Несущая способность металлической сетки: определение, факторы и учет в строительстве

Металлические сетки применяют в строительных работах, промышленности, в хозяйствах, где они выполняют конструктивную, армирующую функцию или как ограждения участков. При этом ожидается, что за счет их прочности, упругости конструкции, где они установлены, будут надежными и долго служить. На это влияет несущая способность металлической сетки, которую определяют показатели: 

• геометрические - размер ячеек, диаметр арматурных стержней, проволоки Вр 1, размер карты;
• технологические - способ выпуска металлических сетчатых полотен (сварка, плетение, просечно-вытяжной);
• материальный - из какой марки стали выпускают металлопродукцию.

Эти факторы учитывают при расчете плотности армирования бетонной конструкции, отделочного слоя или монтажа металлоконструкции. 

Определение несущей способности сетки

Под несущей способностью металлической сетки понимают ее потенциал к принятию расчетных нагрузок и их перераспределению на части конструкции, в которых она установлена. При этом само сетчатое полотно остается без разрушений, деформаций и не теряет свойств для эксплуатации весь расчетный период службы.

С технической точки зрения это максимально допустимая нагрузка, при которой сетчатое полотно:

• не разрушается;
• сохраняет целыми сварные соединения и просечные отверстия;
• не изгибается больше расчетных прогибов, после изгиба нет остаточных деформаций.

Что объединяет понятие несущей способности металлической сетки

• Вид действующей нагрузки: сжатие, изгиб, растяжение.
• Условия работы - сетчатое полотно работает, как отдельная металлоконструкция или как часть структуры (бетонный элемент, стяжка).
• Период нагрузки и ее тип: постоянная, циклическая, динамическая.

Как ее определяют

Несущую способность определяют:

1. механическими свойствами металла. Для сварных полотен свойства определяют стержни из которых они сварены, для плетеных (рабица) - проволока, для ЦПВС - исходный металлический лист;
2. параметры (диаметр стержней или проволоки, размер ячейки, интервал продольных и поперечных стержней);
3. технологией выработки сетчатого полотна: сварка, плетение, просечно-вытяжной способ;
4. условиями при эксплуатации (коррозия, износ).

Как несущую способность учитывают на практике

Оценку несущей способности сеток учитывают:

• при планировании армирования бетонных частей, кладки, укрепления отделочных слоев;
• в расчетах сетчатых металлических ограждений и металлоконструкций;
• при составлении проектов для гидротехнического и промышленного, дорожного строительства.

Другими словами, несущую способность определяют нагрузкой, которую металлическая сетка может принять при эксплуатации, без разрушений, сохраняя технические параметры.

Сечение стержней, проволоки, толщина листа

На прочность влияет диаметр стержней, или проволоки, или толщина листового проката для ЦПВС. Чем больше диаметр тем:

• больше предел прочности и временное сопротивление до разрушения;
• больше жесткость сетчатого полотна, уверенно принимает нагрузки на сжатие, изгиб, растяжение;
• меньше риск точечных деформаций.

Если диаметр стержней брать больше расчетного, то кроме сложностей в монтаже, нужно соблюсти критерии общего взаимодействия арматуры и бетона. При этом увеличится масса конструкции, что учитывают при составлении проекта.

Размер ячейки 

По ГОСТ 23279/12 п.4 направление рабочей арматуры определяет в каком положении у сетки будет наибольшая несущая способность.

Рабочая арматура может быть продольной, поперечной или в обоих направлениях.

Интервал продольных и поперечных стержней будет обуславливать длину и ширину ячеек. Размер ячеек определяет какое будет распределение нагрузок. Чем мельче ячейки:

• тем равномернее распределяется нагрузка;
• выше сопротивление продавливанию и точечным напряжениям;
• тем больше жесткости у железобетонной части.

Если сравнить сетки с равными диаметрами стержней, то та, у которой более крупные ячейки, легче, она даст меньшую плотность армирования, проявит меньшую несущую способность и наоборот.

При армировании бетона, швов каменной кладки диаметр стержней (проволоки) и размер ячеек получают расчетом на основании нагрузок. 

Способ соединения сетчатого полотна

Способ соединения отдельных элементов сетки влияет на ее прочность

• Сварные полотна получают свариванием мест пересечений продольных и поперечных проволок или стержней. 

За счет прочности сварных точек и прочности стальных стержней жесткость сетчатого полотна значительно увеличивается.

• Плетеная рабица. 

Рабица хорошо работает с нагрузками на сжатие, растяжение. Но ее гибкость не дает рабице хорошо справляться с изгибающими нагрузками. Поэтому при изгибающих нагрузках она проявляет меньшую несущую способность.

• Просечно-вытяжные (ЦПВС).

За счет гибкости тонкие ЦПВС не несут рабочую нагрузку. Несущая способность у ЦПВС растет с увеличением толщины исходного металлического листа и уменьшением его ячеек. 

ЦПВС прочные, так как выработаны из целого стального листа, хорошо армируют любые отделочные слои, включая штукатурку.

Расчетная прочность сетчатого полотна, его несущая способность зависит от прочности сварных соединений или целостность вытяжного полотна. 

Марка стали и механические свойства металла

На прочность метизов влияет марка исходного металла. Такую зависимость можно проследить в ГОСТ 34028/16 в т. 5. Здесь приведены механические свойства металлов:

• предел текучести металла - какую нагрузку может нести отдельный стержень;
• временное сопротивление - максимальное растягивающее напряжение перед разрушением стержня (необратимые деформации);
• относительное удлинение.

В ГОСТ арматурный прокат сгруппирован по классам. Чем ниже класс проката, тем ниже его предел текучести. Например, у класса проката А240 предел текучести 240 Н/мм 2, у класса А500 предел текучести больше, чем в 2 больше 500 Н/мм 2. У арматуры А500 больше прочности, а значит ее несущая способность выше. Ясно, что сетки, сваренные из арматурных стержней А500 будут нести больше рабочей нагрузки, чем сваренные из арматуры А240.

Сетки для армирования выпускают из сплава с низким содержанием углерода и легирующих элементов, чтобы в нем поддерживать соразмерность между: прочностью, свариваемостью, стойкостью против коррозии, пластичностью, устойчивостью к циклическим нагрузкам, релаксацией напряжений.

Защитное покрытие

Защитное цинковое или полимерное покрытие непосредственно не увеличивают прочность. Но защитный слой сохраняет ее во время работы, исключая коррозию, которая:

• “съедает”, делает меньшим сечение стержня; 
• разрушает сварные соединения;
• снижает расчетные характеристики.

В условиях, когда на металл влияет влага, соли, химические соединения, защитный слой становится критическим фактором сохранения несущей способности.

Несущая способность металлических сеток складывается из сочетаний условий: диаметра проволоки (стержня), размера ячейки, способа соединений, марки стального сплава, цинкового (полимерного) слоя и качества производства. При планировании сетки учитывают расчетные нагрузки и условия работы, а не только ее параметры. Технически обоснованное планирование сетчатых полотен обеспечит надежность строительной конструкции, ее долгую службу в заданных условиях.

В продаже есть все виды металлических сеток, которые применяются в строительстве и смежных работах. На сайте можно выбрать сварную сетку для армирования и ограждений, арматурную — для бетонных конструкций, дорожную — для усиления покрытий и оснований, кладочную — для кирпичной и блочной кладки, а также строительную сетку для отделочных и монтажных задач. Отдельно доступна оцинкованная сетка, рассчитанная на эксплуатацию во влажной среде и на открытом воздухе. Для каждой позиции указаны ключевые параметры: размер ячейки, диаметр проволоки или стержней, формат поставки и область применения — это позволяет подобрать сетку под расчетную нагрузку и условия эксплуатации без лишних допущений. Делайте заказы, оставляйте заявки.