе будет аналогичное количество соединений.

Итоговый показатель соединений составит:

2 091*2 = 4 182шт.

Для каждой вязки арматуры понадобится вязальная проволока, которая будет сложена вдвое и иметь длину 15см. либо 30см. чистой длины.

Итоговое количество вязальной проволоки равняется числу соединений, которое умножается на число вязок, в каждом соединении умноженное на длину проволоки на одну вязку:

4 182*2*0,3 = 2 509,20

Расчет требуемого количества арматуры с целью проведения армирования ленточного фундамента

На практике плитный фундамент подвержен большему изгибу нежели ленточный. По этой причине при возведении ленточного фундамента применяется арматура меньшего диаметра. Если строится малоэтажный дом, то оптимально применять арматурные прутья, диаметр которых составляет от 10 до 12мм, иногда этот показатель равен 14мм.

При армировании ленточного фундамента применяются 2 пояса: продольные прутья арматуры укладываются на расстоянии 5см. от поверхности фундамента в его нижней и верхней части. Данное действие выполняется независимо от высоты ленточного основания. Так как продольные прутки несут всю нагрузку, оказываемую на фундамент, рационально использовать ребристую арматуру класса А3.

Вертикальные и поперечные прутки армирующего класса ленточного фундамента несут значительно меньшую нагрузку, поэтому лучше применять гладкую арматуру класса А1. Если ширина ленточного фундамента составляет 40см., то достаточно воспользоваться 4-мя продольными прутками, соответственно 2 снизу и 2 сверху. Когда ситуация предполагает строительство дома на подвижном грунте, либо при условии большей ширины фундамента, правильно применить 3-4 продольных прутка в каждом поясе.

Длина ленточного фундамента жилого дома 8м*10м с 2-мя внутренними стенами будет равняться:

8+10+8+10+8+10 = 54м.

При ширине фундаментного основания в 60см и армировании в 6 продольных ребристых прутьев, их длина составит:

54*6 = 324м.

При ситуации если вертикальные и поперечные прутья устанавливаются с шагом в 0,5м, ширина фундамента – 60см, высота 190см и отступы прутков каркаса по 5см от поверхности основания, то длина гладкой арматуры, диаметром 6мм на каждое соединение составит:

(60-5-5)*2+(190-5-5)*3 = 640см (6,4м)

Итого соединений будет:

48/0,5+1 = 97шт.

Соответственно на них потребуется арматуры:

97*6,4 = 620,80 м.

Каждое из соединений имеет 6 пересечений для вязки арматуры и требует использования 12 кусков вязальной проволоки. Длина проволоки, исходя из расчета на одну связку — составляет 30см. Общий расход такой проволоки на каркас ленточного фундаментного основания:

0,3м*12*97 = 349,20м.

Расчет количества арматуры для столбчатого фундамента

В процессе армирования столбиков фундаментного основания желательно применять арматуру, диаметр которой составляет 10-12мм. Горизонтальные прутья (из гладкой арматуры, диаметр которой равен 6мм) предназначены для связки вертикальных, с целью получения единого каркаса. Вертикальные прутки делаются из ребристой арматуры класса А3.

Чаще всего армирующий каркас столбика выполняется с использованием 2-6 прутков, длиной, которая равна высоте столба. Прутки распределяются равномерно внутри столба. Вертикальные прутья связываются по высоте столба на расстоянии 40-50см. Когда планируется армирование столбика, длиной 2м и диаметром 40см, то можно остановиться на использовании 4-х арматурных прутков, диаметром 12мм, которые будут располагаться друг от друга на расстоянии 20см. Прутья перевязываются гладкой арматурой, диаметр которой составляет 6мм в 4-х местах.

Расход ребристой арматуры на вертикальные прутья 2м*4 = 8м. Расход гладкой арматуры составит 0,2*4*4 = 3,2м. Соответственно, для 48 столбиков необходимо гладкой арматуры в количестве 3,2м*48 = 153,60м, ребристой — 8м*48 = 384м. К 4-м вертикальным пруткам в столбике крепится 4 горизонтальных. Для связки таких прутков понадобится:

0,3м*4*4 = 4,8м вязальной проволоки.

Для всего фундаментного основания, состоящего из 48 столбов необходимо:

4,8м*48 = 230,40 м проволоки.

таблица, классификация по ГОСТ и особенности изделий

Прокат арматурный – незаменимый элемент строительства жилых домов, общественных и промышленных зданий, масштабных сооружений. При разработке проекта для любого инженера или архитектора незаменимым инструментом становится таблица сечений арматуры по ГОСТ 5781-82.

Особенности и классификация

Общеизвестно, что для упрочнения бетонных, каменных, кирпичных и даже стеклянных конструкций применяется технология армирования. То есть внутри устройства формируется каркас, который частично либо полностью принимает на себя деформирующие нагрузки. В качестве основы используются металлические стержни круглого сечения или арматура. Производится из нескольких видов стали (в соответствии с ГОСТ 52544-2006, СТО АСЧМ 7-93, ТУ 14-1-5254-94 и другими) в диаметре от 4 до 80 мм с поверхностью гладкого или периодического профиля.

Изделия из стали классифицируются по двум основным параметрам – прочности и механическим свойствам. Исходя из этого выделяют следующие классы арматуры:

1. А1 (А240) – монтажная, чаще всего используется в железобетонных конструкциях в качестве распределительного и связующего элемента. Характерный признак – гладкая поверхность, применяется для железобетонных изделий.

2. А2 (А300) – рабочий арматурный прокат. Имеет рифленый профиль, относится к силовым элементам, которые несут основную нагрузку. Область использования – малоэтажное строительство, ремонт, монолитные сооружения.

3. А3 (А400, А500) – горячекатаные пруты с периодической поверхностью. Это наиболее востребованная продукция, так как выпускается практически во всех диаметрах и применяется как в производстве ЖБИ, так и при возведении жилых, коммерческих и промышленных строений, обустройстве дорожного и тротуарного полотна.

4. А4 (А600) – вид рабочей арматуры, используемой в напряженных конструкциях. Из-за ограничений продукция из стали выпускается в диаметре 10-32 мм.

5. А5 (А800) – стержни повышенной прочности для тяжелых и крупногабаритных конструкций (причалы, метрополитен, ГЭС).

6. А6 (А1000) – арматура рабочего типа из термически упрочненной стали. Характеризуется высокой степенью сопротивляемости к деформациям, востребована в многоэтажном строительстве.

Помимо основной маркировки существует дополнительная, информирующая об особых механических свойствах стальных изделий. Так, литера «С» обозначает, что их можно соединять методом сварки. Добавленная к шифру буква «К» означает, что поверхность арматуры устойчива к коррозии.

На площадки прокат поставляется бухтами по 11,7 или прутами 6-12 м. Как правило, заводы и дилеры отпускают продукцию тоннами, а для пересчета в погонные метры продавцы используют сводные таблицы теоретического веса по ГОСТ Р-52544-2006.

Сортамент строительной арматуры

Как и любое другое производство, изготовление арматуры унифицировано. Поэтому разработанные государственные стандарты содержат единые нормативы по всем характеристикам, включая диаметр, вес, сечение стержней. Эти параметры объединяются достаточно емким термином – сортамент или сортимент. В переводе с французского assortir – подбирать, сортировать. То есть это состав продукции по размерам, профилю или другим характерным признакам.

Для изделий из металла в ГОСТ 5781-82 указана унифицированная таблица массогабаритных размеров, однако на практике у заводов не всегда получается соответствовать этим показателям. Вышеуказанным стандартом допускаются отклонения, но не более 9%.

Арматура диаметр 8 вес. Вес арматуры. ArmaturaSila.ru

Сколько весит арматура?

Зачастую новички при покупке металлических изделий не могут разобраться в самых простых вещах, как размер, вес и прочие метрические характеристики. Так, например, при приобретении арматуры следует знать, как определить ее вес.

Сколько весит арматура разного диаметра

Показатель того, сколько весит арматура, зависит от:

  • типа металла, из которого она изготовлена;
  • длины прутьев и их диаметра;
  • производителя, так как эта продукция может изготавливаться по ГОСТу или по собственным техническим условиям фирмы (завода).

Диаметр арматуры по ГОСТу (марка стали А500С) может колебаться от 6 мм (самая тонкая) — до 40 мм толщины (самая толстая). Чаще всего в технических и коммерческих документах при продаже этого материала представляется вес этой продукции за 1 погонный метр.

Сколько весит метр арматуры в зависимости от диаметра
  • 6 мм – 0,222 кг;
  • 8 мм – 0,395 кг;
  • 10 мм – 0,617 кг;
  • 12 мм – 0,888 кг;
  • 14 мм – 1,21 кг;
  • 16 мм – 1,58 кг;
  • 18 мм – 2 кг;
  • 20 мм – 2,47 кг;
  • 22 мм – 2,98 кг;
  • 25 мм – 3,85 кг;
  • 28 мм – 4,83 кг;
  • 32 мм – 6,31 кг;
  • 36 мм – 7,99 кг;
  • 40 мм – 9,87 кг;
  • 45 мм – 12,48 кг;
  • 50 мм – 15,41 кг;
  • 60 мм – 22,19 кг;
  • 70 мм – 30,21 кг;
  • 80 мм – 39, 46 кг.

Вес погонного метра арматуры можно самостоятельно рассчитать по простой формуле

1 м х (3,14 х Д х Д/4),

где Д – диаметр арматуры. Полученную цифру нужно умножить на удельный вес арматурной стали, который равен 7850 кг/м 3. К примеру, если необходимо рассчитать вес одного метра арматуры диаметром 14 мм:

Объем: 1 метр х (3,14 х 0,014 м х 0,014 м / 4) = 0,00015386

Вес: 0,00015386 х 7850 кг/м3 = 1,207. Если округлить до сотых, то вес приблизительно равен весу из приведенной выше таблицы.

Также полезно будет ознакомиться и с другой информацией, которая поможет вам разобраться, как приобретать и транспортировать арматуру – советуем изучить нашу статью Как правильно вязать арматуру .

Какой вес арматуры?

При строительстве дома или других строительных работах — используется арматура строительная (металлическая) для основы фундамента, на перекрытия, между окон, или на отмостку вокруг дома.

Металлическая арматура украинского производства

В этой статье речь будет вестись об арматуре металлической украинского производства, а не стеклопластиковой арматуре или базальтовой — данный вид арматуры мы не продаем.

Количество арматуры которое Вам задает прораб или при самостоятельном подсчете на дом, как правило исчисляется метрами. Это легко считается, поскольку предположим у Вас дом 10 м на 15 м, в зависимости от типа фундамента и его высоты Вы можете просчитать сколько метров Вам надо арматуры. Опытные строители могут говорить Вам уже четкий вес поскольку они знают вес арматуры, но бывает что и они преувеличивают количество необходимого металла с целью наживы, чего там таить.

Как рассчитать теоретический вес арматуры?

А теперь конкретно по весу арматуры каждого диаметра. Существует формула с помощью которой легко можно высчитать теоретический вес арматуры, но здесь следует подчеркнуть теоретический, но не практический: m= d2/162,272, где m — это масса одного метра, d2 — это диаметр арматуры в квадрате, и число 162,272 — это постоянное число в арматуре. Но, к сожалению со справочником этот вес сходится, но это тоже теория.

Вот что на практике происходит :

— арматура диаметром 8 мм — как бы по теория должен метр весить по формуле 8х8/162.272 = 395 грамм, но на самом деле вес одного метра 430 грамм, некоторые торговые фирмы считают вес метра и 450 грамм. Здесь следует отметить, что редко но бывает и такой вес, но очень редко в остальных случаях — это просто дополнительный заработок для металлобаз или торгующих органиций;

— арматура диаметром 10 мм — здесь по теории 617 грамм, в природе 630 — 640 грамм, но не как не 660 или 700 грамм — это уже не честная торговля;

— арматура диаметром 12 мм — вес погонного метра по справочнику 888 грамм, при взвешивании 900грам — не больше, да бывает, но редко 890 грамм;

— арматура диаметром 14 мм — вес погонного метра в теории сходится с прктикой 1 кг 200 грамм — здесь нет чудес одна реальность. Чем это объяснить не знаю. Может это повязано с большим спросом на арматуру диаметров 8, 10, 12 мм. Производители делают отгрузку в тоннаже и им выгодно продать больше количество по весу, соответственно каким то образом увеличивают в составе металла какой то элемент. Хотя как то пришла арматура которая произведена в Молдавии, то тогда вес арматуры 8 мм совпадал с теорией — ровно 417 грамм.

— арматура 16 мм — вес по теории 1 кг 570 грамм, вес на практике 1 кг 600 грамм;

— арматура 18 мм — вес погонного метра 2 кг — сходится теория и практика;

— арматура 20 мм — вес одного метра 2 кг 47 грамм — сходится теория и практика.

Ну на этом диаметре и закончим, поскольку более толстые диаметры арматуры не используются при строительстве до 5 этажей.

Вот такой получился ответ на вопрос: какой вес арматуры?

Рекомендации при покупке арматуры

Следует Вас предостеречь, что если вес арматуры завышают в сравнение от того веса который был здесь Вам предоставлен, опасайтесь таких продавцов. Поскольку они просто Вас дурят. Цены на металлопрокат взлетели вверх, а каждый пытается купить по дешевле и может попасть на не честных продавцов, которые под видом заниженой цены привезут Вам не 1 тонну, а 900кг, но Вы заплатите за тонну на 300 грн меньше чем среднерыночная стоимость, но и получите на 100 кг меньше. Поэтому строго спрашивайте при покупке. А в одной тонне арматуры 12 мм — 1111метров? — если да, продавец соглашается то все нормально, а если начинает -. юзить. значит что то не то — Вас хотят обмануть.

Вес арматуры 8 мм диаметром приводится по выписке из сортамента указанного в ГОСТе.

Если я правильно понимаю, то вас интересует не вес арматуры 8 мм вообще, а скорее всего вес одного метра арматуры. Этот вопрос можно было бы задать в ПС Яндекс и немного иначе: вес метра арматуры 8 мм, вес погонного метра арматуры 8 мм, условный вес арматуры 8 мм, удельный или теоретический вес арматуры 8 мм, расчётный вес арматуры 8 мм и так далее. Не смотря на то, что формулируются эти вопросы немного по разному, речь в общем-то идёт об одном и том же. На самом деле вы хотите рассчитать, сколько весит арматура 8 мм диаметром, имеющаяся у вас в наличии, или арматура 8 мм купить которую вы хотите, но по каким-то причинам, вам не удобно выполнить взвешивание арматуры8 мм на весах и удобнее обратиться к таблице весов арматуры. Такая таблица весов арматуры есть в ГОСТе на арматуру. Из таблицы весов арматуры вам надо узнать теоретическое значение веса одного погонного метра арматуры 8 мм диаметром.

Вес арматуры 8 мм диаметром #8212; по ГОСТу.

Мы проделали кое какую не очень сложную работу вместо вас, чтобы вам не нужно было скачать бесплатно таблицу весов арматуры или скачать сортамент арматуры целиком, и нашли точное значение массы одного погонного метра арматуры 8 мм.

ВЕС АРМАТУРЫ 8 мм #8212; составляет 0.395 кг в метре погонном.

Как пользоваться найденным вами сейчас значением: вес арматуры 6 мм диаметром?

На самом деле пользоваться таблицей расчёта веса арматуры очень просто и удобно, хоть она и выглядит несколько #171;пугающе#187;, на первый взгляд. Есть довольно подробные таблицы веса погонного мета арматуры . учитывающие разные по ГОСТу виды арматуры (их три на самом деле). Покажу на примере. Итак, например, вы хотите купить 25 метров арматуры диаметром 8 мм. Возможно вам надо выполнить армирование фундамента для забора или решить какую-то другую строительную задачу. При продаже арматуры 8мм, обычно продавец выставляет цену арматуры в тоннах, именно в тоннаже он её покупает на заводе. Вам же он осуществляет продажу арматуры 8 мм в метраже, в погонных метрах, которых вам нужно ровно 25 м. То есть цена арматуры 8 мм за тонну, совершенно вам ничего не говорит. Чтобы как-то перевести имеющееся у вас количество погонных метров арматуры 8 мм в #171;категории близкие к: цена тонны арматуры 8мм#187;, вам нужно вычислить сколько же весят ваши 25 метров арматуры диаметром 8 мм. Находим в таблице расчёта веса арматуры строчку #8212; вес погонного метра арматуры 8 мм (мы уже сделали это за вас #8212; смотри выше), на против указано значение веса метра арматуры 8 мм в килограммах #8212; 0, 395 кг. Теперь, зная вес одного метра арматуры 8 мм, мы должны умножить его на количество метров #8212; 0, 395 х 25 = 9,875 кг. То есть, ваши 25 погонных метров, весят ровно 9,875 кг. Это ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВЕС МЕТРА АРМАТУРЫ 8 мм диаметром.

Posts navigation

(Никто не оценил)

Источники: http://elhow.ru/bytovye-sovety/stroitelstvo/stroitelnye-materialy/skolko-vesit-armatura, http://riber.uaprom.net/a170839-kakoj-ves-armatury.html, http://4ypakabra.ru/ves-armaturyi-8/


Комментариев пока нет!

Rebar — Имперский арматурный стержень США

Rebar — Имперский арматурный стержень США

Engineering ToolBox — ресурсы, инструменты и основная информация для проектирования и проектирования технических приложений!

Британские размеры арматуры в США

Номер стержня Вес
(фунт / фут)
Номинальный диаметр
(дюйм)
Номинальный диаметр
(мм)
Номинальный Площадь
(дюйм 2 )
Номинальная площадь
(мм 2 )
2 0.166 0,25 = 1/4 6,4 0,05 32
3 0,376 0,375 = 3/8 9,525 0,11 71
4 0,668 0,500 = 1/2 12,7 0,20 129
5 1,043 0,625 = 5/8 15,875 0,31 200
6 1.502 0,750 = 3/4 19,05 0,44 284
7 2,044 0,875 = 7/8 22,225 0,60 387
8 2,670 1.000 = 1 25,4 0,79 509
9 3,400 1,128 = 1 1/8 28,65 1,00 645
10 4.303 1,270 = 1 1/4 32,26 1,27 819
11 5,313 1,410 = 1 3/8 35,81 1,56 1006
14 7,650 1,693 = 1 3/4 43 2,25 1452
18 13,60 2,257 = 2 1/4 57,33 4,00 2581

Связанные темы

Сопутствующие документы

Перевести

О Engineering ToolBox!

Мы не собираем информацию от наших пользователей.В нашем архиве хранятся только письма и ответы. Файлы cookie используются в браузере только для улучшения взаимодействия с пользователем.

Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложений на локальном компьютере. Эти приложения — из-за ограничений браузера — будут отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.

Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочтите Условия использования Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.

AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочтите AddThis Privacy для получения дополнительной информации.

Цитирование

Эту страницу можно цитировать как

  • Engineering ToolBox, (2009). Арматура — Имперский арматурный стержень США . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/reinforcing-bar-us-imperial-d_1482.html [день доступа, пн. год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Научный онлайн-калькулятор

11 12

.

Установка и размеры арматуры

Если вы устанавливаете бетонный пол гаража, внутренний дворик, подъездную дорожку, тротуар или опорные колонны, вам следует рассмотреть возможность использования арматурных стержней, как показано на Рисунке 1, или, как их называют в отрасли, «арматурных стержней». плита. Арматурные стержни помогают удерживать бетон и предотвращают образование трещин.

Рисунок 1 — Арматура, уложенная для бетонного проезда

Конечно, как и у большинства строительных изделий, у арматуры есть своя терминология размеров.В таблице 1 представлены стандартные размеры арматурных стержней и их вес.

Таблица 1 — Размеры и масса арматуры

Обозначение промышленного размера

Обозначение размера в метрической системе

Диаметр (дюймы)

Вес (фунт / фут)

3

10

3/8

0,376

4

13

1/2

0.668

5

16

5/8

1.043

6

19

3/4

1,502

7

22

7/8

2,044

8

25

1

2.670

9

29

1 1/8

3,400

Диаметр в таблице 1 является номинальным числом и измеряется в самых узких точках стержня.

Один из самых распространенных вопросов:

«Арматурный стержень какого размера мне следует использовать?»

Для проездов и террас арматурного стержня № 3 диаметром 3/8 дюйма должно быть достаточно.Если вы строите стены, опоры или колонны, я рекомендую использовать арматурный стержень №4 (1/2 дюйма). Для строительства фундаментов я бы использовал арматуру №5 (5/8 дюйма).

Установка арматуры имеет решающее значение для успеха всего проекта. Арматуру следует размещать равномерно по всему проекту. Для плоской плиты, например проезжей части, рассмотрите возможность размещения арматурного стержня с шагом сетки 18 дюймов, сохраняя край арматурного стержня на одинаковом расстоянии с каждой стороны. Для патио вы можете использовать сетку размером 24 дюйма.

Например, если у вас есть подъездная дорожка длиной 10 футов, вы должны начать первый ряд арматурного стержня на расстоянии 15 дюймов от края, а затем уложить еще 5 кусков арматуры с центрами 18 дюймов. Это оставит 15 дюймов от противоположного края, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 — Монтажная сетка арматуры

Чтобы создать прочную сетку из арматурных стержней, важно, чтобы там, где когда-либо пересекались два или более куска или арматурных стержней, они соединялись вместе, как показано на рисунке 3, с помощью арматурной стяжки, как показано на рисунке 4.

Рисунок 3 — Арматурный стержень, соединенный в стыках

Имеется специальный ручной инструмент для стяжки арматуры, показанный на рис. 5, который помогает плотно наматывать проволоку вокруг арматурного стержня.

Арматурный стержень

не должен соединяться по углам, поэтому производитель арматуры предоставляет арматурный стержень, который изгибается под углом 90 градусов, как показано на Рисунке 6.

Рисунок 4 — Стяжная проволока для арматуры

Рисунок 5 — Инструмент для связывания арматуры

Рисунок 6 — Арматурный стержень, изогнутый на 90 °

Рисунок 7 — Опоры арматуры

Арматурный стержень должен заканчиваться посередине плиты, а не вверху или внизу.Арматуру можно разместить на кусках кирпича или камня, как показано на рисунке 1, чтобы удерживать ее над землей при заливке бетона. Затем потяните на место с помощью стержня с крюком на конце, чтобы захватить арматурный стержень.

В качестве альтернативы использованию кирпичей или камней для поддержки арматуры во время заливки бетона вы можете использовать недорогие опоры для арматуры, как показано на рис. 7, которые специально сделаны для удержания арматуры над землей во время заливки бетона.

Дополнительная информация о строительстве бетонных плит, патио, проездов и тротуаров.

Диаметр прутка — обзор

13.2.4 Ограничение растрескивания

В соответствии с отчетом CIRIA 91 максимальное расстояние между трещинами S max и ширину трещины w можно оценить, используя следующие уравнения:

(13.1) Smax = fctfbΦ2ρ

(13.2) w = SmaxReth + esh − εtsc2

где:

f ct = предел прочности бетона на разрыв

68480 f

b = прочность сцепления бетона с арматурой

Ф = диаметр стержня

ρ = процентное содержание стали

e th = термическая деформация = α c T 1

α c = коэффициент теплового расширения

R = коэффициент ограничения

ε tsc = предел прочности при растяжении

9 0002 T 1 = разница между пиком осевой линии и средней температурой окружающей среды

e sh = деформация усадки при высыхании

Расчетная ширина трещины с использованием этого уравнения является максимальной «средней» трещиной ширина.Однако, учитывая вариабельность in-situ и бетона, существует вероятность того, что некоторые отдельные трещины будут больше расчетного значения. Следовательно, соответствие должно основываться на среднем значении, взятом по всей длине конкретной заливки.

Подрядчик не будет иметь большого влияния на многие из вышеперечисленных факторов, но в технических характеристиках выберет бетонную смесь в соответствии с требованиями по прочности, долговечности и тепловым характеристикам в раннем возрасте.Чтобы контролировать степень растрескивания, обычно устанавливают допустимые пределы для максимальной температуры осевой линии, T p , и разницы температур Δ T max в течение периода после строительства. Типичные пределы могут быть указаны следующим образом:

Макс. температура в любой точке заливки не должна превышать… [обычно 70 ° C]

Макс. перепад температур в пределах одной заливки не должен превышать… [обычно 20 ° C]

Макс.значение средних температур между соседними одновременно отливаемыми элементами не должно превышать… [обычно 20 ° C]

Макс. значение средних температур между соседними элементами, отлитыми в разное время, не должно превышать… [обычно 15 ° C].

Это упрощенный подход, поскольку цель состоит в том, чтобы ограничить сдерживаемую (заблокированную) тепловую деформацию, e r , и связанные напряжения, которые могут привести к растрескиванию. Измерения температуры легко получить и интерпретировать, в то время как измерения деформации намного сложнее в обоих отношениях.Поскольку допустимые пределы температуры используются для обозначения пределов деформации, они должны, следовательно, изменяться в соответствии с предполагаемым коэффициентом теплового расширения бетона α c и ограничением теплового движения R . Связь между факторами демонстрируется в простом уравнении для оценки риска образования трещин, предложенном Бэмфортом (1982):

(13,3) er = KαcΔTR

и для отсутствия трещин

er <εtsc

где:

ε tsc = деформационная способность при кратковременной нагрузке

α c = коэффициент теплового расширения бетона

Δ T = изменение температуры

R = коэффициент ограничения (0 = не удерживается; 1 = полностью удерживается)

K = коэффициент модификации, 0.8, для продолжительной нагрузки и ползучести

Очевидно, что допустимое значение Δ T обратно пропорционально как α c , так и R .

Этот подход, основанный на ограничении удерживаемой деформации, также был принят в отчете CIRIA 91, который предполагает значение ограничения 1,0 на стыках между новым и старым бетоном и коэффициент модификации 0,5. Это соответствует стандарту BS 8007 (1987) для водоудерживающих конструкций, который предполагает фактор сдерживания «0».5 для незрелого бетона с жесткими концевыми ограничителями с учетом внутренней ползучести бетона ».

Значения α c могут варьироваться от всего лишь 7 × 10 –6 мм / мм ° C для некоторых легких бетонных смесей до более чем 12 × 10 –6 мм / мм ° C для бетонов, использующих заполнитель кремнистого гравия. Кроме того, заполнитель также влияет на деформационную способность, ε tsc (или сопротивление растрескиванию) бетона, при этом высокие значения ε tsc связаны с более низкими значениями α c .В таблице 13.2 из сборника Concrete Society Digest № 2 (Bamforth, 1984a) приведены расчетные значения α c и ε tsc для бетонов с использованием различных типов заполнителей, а также предельные значения для перепада температуры и перепада температур.

Таблица 13.2. Ограничение температурных изменений и перепадов во избежание растрескивания на основе предполагаемых типичных значений α c и ε tsc в зависимости от типа заполнителя

Тип заполнителя Гравий Гранит Известняк Легкий
Коэффициент теплового расширения × 10 –6 / ° C 12.0 10,0 8,0 7,0
Допустимая деформация при растяжении × 10 –6 70 80 90 110
Предельное изменение температуры в ° C для различных факторов сдерживания:
1.0 7 10 16 20
0,75 10 13 19 26
0.50 15 20 32 39
0,25 29 40 64 78
Предельный перепад температур (° C) 20 28 39 55

Обычно используемое значение 20 ° C в качестве максимального перепада температур Δ T max применяется к щебеночным смесям с высоким α c и низким ε tsc по сравнению с бетоном с использованием других типов агрегатов.Например, при использовании известнякового заполнителя, из которого можно получить бетон с α c всего 8 × 10 –6 мм / мм ° C, могут быть приемлемы более высокие значения максимального перепада температур. Таким образом, при указании Δ T max следует также указать предполагаемое значение α c , тем самым определяя предел дифференциальной деформации, используемый при расчете ширины трещины, и обеспечивая основу для использования альтернативного варианта. агрегаты. Значения в Таблица 13.2 предназначены только для ознакомления . Если данные доступны для конкретной смеси, предельное изменение температуры может быть рассчитано с использованием уравнения:

(13.4) ΔT = εtscKαcR

Предельный перепад температур может быть получен с использованием приведенного выше уравнения с предполагаемым фактором сдерживания 0,36 (Bamforth , 1982).

Ограничения также могут значительно отличаться, и проектировщик должен сделать некоторые допущения в своих расчетах, которые отражают вероятные ограничения во время строительства.На них будут влиять выбранные размеры заливки (длина и глубина), время между соседними заливками и последовательность строительства. Руководство по факторам сдерживания дано в отчете CIRIA 91 вместе с методом проектирования стали, предотвращающей образование трещин. Тем не менее, это обычно предполагает коэффициент ограничения на стыке между новым и старым бетоном, равным 1,0. Не учитывается жесткость, присущая новой заливке по отношению к ее непосредственному окружению, за исключением коэффициента модификации K , который также учитывает эффекты ползучести и длительной нагрузки.В отчете ACI 207.2R-73 (Американский институт бетона, 1984b) представлен более подробный подход к оценке факторов сдерживания в зависимости от отношения длины к высоте заливки, как показано на рисунке 13.1. Ограничение в любой точке определяется путем умножения ограничения в соединениях, рассчитанного с использованием уравнения (13.5), на относительное ограничение на соответствующем пропорциональном расстоянии от соединения, полученное из рисунка 13.1.

Рисунок 13.1. Факторы удержания для элементов с непрерывным удерживанием основания (Американский институт бетона, 1984b).

(5) Ограничение на суставе = 11 + AnEnAoEo

, где A n = с.с. новой заливки

A o = c.s.a. старого бетона

E n = модуль упругости нового бетонного бетона

E o = модуль упругости старого бетона

Сравнение измеренного ограничения через высоту опоры моста, залитой на ленточный фундамент, и значения, спрогнозированные с помощью метода ACI, показаны на рисунке 13.2 (Bamforth and Grace, 1988), указывая на то, что при условии, что допущения об относительной жесткости старого и нового бетона уместны, метод является достаточно точным. Основываясь на ограниченных измеренных значениях модуля упругости термоциклированного бетона в раннем возрасте и расчетном времени остывания нового элемента, соотношение E n : E o , вероятно, будет в диапазоне 0,7–0,8 (Bamforth, 1982) по мере восстановления. Результаты на рис. 13.2 были получены на средней линии 6.Опора моста высотой 2 м и длиной 12 м, залитая на опору глубиной 1 м и шириной 2,85 м:

Рис. 13.2. Измеренное и прогнозируемое ограничение в толстой стене, залитой на жесткий фундамент.

11 + AnAoEnEo = 11 + 4,962,85 = 0,81 = 0,42

Уменьшение ограничения по направлению к верхней свободной поверхности указывает на то, что процентное содержание стали может быть уменьшено с высотой для контроля тепловых трещин в раннем возрасте.

В некоторых случаях, например, когда высокая стена залита на существующую плиту, проектировщик должен будет оценить эффективные площади поперечного сечения (c.s.a.) нового и старого бетона, использованного в расчете. Таким образом, могут применяться следующие практические правила:

Когда стена заливается на краю плиты, относительные полезные площади могут быть приняты пропорциональными относительной толщине стены и плиты. .

Когда стена залита на удалении от края плиты, относительные площади можно считать пропорциональными отношению толщины стены к удвоенной толщине плиты.

Более сложные геометрические формы могут потребовать более детального анализа. Следовательно, проектировщик должен определить в рамках спецификации следующие допущения:

Допустимые температуры с точки зрения максимального значения и перепадов.

Коэффициент теплового расширения бетона.

Факторы ограничения в критических местах. (Если они основаны на ограничениях по размеру заливки, это также необходимо указать.)

Способность бетона к деформации при растяжении.

Допустимая ширина трещин, измеренная на поверхности.

Проектировщик также должен учитывать, какие действия следует предпринять в следующих случаях:

1

Неприемлемое растрескивание, которое происходит в допустимых пределах температуры

2

Несоответствие температуре пределов, но растрескивание в установленных пределах

3

Несоответствие температурным пределам и чрезмерное растрескивание

Поскольку проектные нормы имеют тенденцию быть консервативными, сценарий 1 маловероятен, а сценарий 3 явно является ответственностью подрядчик.Когда происходит сценарий 2, это просто демонстрирует консерватизм в предположении проектирования, и по мере накопления опыта по контракту пределы могут быть скорректированы, чтобы отразить это.

В крупных строительных конструкциях становится все более распространенным проведение натурных испытаний для получения данных о характеристиках бетона, которые можно использовать для определения пределов перепада температур для использования в строительстве. При проведении таких испытаний необходимо следить за тем, чтобы ограничения были реалистичными, особенно в отношении стен, залитых на жесткий фундамент, или плит, которые связывают более жесткие элементы.

Также доступны сложные компьютерные модели, которые позволяют проводить предварительные исследования для изучения влияния типа смеси, геометрии заливки и условий окружающей среды (Emborg, 1989; Датский институт исследований бетона и конструкций, 1987), и они иногда используются для критические конструкции или элементы. Однако значение производительности часто ограничено в абсолютном выражении из-за допущений, которые необходимо сделать в отношении свойств бетона в раннем возрасте и их взаимосвязи с температурной историей или зрелостью бетона.Валидация также затруднена без измерений на месте температуры, деформации и напряжения, но испытания часто могут иметь серьезные последствия для программы. Это область, в которой могут быть полезны дальнейшие исследования.

Haqq Construction

3- Расчет веса арматуры

Давайте еще раз посмотрим на детали нашего фундамента,

Изображение 2.6 Деталь фундаментной стены

Когда мы рассчитываем каждый бетонный элемент, мы рассчитаем, что арматура входит в этот элемент снизу вверх в порядок.

В Непрерывном фундаменте деталь показывает 3 # (число) 5 арматурных стержней продолжается, а арматурные стержни № 5 — короткое расстояние 12 дюймов в центре.

Наш бетон был

Непрерывные опоры = 116’x2’x1 ’/ 27 = 8,59 cy,

Арматура входит в этот конкретный элемент;

3 # 5×116’-0 дюймов, непрерывный длинный путь

и 117 # 5 @ 2’-0 ”короткий путь

Вес арматурного стержня № 5 из таблицы 1.1 составляет 1,043 фунтов на фунт.

Таблица 1.1 Размеры арматурных стержней и веса

Непрерывный стержень 3 # 5×116’-0 ”= 3×1.043×116 = 362,9 фунта

Короткоствольный стержень 117 # 5 @ 2’-0 ”= 117×1,043×2 = 244 фунта

Кроме того, дюбель входит в этот бетонный элемент. Рисунок 2.6 требует установки дюбеля, такого же, как и для вертикальной арматуры стены, которая также является №5 12 дюймов по центру.

Для определения длины дюбеля нам необходимо выучите еще пару предметов.

Соединения внахлестку и крючки.

3.1. Соединения внахлест и Концевые крючки

Общая длина наших непрерывных опор составляет 116’-0 дюймов.Наш фундамент составляет 34 фута в длину и 24 фута в длину. У нас можно купить сток длиной арматура на 40 футов, и мы можем разрезать ее на длину 34 и 24 дюйма. В этом случае мы для непрерывных стержней не требуется стыковка внахлестку. Но обычно перевозка Арматура 40 футов невозможна для небольших заказов. Если вы не получаете 20 тонн полного трейлера загружая арматуру, вам необходимо забрать арматуру у местных поставщиков строительных материалов. Самый местные поставщики поставляют арматуру длиной 20 футов. При установке арматуры у вас есть притирка стержней для передачи напряжения с одного стержня на другой.Планки должны быть соединены вместе.

Изображение 2.7 Круг Соединение для арматуры №5

По мнению инженеров, стержни необходимо притереть друг к другу. упомянутый стол для стыковки внахлест. Инженер обычно предоставляет стол для натяжения. соединение, соединение сжатия для каждого PSI бетонных смесей или иногда звонки обычно мин. Требуемый стык внахлест составляет 48 бар. Это дается инженер по их расчетам.Средний диаметр 48 бар в 48 раз диаметр арматуры.

Имейте в виду, что стержень №8 имеет диаметр 1 дюйм. Выяснить диаметр для арматурных стержней других размеров просто разделите размер на 8. Например,

# 5 = диаметр 5/8 дюйма,

# 4 = 4/8 дюйма = диаметр 1/2 дюйма,

# 3 = 3 / Диаметр 8 дюймов,

# 9 = 9/8 дюйма = диаметр 1 1/8 дюйма.

При расчете стыков внахлест диаметром 48 бар,

Для № 3, 48 диаметров стержня внахлест = 48 x 3/8 (диаметр Арматурный стержень № 3) = 18 дюймов = 1’-6 дюймов,

Для № 4, диаметр стержня 48 внахлест = 48 x 4/8 (диаметр № 4 арматурного стержня) = = 24 ”= 2’-0”

Для прутка № 5, диаметр 48 прутка внахлест = 48 x 5/8 (диаметр № 5 арматурный стержень) = = 30 ”= 2’-6” (используется на Рисунке 2.7)

Для оценки мы будем использовать нахлест диаметром 48 прутков. сращивание для всех наших соединений внахлестку, чтобы можно было производить расчеты проще и быстрее. Также мы устраняем все бетонные покрытия. требования к арматуре. В опорах покрытие арматуры от земли в соответствии с ACI. 3 ”.

Рисунок 2.8 Арматура Покрытие в основании

На рисунке 2.8 ширина основания составляет 2’-0 дюймов, и если мы вычтем 3 дюйма для покрытия с каждой стороны длина короткоствольного арматурного стержня будет составлять от 1 до 6 дюймов. Но для цель оценки мы не будем вычитать за какое-либо конкретное покрытие требования.Будем рассчитывать как короткую перемычку 2’-0 ”.

Для оценки я не буду вдаваться в детали стыковки внахлест для сжатия или растяжения штанги. Я буду использовать 48 бар Диаметр стыка внахлест для всех стыков арматурных стержней и для всех разверток кроме крючков.

Мы будем использовать таблицу 2.5 и таблицу 2.6 для нахлестов арматуры. и крючки.

Размер стержня

Диаметр стержня.(дюйм)

Диаметр 48 дюймов. Соединение внахлестку (дюйм)

# 3

3/8

18

# 4

1/2

24

# 5

5/8

30

# 6

3/4

36

# 7

7/8

42

# 8

1

48

# 9

1 1/8

54

# 10

1 1/4

60

# 11

1 3/8

66

Таблица 2.5 48 ” Диаметр соединения внахлест

КОНЦЕВЫЕ КРЮКИ

180 °

90 °

Размер стержня

Длина (дюйм)

Длина (дюйм)

# 3

5

6

# 4

6

8

# 5

7

10

# 6

8

12

# 7

10

14

# 8

11

16

# 9

15

19

# 10

17

22

# 11

19

24

Таблица 2.6 концевых крюков

Давайте вернемся к нашей сплошной опоре, у нас было

сплошных опор

= 116’x2’x1 ‘/ 27 = 8,59 cy

и

Непрерывный стержень 3 # 5×116′-0 ”= 3×1,043×116 = 362,9 фунтов

Короткий стержень 117 # 5 @ 2′-0” = 117×1,043×2 = 244 фунта

Теперь мы можем рассчитать вес стеновых дюбелей,

Рисунок 2.9 Дюбель Длина = соединение внахлест + толщина опоры + крюк 90 °

Размер дюбеля соответствует вертикальному арматурному стержню, который составляет # 5 от Рисунок 2.6 Деталь фундаментной стены,

Соединение внахлест для № 5 составляет 30 дюймов из таблицы 2.5 Диаметр 48 дюймов внахлест Соединения,

Крюк 90 ° для # 5 составляет 10 дюймов из таблицы 2.6 Концевые крючки,

Толщина опоры была 12 дюймов на рисунке 2.6, и мы не подсчитайте покрытие арматуры для оценки цели, чтобы получить полную толщину.

Длина дюбеля = (соединение внахлест) 30 дюймов + (крючок 90 °) 10 дюймов + (опора Толщина) 12 ”= 52” = 4’-4 ”

Дюбеля 117 # 5×4’-4” = 117×1,043×4,33 = 528,39 фунтов = всегда округлять в большую сторону = 529 фунтов (1.043 вес арматурного стержня №5 из таблиц 1.1 и 4.33 = 4 ’+ 4” / 12)

Теперь мы можем вычислить общий вес арматуры, необходимой для строить сплошные опоры.

Непрерывные опоры = 116’x2’x1 ’/ 27 = 8,59 cy


Непрерывный стержень 3 # 5×116’-0” = 3×1,043×116 = 363 фунта

Короткий стержень 117 # 5 @ 2’-0 ” = 117×1,043×2 = 244 фунта

Дюбеля 117 # 5×4’-4 ”= 117×1,043×4,33 = 529 фунтов

Всего = 1,136 фунтов

Автор: Камил Кабук, MS

Powered by Haqq Takeoff

Практические диаметры арматуры | Бетонстааль.nl

06.07.2015 | A. van Wijngaarden

В этой таблице указаны практические диаметры арматурных стержней. Фактические диаметры различаются для каждого производителя арматурной стали и поэтому могут незначительно отличаться от указанного.

3

02

02 1,0

3

02

02 1,0

3

02

02

4 4 3

Диаметр [D]

Диаметр [D1]

Высота [h]

Ширина [b]

Поперечное сечение

[мм ]

[мм]

[мм]

[мм]

[мм²]

Ø8

9.3

0,70

0,9

50

Ø10

11,6

0,80

1,0

13,9

1,00

1,2

113

Ø14

16.2

1,10

1,4

154

Ø16

18,6

1,20

1,6

1,6

9000

23,2

1,45

2,0

314

Ø25

29.0

1,85

2,5

491

Ø32

37,1

2,20

3,2

3,2

3,2

Щелкните здесь, чтобы загрузить эту таблицу.

Хотите получить дополнительную информацию по этой теме? Тогда прочтите статью Арматура совсем не круглая!

Эта информация была собрана с особой тщательностью.Если, тем не менее, будут обнаружены неточности или недостатки, Betonstaal.nl не несет ответственности за их возможные последствия.

Свяжитесь с Betonstaal.nl

У вас есть вопросы или вам нужен совет по арматурной стали? Тогда мы с радостью дадим вам подходящий совет. Пожалуйста свяжитесь с нами!

Свяжитесь с нами напрямую Почему Betonstaal.nl?
  • Заказ 24/7 и быстрая доступность
  • Доставка по Нидерландам и Бельгии
  • Служба поддержки клиентов Часы работы
  • Согласно KOMO / Kiwa и Еврокоду
  • Персонализация — наш стандарт

Арматура Круглый стол / Мрамор — Культ — Первый дизайн

Характеристики

Ресурсы

Уход и обслуживание

Сильвен Вилленц — дизайнер из Бельгии, который много путешествовал и основал свою собственную студию в Брюсселе в 2004 году.Он окончил курс MA Design Products в Королевском колледже искусств в Лондоне (2003). Его дизайнерское бюро получило несколько наград iF Awards и награду Red Dot «Лучший из лучших» в области дизайна продукции, он был назван бельгийским дизайнером года в 2009 году и регулярно работает в образовательных учреждениях, таких как ECAL и ENSAV La Cambre. Вилленц — особенно любознательный дизайнер, погруженный в язык продуктов и производственных процессов. Его работа охватывает различные типологии и часто вдохновляется графикой, рисунками и другими 2D-источниками — его желание состоит в создании элегантных и чистых дизайнов, которые одновременно незнакомы и знакомы.Для HAY Вилленц разработал кронштейны, вкл. и арматура.

Хи Веллинг x HAY Дизайнер говорит. В разговоре с Хи Веллинг

Хи Веллинг x HAY Дизайнер говорит. В разговоре с Хи Веллинг

Хи Веллинг x HAY Дизайнер говорит. В разговоре с Хи Веллинг

Хи Веллинг x HAY Дизайнер говорит.В разговоре с Хи Веллинг

Используйте стрелки влево / вправо для навигации по слайд-шоу или проведите пальцем влево / вправо при использовании мобильного устройства

Одновременная оценка диаметра арматурного стержня и толщины покрытия двойным датчиком GPR-EMI.

Датчики

(Базель). 2018 сен; 18 (9): 2969.

Хай Лю

2 Школа гражданского строительства, Университет Гуанчжоу, Гуанчжоу 510006, Китай; [email protected]

Цзе Цуй

2 Школа гражданского строительства, Университет Гуанчжоу, Гуанчжоу 510006, Китай; [email protected]

Билли Ф. Спенсер

3 Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, Урбана, Иллинойс 61801, США; [email protected]

Guangyou Fang

4 Институт электроники Китайской академии наук, Пекин 100190, Китай; [email protected]

2 Школа гражданского строительства, Университет Гуанчжоу, Гуанчжоу 510006, Китай; [email protected] 3 Департамент гражданской и экологической инженерии, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн, Урбана, Иллинойс 61801, США; удэ.sionilli @ sfb

Поступила в редакцию 02.08.2018; Принято 31 августа 2018 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Реферат

Точное определение арматурных стержней (арматуры) в бетонной конструкции имеет большое значение для контроля качества строительства и оценки безопасности после стихийных бедствий. В этой статье объединены методы георадара (GPR) и электромагнитной индукции (EMI) для одновременной оценки диаметра арматуры и толщины покрытия.Разработан прототип двойного датчика GPR-EMI и проведен калибровочный эксперимент для сбора стандартного набора данных EMI, соответствующего различным диаметрам арматурных стержней и толщине покрытия. Ручная испытательная тележка может синхронно собирать данные георадара и электромагнитных помех при движении по бетонной поверхности, на основании чего предлагается алгоритм обработки данных для одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия. Во-первых, путем извлечения вершины гиперболического отражения от арматурного стержня в предварительно обработанном георадарном профиле определяется положение арматурного стержня, которое в дальнейшем используется для извлечения эффективной кривой EMI.Затем диаметр арматурного стержня и толщина покрытия одновременно оцениваются по минимальной среднеквадратической ошибке между измеренными и откалиброванными данными EMI при ограничении толщины покрытия, оцененной с помощью георадара. Лабораторный эксперимент проводится с использованием четырех образцов литого бетона с 11 закладными стальными стержнями. Результаты показывают, что диаметры 10 арматурных стержней правильно оценены из 11 арматурных стержней, а максимальная ошибка оценки толщины покрытия составляет 6,7%. Полевые испытания проводятся в недавно построенном здании, и диаметры четырех испытанных арматурных стержней точно оцениваются, а ошибки оценки толщины покрытия составляют менее 5%.Сделан вывод, что разработанный двойной датчик GPR-EMI и предложенный алгоритм позволяют точно оценить диаметр арматурного стержня и толщину покрытия за одно сканирование.

Ключевые слова: неразрушающий контроль (NDT), георадар (GPR), электромагнитная индукция (EMI), обнаружение арматуры

1. Введение

Методы неразрушающего контроля (NDT) играют важную роль в мониторинг и диагностика строительных конструкций. Точная характеристика свойств арматурных стержней (арматуры) в бетонных конструкциях имеет решающее значение для контроля качества на этапе строительства, а также для мониторинга состояния здоровья и оценки безопасности после стихийных бедствий на этапе эксплуатации [1].Параметры арматурных стержней, которые необходимо проверить, включают их расположение, расстояние, диаметр, толщину покрытия и степень коррозии. Среди них точное определение диаметра арматурного стержня и толщины покрытия неразрушающим способом все еще является сложной задачей [2], что и является целью данной статьи.

Электромагнитная индукция (EMI) является принципом большинства имеющихся в продаже локаторов арматуры и измерителей покрытия [3]. Датчик электромагнитных помех состоит из магнитных катушек, которые возбуждают изменяющиеся во времени магнитные поля по направлению к бетону и принимают наведенные вторичные магнитные поля от проводящих объектов [4,5].Когда для контроля арматуры используется датчик электромагнитных помех, индуцированные вторичные магнитные поля чувствительны как к диаметру арматурного стержня, так и к толщине покрытия. Таким образом, локатор арматуры или измеритель покрытия может оценить диаметр арматурного стержня или толщину покрытия, только если другой известен, с предварительно откалиброванными данными о силе электромагнитных помех, сохраненными в памяти прибора [6,7]. Криволинейная модель была разработана для оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия по пиковой амплитуде и полной ширине на полувысоте (FWHH), извлеченным из измеренного импульсного отклика на электромагнитные помехи, и результаты показывают, что точность расчетной толщины покрытия намного выше. когда диаметр арматурного стержня указан, чем когда диаметр арматурного стержня неизвестен [8].Лабораторный эксперимент был проведен для оценки возможностей коммерческих инструментов EMI в оценке диаметра арматуры и толщины покрытия, и результаты показывают, что ошибки оценки возрастают с увеличением толщины покрытия, и инструменты становятся ненадежными [9]. Получив два показания электромагнитных помех на разных высотах измерения или используя две вертикально разнесенные катушки, можно одновременно оценить диаметр арматурного стержня и толщину покрытия, но часто бывает неудобно сканировать в перегруженных металлических рабочих зонах и трудно избежать взаимного влияния два набора катушек [10].Нейронные сети были обучены оценке диаметра арматуры и толщины покрытия соответственно, а точность оценки соответствует промышленным стандартам [11]. Ультразвуковое эхо было объединено с измерением EMI для картирования сетчатого железобетона и оценки толщины покрытия, где были получены лучшие результаты, чем результаты одного исследования EMI [12]. Однако этот метод требует заранее знать диаметры арматурных стержней и не может определить размер арматурных стержней.

Георадар — еще один важный метод неразрушающего контроля, основанный на распространении и рассеянии высокочастотных электромагнитных (ЭМ) волн.Он успешно применяется для обнаружения коммунальных предприятий [13], осмотра дорожного покрытия [14,15], экологических исследований [16], мониторинга нефти [17], исследования космоса [18] и т. Д. стальная арматура и бетонный фон, арматура — излюбленная цель для обнаружения георадара [19]. В последнее время все больший интерес уделяется определению геометрических свойств арматурных стержней (например, диаметра, расстояния и глубины заглубления) [20,21,22], влажности бетона [23,24] и степени коррозии арматуры [ 25,26].В георадарном профиле с линией съемки, перпендикулярной направлению арматурного стержня, отражение от арматурного стержня можно аппроксимировать как гиперболу. Толщина покрытия может быть оценена по гиперболической вершине после точной оценки электромагнитной скорости в бетоне [22]. Однако скорость ЭМ в бетоне вряд ли можно точно оценить на опыте или с помощью простого георадиолокационного измерения, поскольку бетон неоднороден и его диэлектрические свойства зависят от текстуры смеси [27,28]. Было разработано коническое уравнение, связывающее диаметр арматурного стержня, толщину покрытия и скорость электромагнитного поля в бетоне [29], и аппроксимация между извлеченной траекторией отражения арматурного стержня и смоделированной гиперболической кривой использовалась для оценки диаметра арматурного стержня, толщины покрытия и скорости волны [ 30,31,32].Однако исследования показывают, что форма гиперболической кривой нечувствительна к диаметру арматурного стержня, поэтому нелегко напрямую вывести диаметр арматурного стержня через гиперболический фитинг [22]. Чтобы избежать прямого захвата или извлечения траектории отражения арматурного стержня, преобразование Хафа и его расширенная версия были применены для оценки диаметра заглубленного цилиндрического объекта [33]. Была представлена ​​эмпирическая процедура для оценки диаметров арматурных стержней путем связывания площади антенны с коэффициентом отражения от арматуры [20].Однако точность оценки может пострадать из-за нестабильности импульсной георадарной системы [34]. Посредством многополяризационного измерения GPR диаметр арматурного стержня был оценен через отношение амплитуд отражения, записанных в различных каналах поляризации. Однако авторы признают, что метод чувствителен к длине волны используемого георадара и что точность оценки зависит от оптимального выбора частоты георадара в зависимости от диаметров арматурных стержней [21].

Электромагнитные помехи чувствительны как к глубине, так и к размеру металлических предметов, находящихся под землей.Однако трудно одновременно и точно получить два неизвестных напрямую. Георадар имеет высокую чувствительность к глубине заглубления, а не к размеру объектов, благодаря чему прямая оценка глубины заглубления легко выполняется путем преобразования времени в глубину [22]. Принимая во внимание соответствующие преимущества EMI и GPR, соответствующая съемка или разработанная система, объединяющая EMI и GPR, была применена для обнаружения наземных мин [35], оценки загрязнения [36,37] и прогнозирования влажности почвы [38].В этой статье предлагается объединить EMI и GPR для одновременной и точной оценки диаметра арматуры и толщины покрытия. Использование отдельных устройств EMI и GPR для синхронного сбора данных возможно, но имеет некоторые недостатки, такие как низкая эффективность, отклонение местоположения и сложное слияние данных [39]. По этой причине мы разрабатываем компактный портативный прототип, объединяющий EMI и GPR для удобных операций и быстрых измерений [40], и предлагаем метод одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия.

2. Система GPR-EMI

2.1. Описание системы

Для выполнения синхронных измерений как данных EMI, так и данных георадара была разработана новая система с двумя датчиками [40]. а, б представлены фото разработанного прототипа и его схематическая конструкция соответственно. Этот компактный портативный инструмент для тестирования состоит из модуля георадара, модуля EMI, блока управления и дисплея, что облегчает сканирование арматурных стержней на месте. В модуле GPR используется пара антенн для передачи и приема электромагнитных волн соответственно.Антенны имеют улучшенную форму бабочки с центральной частотой 1,6 ГГц. Эффективная полоса пропускания составляет 0,9–2,5 ГГц. В модуле EMI ​​используется пара магнитных катушек. Одна катушка используется для передачи магнитных полей в бетон, а другая — для приема вторичных магнитных полей, генерируемых вихревыми токами на встроенной металлической арматуре. Каждая катушка имеет 120 витков диаметром 3 см, рабочая частота 40 кГц. Система имеет общую мощность 7 Вт. Внизу корпуса устройства установлены четыре колеса, позволяющие удобно перемещаться по бетону, и одно из них оборудовано датчиком измерения расстояния, который используется для срабатывания передатчиков.Кроме того, в верхней части устройства установлен ЖК-дисплей для отображения данных EMI и GPR в реальном времени.

( a ) Фотография прототипа разработанной системы обнаружения арматурных стержней и ( b ) схематическая структура антенн GPR и катушек EMI внутри устройства.

Во время работы устройство ставится на бетонную поверхность и перемещается по потенциальным стержням. Радарные датчики и датчики электромагнитных помех реализуют синхронное сканирование, и оба набора данных отображаются на дисплее в режиме реального времени.иллюстрирует процесс работы и отображение данных. Отклик на электромагнитные помехи на встроенном арматурном стержне представляет собой кривую в форме импульса, в то время как отклик радара представляет собой гиперболическое отражение, вершины которого находятся прямо над стержнем.

Схематическое изображение процесса измерения с использованием разработанного двойного датчика GPR-EMI и пример измеренных данных EMI и GPR.

2.2. Калибровка EMI

Калибровка данных арматурного стержня с помощью измерения электромагнитных помех выполняется с использованием настраиваемой сканирующей рамки в декартовых координатах, установленной над песочницей, как показано на рис.Песок заполнен сухим песком с диэлектрической проницаемостью около 3, а арматура разного диаметра закапывается в песок на разной глубине. С помощью дополнительных измерений (здесь не показаны) мы подтвердили, что датчик электромагнитных помех имеет почти такие же характеристики арматурного стержня на фоне воздуха, сухого песка и бетонных материалов. Основная причина заключается в том, что эти типы фоновых материалов обладают чрезвычайно низкой проводимостью и магнитной проницаемостью по сравнению с подземной стальной арматурой [32].Таким образом, диэлектрические свойства фоновой диэлектрической среды с низкими потерями мало влияют на отклик на электромагнитные помехи. На сканирующей системе установлена ​​пластиковая платформа толщиной 5 мм, обеспечивающая автоматическое перемещение в вертикальном и горизонтальном направлениях. Двойной датчик GPR-EMI перемещается по пластиковой платформе, чтобы избежать проскальзывания колеса и потери данных. Пластиковая платформа также может использоваться для вытирания верхнего песка, обеспечивая ровную поверхность песка и точный контроль толщины покрытия арматуры.

Экспериментальная платформа для калибровки электромагнитных помех.

В наших калибровочных экспериментах в качестве калибровочных образцов выбрано 11 стальных стержней в соответствии со стандартом промышленного строительства в Китае [41]. Диаметр арматуры составляет соответственно 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25 и 28 мм. Арматуру последовательно зарывают в сухой песок на постепенно уменьшающейся глубине от 60 мм до 5 мм с шагом 1 мм. Для каждой толщины покрытия и диаметра арматурных стержней мы выполняем сканирование EMI ​​в поперечном сечении на платформе.

В процессе калибровки записывается 616 кривых отклика на электромагнитные помехи, соответствующих одиннадцати диаметрам арматурных стержней и 56 толщинам покрытия. a, b показаны два набора кривых EMI, соответствующих фиксированной толщине покрытия ( D = 20 мм) с различными диаметрами арматурных стержней и фиксированным диаметром арматурных стержней ( R = 20 мм) с различной толщиной покрытия соответственно. Видно, что все кривые EMI ​​демонстрируют импульсный отклик на заглубленных арматурных стержнях. Сила сигнала увеличивается пропорционально увеличению диаметра арматурного стержня и экспоненциально падает с увеличением толщины покрытия, что отражает высокую чувствительность сигнала электромагнитных помех как к диаметру арматурного стержня, так и к толщине покрытия.Снимается амплитуда пика каждой кривой электромагнитных помех, и ее вариации в зависимости от диаметра арматурного стержня и толщины покрытия показаны на рис. Высокая чувствительность пиковой амплитуды как к диаметру арматурного стержня, так и к толщине покрытия указывает на то, что можно оценить диаметр арматурного стержня, если известна толщина покрытия, и наоборот. Однако мы можем видеть, что пиковая амплитуда может соответствовать разным парам диаметра арматурного стержня и толщины защитного слоя, что означает, что при оценке диаметра арматурного стержня и толщины защитного слоя по пиковой амплитуде без предварительной информации может существовать большая ошибка.Поэтому мы предлагаем объединить данные георадара и электромагнитных помех для одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия. Алгоритм обработки данных представлен в следующем разделе.

Перекодированные кривые EMI ​​в калибровочном эксперименте, когда ( a ) D = 20 мм и ( b ) R = 20 мм. D и R — толщина покрытия и диаметр стержней соответственно.

Изменение амплитуд пиков электромагнитных помех в зависимости от толщины покрытия и диаметра арматурного стержня, когда катушки находятся прямо над стержнями во время калибровочного эксперимента.

3. Обработка данных

Алгоритм обработки данных для одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия на основе данных георадара и электромагнитных помех показан на рисунке.

Блок-схема предложенного алгоритма для одновременной оценки диаметра арматуры и толщины защитного слоя по зарегистрированным данным георадара и электромагнитных помех.

Подробная информация описана следующим образом:

  • (a)

    Данные георадара предварительно обрабатываются для увеличения отношения сигнал / шум.Реализована последовательность стандартных методов обработки GPR, включая удаление постоянного тока, коррекцию с нулевым временем, полосовую фильтрацию, масштабирование амплитуды, медианную фильтрацию и удаление фона [42].

  • (b)

    Гиперболы из заглубленных арматурных стержней в георадиолокационных профилях извлекаются алгоритмом обнаружения кромок после предварительной обработки, а их координаты вершин выбираются для определения местоположения арматурного стержня и грубой оценки толщины покрытия, как Показано в . Оператор Собеля используется для обнаружения края [43].a, b соответственно показывают предварительно обработанный профиль GPR и двоичное изображение после обнаружения края. Это показывает, что оператор Собеля эффективен для извлечения гиперболы арматуры в профиле георадара, даже если отношение сигнал / помехи велико.

    ( a ) Профиль GPR после предварительной обработки и ( b ) соответствующее двоичное изображение после обнаружения края.

Две верхние и нижние траектории дуги соответствуют двум впадинам в сигналах отражения георадара, а вершина верхней используется для локализации арматурного стержня.

  • (c)

    Локализация подземной арматуры и извлечение эффективной кривой электромагнитных помех. По горизонтальной координате обнаруженных гиперболических вершин можно точно определить горизонтальное положение заглубленного арматурного стержня, которое в дальнейшем используется для извлечения эффективных кривых электромагнитных помех из встроенного арматурного стержня. Эффективная кривая EMI центрируется в местоположении арматурного стержня с диапазоном, определяемым как удвоенное значение FWHH, и она содержит большую часть полезной информации в ответе на электромагнитные помехи, при этом не влияя на уровень шума.Амплитуда электромагнитных помех, местоположение которой соответствует гиперболической вершине профиля георадара, используется для определения того, отражается ли гипербола георадара от арматурного стержня или пластиковой трубы. Если амплитуда электромагнитных помех близка к уровню шума, отражающий объект считается неметаллическим; в противном случае это считается металлической арматурой.

  • (d)

    Предварительная оценка толщины покрытия. Зная временную координату ( t ) гиперболической вершины, время двухстороннего распространения электромагнитных волн, распространяющихся от границы раздела воздух-бетон до встроенного арматурного стержня, используется для грубой оценки толщины покрытия:

    где D — толщина покрытия (м), v — скорость электромагнитной волны в бетоне (м / нс), а t — время движения в двух направлениях (нс).Скорость рассчитывается по формуле:

    где c — скорость электромагнитной волны в свободном пространстве, т.е. 0,3 м / нс, а ε r — относительная диэлектрическая проницаемость бетона. Принимая во внимание неоднородность составов бетона и интрузивную влажность, мы присваиваем ε r в диапазоне от 4 до 10 [44,45]. Диэлектрическая проницаемость используется для оценки возможного диапазона толщины покрытия арматурного стержня, который используется в качестве ограничивающего условия для точной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия на следующем этапе.

  • (д)

    Определение диаметра арматуры и толщины покрытия. Посредством расчета среднеквадратичных ошибок между данными EMI, извлеченными из полевых измерений и данными, откалиброванными в лаборатории заранее (как указано в предыдущем разделе), диаметр арматурного стержня и толщина покрытия одновременно оцениваются путем поиска локальной минимальной среднеквадратичной ошибки под ограничение толщины покрытия, оцененной георадаром. Функция ошибок выражается следующим образом:

    MSE (i, j) = 1l∫ − l2l2 [f (x) −gi, j (x)] 2dx,

    (3)

    где f ( x ) — кривая электромагнитных помех, измеренная на месте, g i , j ( x ) — калиброванные кривые EMI, i и j соответственно серийные номера обозначают различный диаметр арматуры и толщину покрытия в калибровочном эксперименте, x — горизонтальная координата кривой EMI, l — длина пересечения извлеченной эффективной кривой EMI, которая в два раза больше FWHH, как указано выше, а MSE — это среднеквадратическая ошибка.Поиск локального минимума MSE реализован в ограниченном объеме толщин покровного слоя, которые оцениваются по данным георадара на предыдущем шаге. Это условие ограничения позволяет избежать множества решений, касающихся диаметра арматурного стержня и толщины покрытия, и, таким образом, может повысить точность оценки.

4. Лабораторные эксперименты

Для проверки предложенного метода одновременной оценки диаметра арматуры и толщины покрытия мы провели лабораторные измерения с помощью разработанного прибора GPR-EMI на четырех образцах бетона, залитых арматурой.

4.1. Экспериментальная установка

В лабораторном эксперименте были отлиты четыре образца бетона и внутри были заделаны одиннадцать стержней арматуры разного диаметра. Образцы были залиты обычным портландцементным бетоном и имели размеры 1000 мм × 250 мм × 150 мм. Арматурные стержни с обозначениями от №1 до №11 и диаметром от 6 до 28 мм были погружены в бетонные образцы с различной толщиной покрытия, как показано на и. Пластиковая труба была вставлена ​​в середину четвертого образца для сравнительного испытания.Измерения с использованием разработанного двойного датчика GPR-EMI проводились на поверхности образцов в направлении, перпендикулярном арматурным стержням, после периода отверждения в течение одного месяца в обычных условиях.

Четыре образца литого бетона ( a d ) с 11 стальными стержнями и одной пластиковой трубой, заделанной внутри.

Таблица 1

Истинные и расчетные диаметры арматурных стержней и толщины покрытия в лабораторных экспериментах, а также их относительные погрешности.

Толщина крышки Диаметр
True Предварительная оценка георадара Оценка Ошибка True Оценка Ошибка
# 1 15 мм 111989 11 мм 14 мм 6,7% 6 мм 6 мм 0
# 2 21 мм 18–28 мм 21 мм 0 8 мм 8 мм 0
# 3 25 мм 20–31 мм 25 мм 0 10 мм 10 мм 0
# 4 37 мм 31–42 мм 36 мм 2.7% 12 мм 12 мм 0
# 5 35 мм 32–43 мм 35 мм 0 14 мм 14 мм 0
# 6 42 мм 38–49 мм 41 мм 2,4% 16 мм 16 мм 0
# 7 32 мм 31–41 мм 33 мм 3,1% 18 мм 18 мм 0
# 8 38 мм 36–47 мм 39 мм 2.6% 20 мм 20 мм 0
# 9 43 мм 40–53 мм 43 мм 0 22 мм 20 мм 9,1%
# 10 46 мм 43–56 мм 47 мм 2,2% 25 мм 25 мм 0
# 11 50 мм 47–60 мм 50 мм 0 28 мм 28 мм 0

4.2. Результаты

a – d или a – d показывают профили GPR и соответствующие кривые отклика EMI, измеренные на четырех образцах, соответственно, после предварительной обработки данных. Мы можем видеть, что каждая арматура представлена ​​как сильное гиперболическое отражение в профиле георадара и импульсная характеристика на кривой EMI соответственно. Напротив, пластиковая труба показывает слабое гиперболическое отражение в d и отсутствие отклика в d. Очевидно, что гиперболическое отражение от пластиковой трубы намного слабее, чем от соседних арматурных стержней.Однако множественные отражения от верхней и нижней части трубы могут использоваться для определения диаметра пластиковой трубы [46,47]. Поэтому предлагаемый алгоритм отличает это гиперболическое отражение от неметаллического объекта и не оценивает его диаметр и толщину покрытия. Кроме того, на профилях георадара также можно наблюдать некоторые гиперболические отражения от крупного гравия в бетоне, как показано на d.

Записанные профили георадара на четырех образцах бетона ( a d ) после предварительной обработки.Серийные номера испытанных арматурных стержней отмечены под гиперболическими отражениями, а также указаны отражения от пластиковой трубы и гравия.

Записанные кривые EMI ​​на четырех образцах бетона ( a d ) после предварительной обработки. Серийные номера испытанных арматурных стержней отмечены над или под импульсной характеристикой электромагнитных помех одиннадцати стержней.

Из гиперболических отражений одиннадцати встроенных арматурных стержней местоположения арматурных стержней определяются с помощью вышеупомянутого алгоритма обнаружения кромок и извлекаются соответствующие эффективные кривые EMI.Для каждого измеренного отклика EMI мы извлекаем эффективную кривую EMI и вычисляем карту MSE s между измеренными и откалиброванными кривыми EMI, используя уравнение (3). показан стержень MSE s, полученный из арматурного стержня № 5, фактический диаметр и толщина покрытия которого составляют 14 и 35 мм соответственно. По гиперболическому отражению арматуры в георадарном профиле в b толщина покрытия этого арматурного стержня оценивается в диапазоне 32–43 мм. Этот изменяющийся диапазон толщины покрытия, оцененной с помощью георадара, учитывает неопределенность диэлектрической проницаемости, вызванную влажностью и неоднородностью бетона, что позволяет найти правильный локальный минимум на карте MSE для точной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия. .Если не принимать во внимание пределы толщины покрытия, диаметр арматурного стержня и толщина покрытия оцениваются в 10 мм и 23 мм по глобальному минимуму MSE , как отмечено в, что указывает на большую ошибку оценки. Однако с учетом предварительной информации о толщине покрытия, полученной из данных георадара, диаметр арматурного стержня и толщина покрытия оцениваются в 14 мм и 35 мм, соответственно, по локальному минимуму MSE , как указано в, которые являются одинаковыми. как истинные ценности. Этот пример доказывает, что путем объединения данных георадара и электромагнитных помех точность оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия может быть значительно улучшена.

Контурный график, представляющий MSE s, рассчитанный на основе измеренных и откалиброванных данных EMI для одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия. Диапазон толщины покровного слоя, рассчитанный георадаром, отмечен двумя горизонтальными белыми линиями. Глобальный минимум MSE и локальный минимум MSE соответственно обозначены красными стрелками.

Мы оценили диаметр и толщину покрытия одиннадцати стержней арматуры в четырех образцах и проанализировали ошибки между расчетными и истинными значениями, как показано на.Из одиннадцати арматурных стержней только один имеет неточную оценку диаметра с абсолютной погрешностью 2 мм и относительной погрешностью 9,1%. Расчетная толщина покрытия дает относительную погрешность менее 7%. С увеличением толщины покрытия не наблюдается явного падения точности оценки в статистике ошибок. Тем не менее, мы можем наблюдать экспоненциальное уменьшение амплитуд EMI с увеличением толщины покрытия от b и. Это означает, что чрезвычайно большая глубина заглубления арматурного стержня, вероятно, приведет к неточной или даже неэффективной оценке из-за низкого отношения сигнал / шум, как обсуждается в [9].Результаты лабораторного эксперимента показывают, что разработанная система и предложенный метод позволяют одновременно и точно оценивать диаметр арматуры и толщину покрытия.

5. Полевые испытания

5.1. Описание участка

Чтобы дополнительно проверить эффективность нашего устройства при испытании бетонных конструкций на практике, мы выбрали две железобетонные колонны в недавно построенном здании для проведения полевых испытаний. Колонны имеют поперечное сечение 0,8 м × 0,8 м. Было реализовано быстрое сканирование для определения местоположения горизонтальных и вертикальных стержней.Чтобы уменьшить сильные помехи от соседних стержней, мы установили горизонтальную линию съемки между двумя горизонтальными стержнями, расстояние между которыми составляет 15 см. а показывает работу двойного датчика GPR-EMI в полевых условиях. После сбора данных EMI и GPR бетон был просверлен и истинный диаметр и толщина покрытия основных арматурных стержней были точно измерены штангенциркулем, как показано на b.

Фотографии ( a ) полевых работ и ( b ) замеров при бурении.

5.2. Результаты

a – d показывает записанные профили георадара и кривые EMI ​​в двух столбцах на полевом участке. Для каждой линии съемки было обнаружено по два стержня. Записанные данные используются для оценки диаметра и толщины покрытия арматуры с помощью предлагаемого нами метода, а оценочные результаты сравниваются с результатами измерения бурения.

Профили георадара (вверху) и кривые EMI ​​(внизу), записанные в первом ( a , c ) и втором ( b , d ) столбцах на полевом участке.Отмечаются порядковые номера обнаруженных стержней.

показывает результаты полевых испытаний. Результаты показывают, что все диаметры арматурных стержней точно оценены, а максимальная погрешность толщины покрытия составляет менее 5%, что свидетельствует о том, что разработанный двойной датчик GPR-EMI и предлагаемый метод оценки эффективны для обнаружения и определения характеристик арматуры в полевых условиях.

Таблица 2

Расчетные и измеренные диаметры арматурных стержней и толщины покрытия и их относительные погрешности в полевых испытаниях.

Толщина покрытия Диаметр арматуры
Измерено Приблизительно Ошибка Измерено Приблизительно Ошибка
3600 мм 4,9% 24,7 мм 25 мм 1,2%
23,4 мм 24 мм 2,6% 27,7 мм 28 мм 1.1%
46,2 мм 46 мм 0,4% 24,3 мм 25 мм 2,9%
46,8 мм 46 мм 1,7% 24,4 мм 25 мм 2,5%

6. Выводы

В этой статье мы предлагаем объединить EMI и GPR для одновременной оценки диаметра арматуры и толщины покрытия, что имеет значение для контроля качества и оценка безопасности бетонных конструкций.Был разработан прототип двойного датчика GPR-EMI, и стандартный набор данных EMI для калибровки был записан с использованием одиннадцати стержней арматуры разного диаметра, закопанных на разной глубине в песок. Разработанное устройство обнаружения арматурного стержня может синхронно записывать профиль георадара и кривую отклика на электромагнитные помехи за одно сканирование с помощью ручного перемещения. Основным вкладом данной статьи является разработка метода обработки данных для одновременной оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия. По данным георадара обнаруживается заглубленный объект, и толщина его покрытия приблизительно оценивается по вершине гиперболического отражения.Соответствующие данные EMI ​​извлекаются согласно определенному георадаром местоположению, и обнаруженный объект может быть интерпретирован как арматурный стержень или пластиковая труба по амплитуде EMI. Диапазон толщины покрытия, оцененный с помощью георадара, используется в качестве ограничения для дальнейшей оценки диаметра арматурного стержня и толщины покрытия путем вычисления среднеквадратических ошибок между измеренными и откалиброванными данными EMI. Лабораторный эксперимент показывает, что объединение данных георадара и электромагнитных помех может значительно повысить точность оценки.Полевые эксперименты на двух бетонных колоннах показывают, что можно точно оценить как диаметр арматурного стержня, так и толщину покрытия. Мы пришли к выводу, что разработанный двойной датчик EMI-GPR может иметь многообещающие перспективы в практическом неразрушающем контроле бетонных конструкций. Метод интеграции данных георадара и электромагнитных помех также может использоваться для оценки диаметра и глубины заглубления других цилиндрических проводящих объектов, таких как металлическая труба.

Одним из ограничений разработанной системы и алгоритма является то, что до сих пор сложно реализовать эффективное измерение и оценку арматурных стержней в плотно-ячеистой арматурной сети, где сигналы георадара и электромагнитных помех от соседних стержней сильно мешают каждому. Другие.Будет сделана попытка использовать передовые алгоритмы обработки сигналов, а другая попытка будет направлена ​​на улучшение характеристик системы и повышение направленности датчиков. Стоит отметить, что номинальная частота (соответствующая полосе пропускания) импульсного георадара существенно влияет на его разрешающую способность. Чем больше ширина полосы пропускания передающего импульса, тем тоньше гиперболическая траектория, что приводит к более точному извлечению гиперболы с помощью оператора Собеля, а также к более точной оценке толщины покрытия на следующем этапе.Таким образом, в настоящее время мы пытаемся разработать прототип с более высокой центральной частотой георадара 2,6 ГГц. Кроме того, обработка данных требует много времени и труда в связи с растущими требованиями полевых испытаний. Мы считаем, что алгоритмы искусственного интеллекта, такие как глубокое обучение, могут повысить эффективность анализа и обработки данных.

Благодарности

Авторы выражают благодарность China Construction Third Engineering Bureau Co. LTD. предоставить площадку для испытаний на месте.

Вклад авторов

Х.Л. и Дж.К. разработали и разработали эксперименты; Г.Ф. разработал аппаратное обеспечение системы; Z.C., F.Z. и B.F.S. реализовал эксперименты; F.Z., H.L. и Z.C. написал газету.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (2016YFC0800200) и Национальным фондом естественных наук Китая (41504111, 41674138).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. McCann D.M., Forde M.C. Обзор методов неразрушающего контроля при оценке бетонных и каменных конструкций. NDT E Int. 2001; 34: 71–84. DOI: 10.1016 / S0963-8695 (00) 00032-3. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Утси В., Утси Э. Измерение глубины и диаметра стержней арматуры в бетоне; Труды Десятой Международной конференции по наземным радиолокаторам; Делфт, Нидерланды. 21–24 июня 2004 г .; С. 659–662. [Google Scholar] 3. Ренс К.Л., Випф Т.Дж., Клайбер Ф.В. Обзор методов неразрушающей оценки гражданской инфраструктуры.J. Perform. Констр. Facil. 1997. 11: 152–160. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0887-3828 (1997) 11: 4 (152). [CrossRef] [Google Scholar] 4. Гайдецкий П.А., Бурдекин Ф.М. Система индуктивного сканирования для двумерного изображения арматурных компонентов в бетонных конструкциях. Измер. Sci. Technol. 1994; 5: 1272–1280. DOI: 10.1088 / 0957-0233 / 5/10/012. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Гайдеки П., Сильва И., Фернандес Б.Т., Ю.З.З. Портативная система индукционного сканирования для визуализации стальных арматурных стержней в бетоне.Приводы Sens. A Phys. 2000; 84: 25–32. DOI: 10.1016 / S0924-4247 (99) 00296-4. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Аллидред Дж., Чуа Дж., Чемберлен Д. Определение диаметра и покрытия арматурного стержня путем анализа поперечных профилей с помощью измерителя покрытия; Материалы международного симпозиума «Неразрушающий контроль в гражданском строительстве»; Берлин, Германия. 26–28 сентября 1995 г .; С. 721–728. [Google Scholar] 7. Фернандес Б.Т., Сильва И., Гайдеки П.А. Выделение вектора из цифровых изображений стальных стержней, полученных с помощью системы индукционного сканирования, с использованием метода дифференциального градиента в сочетании с модифицированным преобразованием Хафа.NDT E Int. 2000; 33: 69–75. DOI: 10.1016 / S0963-8695 (99) 00035-3. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Quek S., Gaydecki P., Zaid M.A.M., Miller G., Fernandes B. Визуализация трехмерных изображений стальных арматурных стержней с использованием криволинейных моделей, применяемых для сканирования ортогональных линий, сделанных индуктивным датчиком. NDT E Int. 2003; 36: 7–18. DOI: 10.1016 / S0963-8695 (02) 00044-0. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Сивасубраманян К., Джая К.П., Ниллемегам М. Покровомер для определения глубины покрытия и диаметра арматурного стержня в высокопрочном бетоне.Int. J. Civ. Struct. Англ. 2013; 3: 557–563. [Google Scholar] 10. Аллдред Дж. Усовершенствование ортогонального метода определения диаметра арматурного стержня с помощью измерителя покрытия; Труды Шестой Международной конференции по структурным неисправностям и ремонту; Лондон, Великобритания. 3-5 июля 1995 г .; С. 11–15. [Google Scholar] 11. Заид М., Гайдеки П., Квек С., Миллер Г., Фернандес Б. Извлечение информации о размерах из стальных арматурных стержней в бетоне с помощью нейронных сетей, обученных на данных с индуктивного датчика.NDT E Int. 2004. 37: 551–558. DOI: 10.1016 / j.ndteint.2004.02.005. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Алджернон Д., Хилтунен Д. Р., Ферраро К. С., Иши С. Обнаружение арматуры с помощью измерителя покрытия и ультразвукового импульсного эхо в сочетании с автоматизированной системой сканирования. J. Transp. Res. Доска. 2011; 2251: 123–131. DOI: 10.3141 / 2251-13. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Прего Ф.Дж., Солла М., Пуэнте И., Ариас П. Эффективный сбор георадарных данных для обнаружения подземных труб. NDT E Int. 2017; 91: 22–31. DOI: 10.1016 / j.ndteint.2017.06.002. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Лю Х., Дэн З., Хань Ф., Ся Й., Лю Q.H., Сато М. Частотно-временной анализ данных георадара с воздушной связью для определения расслоения между слоями дорожного покрытия. Констр. Строить. Матер. 2017; 154: 1207–1215. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.06.132. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Лю Х., Сато М. Измерение толщины дорожного покрытия и диэлектрической проницаемости на месте с помощью георадара с использованием антенной решетки. NDT E Int. 2014; 64: 65–71. DOI: 10.1016 / j.ndteint.2014.03.001. [CrossRef] [Google Scholar] 16.Лю Х., Такахаши К., Сато М. Измерение диэлектрической проницаемости и толщины снега и льда в солоноватой лагуне с помощью георадара. IEEE J. Sel. Верхний. Прил. Earth Obs. Дистанционный сенсор 2014; 7: 820–827. DOI: 10.1109 / JSTARS.2013.2266792. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Чжоу Ф., Миорали М., Слоб Э., Ху X. Мониторинг коллектора с использованием скважинных радаров для повышения нефтеотдачи: предложения по трехмерному электромагнитному и жидкостному моделированию. Goephyiscs. 2018; 83: WB19 – WB32. DOI: 10.1190 / geo2017-0212.1. [CrossRef] [Google Scholar] 18.Чиарлетти В., Корбел К., Плеттемайер Д., Кейс П., Клиффорд С.М., Хамран С.Э. WISDOM GPR предназначен для поверхностного зондирования марсианской недр с высоким разрешением. Proc. IEEE. 2011; 99: 824–836. DOI: 10.1109 / JPROC.2010.2100790. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Хэ Х., Чжу З., Лю К., Лу Г. Обзор обнаружения арматурных стержней георадаром; Труды симпозиума «Прогресс в электромагнетизме»; Пекин, Китай. 23–27 марта 2009 г .; С. 804–813. [Google Scholar] 20. Чанг С.В., Линь С.Х., Лиен Х.С. Измерение радиуса арматурного стального стержня в бетоне с помощью цифрового георадара.Констр. Строить. Матер. 2009. 23: 1057–1063. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2008.05.018. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Занзи Л., Арозио Д. Чувствительность и точность измерений диаметра арматурных стержней по данным георадара с двойной поляризацией. Констр. Строить. Матер. 2013; 48: 1293–1301. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.05.009. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Wiwatrojanagul P., Sahamitmongkol R., Tangtermsirikul S., Khamsemanan N. Новый метод определения местоположения арматурных стержней и оценки толщины покрытия железобетонных конструкций с использованием данных георадара.Констр. Строить. Матер. 2017; 140: 257–273. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.02.126. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Калогеропулос А., Ван дер Крук Дж., Хугеншмидт Дж., Буш С., Мерц К. Оценка хлоридов и влажности в бетоне с помощью полной инверсии формы волны георадаром. Рядом прибой. Geophys. 2011; 9: 277–285. DOI: 10.3997 / 1873-0604.2010064. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Чен В., Шен П., Шуй З. Определение содержания воды в свежей бетонной смеси на основе измерения относительной диэлектрической проницаемости. Констр. Строить.Матер. 2012; 34: 306–312. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.02.073. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Хонг С., Лай В.Л., Хелмерих Р. Экспериментальный мониторинг коррозии арматуры, вызванной хлоридом, и хлоридного загрязнения бетона с помощью георадара. Struct. Инфраструктура. Англ. 2015; 11: 15–26. DOI: 10.1080 / 15732479.2013.879321. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Хонг С., Виггенхаузер Х., Хелмерих Р., Донг Б., Донг П., Син Ф. Долгосрочный мониторинг коррозии арматуры в бетоне с использованием георадаров.Коррос. Sci. 2017; 114: 123–132. DOI: 10.1016 / j.corsci.2016.11.003. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Гу П., Бодуан Дж. Дж. Диэлектрические свойства затвердевших вяжущих материалов. Adv. Джем. Res. 1997; 9: 1–8. DOI: 10.1680 / adcr.1997.9.33.1. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Аль-Кади И.Л., Лахуар С. Измерение толщины слоя с помощью GPR – Theory на практике. Констр. Строить. Матер. 2005; 19: 763–772. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2005.06.005. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Шихаб С., Ан-Нуайми В. Оценка радиуса цилиндрических объектов, обнаруживаемых георадаром.Субсерфинг. Sens. Technol. Прил. 2005. 6: 151–166. DOI: 10.1007 / s11220-005-0004-1. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Ристич А.В., Петровацки Д., Говедарица М. Новый метод одновременной оценки радиуса цилиндрического объекта и скорости распространения волны по данным георадара. Comput. Geosci. 2009. 35: 1620–1630. DOI: 10.1016 / j.cageo.2009.01.003. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Брунзель Х. Обнаружение неглубоких объектов с помощью импульсного радара. IEEE Trans. Geosci. Дистанционный датчик 1999; 37: 875–886. DOI: 10.1109 / 36.752207. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Мечбал З., Хамличи А. Определение характеристик бетонной арматуры путем улучшенной постобработки исходных данных георадара. NDT E Int. 2017; 89: 30–39. DOI: 10.1016 / j.ndteint.2017.03.005. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Виндзор К.Г., Капинери Л., Фалорни П. Оценка диаметров заглубленных труб с помощью обобщенного преобразования Хафа радиолокационных данных; Труды симпозиума «Прогресс в электромагнитных исследованиях»; Ханчжоу, Китай. 22–26 августа 2005 г .; С. 345–349.[Google Scholar] 34. Лю Х., Син Б., Чжу Дж., Чжоу Б., Ван Ф., Се Х., Лю К. Х. Количественный анализ устойчивости георадарных систем. IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 2018; 15: 522–526. DOI: 10.1109 / LGRS.2018.2801827. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Фэн X., Сато М., Лю С. Получение изображений недр с помощью портативной системы GPR MD. IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 2012; 9: 659–662. DOI: 10.1109 / LGRS.2011.2177514. [CrossRef] [Google Scholar] 36. Ван Мейрвенн М., Ван Де Виджвер Э., Ванденхаут Л., Сюнтьенс П.Исследование загрязнения почвы с помощью измерений электромагнитных помех и георадара; Материалы 15-й Международной конференции по наземным радиолокаторам; Брюссель, Бельгия. 30 июня — 4 июля 2014 г .; С. 1006–1009. [Google Scholar] 37. Йодер Р.Э., Фриланд Р.С., Аммонс Дж.Т., Леонард Л.Л. Картирование сельскохозяйственных полей с помощью георадара и электромагнитного излучения для выявления перемещения агрохимикатов за пределы участка. J. Appl. Geophys. 2001; 47: 251–259. DOI: 10.1016 / S0926-9851 (01) 00069-6. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Инман Д.Дж., Фриланд Р.С., Аммонс Дж.Т., Йодер Р.Э. Исследования почвы с использованием электромагнитной индукции и георадара на юго-западе Теннесси. Почвоведение. Soc. Являюсь. J. 2002; 66: 206–211. DOI: 10.2136 / sssaj2002.2060. [CrossRef] [Google Scholar] 39. Сэй Т., Делфортри С., Вердонк Л., Де Смедт П., Ван Мейрвенн М. Интеграция данных EMI и георадара для улучшения трехмерной реконструкции системы кольцевых канав. J. Appl. Geophys. 2014; 101: 42–50. DOI: 10.1016 / j.jappgeo.2013.11.004. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Гао Ю., Е С., Чжан X., Фанг Г. Новая система обнаружения на основе РЛС EMI и UWB. Электрон. Измер. Technol. 2015; 38: 128–134. (На китайском языке) [Google Scholar] 41. Национальные стандарты Китая GB-T 1499.2-2018. Сталь для армирования бетона. Часть 2: Горячекатаные ребристые стержни. Национальные стандарты Китая; Шэньчжэнь, Китай: 2018. (на китайском языке) [Google Scholar] 42. Кэссиди Н.Дж. Обработка, моделирование и анализ данных георадара. В: Жол Х.М., редактор. Наземный радар: теория и приложения. 1-е изд.Elsevier Science; Амстердам, Нидерланды: 2009. С. 141–176. [Google Scholar] 43. Ансари М.Д., Мишра А.Р., Ансари Ф.Т. Новые меры дивергенции и энтропии для интуиционистских нечетких множеств при обнаружении краев. Int. J. Fuzzy Syst. 2018; 20: 474–487. DOI: 10.1007 / s40815-017-0348-4. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Сенин С.Ф., Хамид Р. Модели затухания георадарных волн для оценки влажности и содержания хлоридов в бетонной плите.

Добавить комментарий