Жесткие и гибкие металлические сетки: их рациональное назначение
Жесткость металлических сеток это свойство, которое определяет работу метиза под нагрузкой, его несущую способность и область назначений. Для сварных сеток, которые выпускают на заводских промышленных линиях, жесткость планируют целенаправленно: диаметром стержней или проволоки, их интервалом (размером ячейки), типом соединений, маркой стали.
Деление на жесткие и гибкие сетки основано на их технико-механических свойствах и показывает как они реагируют на изгибающие усилия, растяжение и динамические воздействия.
Жесткая сетка это плоский сетчатый метиз, который проявляет высокое сопротивление при изгибающих усилиях. Он будет сохранять геометрические размеры при эксплуатационных нагрузках без существенных деформаций и прогибов. Работает как панель.
Гибкая сетка это сетчатый метиз с небольшой изгибной жесткостью. Существенно деформируется при изгибе без разрушений, может трансформироваться под форму оснований.
Работает как распределительный и объединяющий элемент.
Конструктивные факторы, образующие жесткость
Из чего складывается жесткость сварной сетки, какие факторы делают ее больше?
Диаметр проволоки
Чем толще проволока или стержни, из которых сварен сетчатый метиз, тем он жестче. Если выразить изгибную жесткость в математической зависимости, то она пропорциональна диаметру в 4-й степени (d4). Даже незначительное увеличение толщины проволоки в 4 раза увеличивает ее сопротивление изгибающим нагрузкам.
- D 3 - 4 мм берут для выпуска гибких сеток. Их делают в виде рулонного полотна или тонкими плоскими картами.
- D 6 - 12 мм берут для сваривания плоских прямоугольных сетчатых карт.
Размер ячейки
Для продольных и поперечных стержней устанавливают интервал (шаг). Он образует размеры ячеек. Если интервал равный для обоих направлений, то ячейки квадратные. Если интервал разный, то ячейки прямоугольные.
При уменьшении шага:
- увеличивается жесткость по площади плоской карты и распространяется по объему вокруг нее;
- снижается прогиб между сварными соединениями;
- нагрузка распределяется равномернее.
Тип соединения
Контактно точечная сварка пересечений стержней прочно скрепляет их и не дает смещаться. Армирование без смещения отдельных элементов остается в проектном положении при бетонировании и схватывании бетона. Это принципиально отличает сварные сетчатые метизы от вязаных и плетеных, в которых пересечения допускают подвижность.
Несущая способность: разница в работе
Строительные конструкции в эксплуатации будут нести разные нагрузки, поэтому их армирование планируют с разной несущей способностью.
Жесткие сетки
Сварные жесткие сетки (6 - 12 мм) принимают изгибающие, растягивающие воздействия и равномерно распределяют их. Нагрузки воспринимаются не отдельными стержнями, а всей конструкцией, что кратно усиливает ее сопротивление.
Плоские жесткие сетчатые карты за счет высокого сопротивления усилиям наделяют бетонный элемент значительной несущей способностью.
Внутри бетона сетчатое армирование принимает на себя основные усилия, сдерживает бетон от растяжений при изгибах, что делает его стабильным.
Работает армирование за счет монолитного сцепления арматуры с бетоном, которое создает ее периодический профиль. Сетчатое армирование воспринимает усилия через ребра профиля.
У периодического профиля стержней 10 - 12 мм высота ребер больше, чем у проволочного проката. Такие ребра на профиле образуют больше площадок смятия, поэтому сцепление этой арматуры с бетоном выше. Чем больше сцепление, тем большую несущую способность создает жесткая сетчатая карта. При этом она ограничивает раскрытие трещин.
Гибкие сетки
Работают:
- на растяжение при усадке бетона;
- распределяют нагрузки;
- сдерживают трещины;
- усиливают слой бетона или кладочный шов.
Толщина проволоки 3 - 4 мм, из которой они сварены, даст им обеспечить несущую способность только в бетонных конструкциях с низкими нагрузками. Ими не армируют несущие элементы.
Гибкие сетчатые полотна 3 - 4 мм эффективны при работе бетонной конструкции, но им не обеспечить конструкционную прочность.
Влияние жесткости на механические свойства
|
Параметр |
Жесткая |
Гибкая |
|
Сопротивляемость при изгибе |
Высокая |
Низкая |
|
Несущая способность при изгибающих нагрузках |
Повышенная |
Ограниченная |
|
Работа при динамических нагрузках |
Менее адаптивная |
Больше устойчива к циклическим нагрузкам |
|
Монтаж |
Нужна точная геометрия основания |
Принимает форму основания |
|
Сохранение геометрических форм |
Высокое |
Частичное |
Где применяют жесткие сетки
1. Железобетонные фундаменты, плиты, панели.
- Работают с растягивающими усилиями.
- Распределяют действующие весовые нагрузки.
- Ограничивают образование трещин.
- Дорожные покрытия.
- Принимают растягивающие усилия.
- Сдерживают покрытие от трещин при динамических воздействиях транспорта.
3. Сборные элементы.
- Создают геометрическую стабильность бетонных элементов.
- Обуславливают пространственную жесткость.
В этих трех пунктах сетчатые карты несут конструктивную функцию и обуславливает несущую способность бетонной конструкции.
Где применяют гибкие сетки
1. Бетонные тонкие слои (стяжки, отмостки, садовые дорожки, бетонная подготовка).
- Укрепление слоя при усадочных напряжениях.
- Сдерживание образования трещин.
- Отделочные работы, кладочные швы.
- Укрепление отделочных слоев, крепление теплоизоляции.
- Сдерживание отделочных слоев при температурных изменениях.
.3. Ограждения.
- Сдерживание растягивающих усилий.
- Принятие ветровых нагрузок без изгибающих усилий.
Здесь работа сеточного полотна сводится к распределительному и стабилизирующему назначению.
Технологические детали производства
Какие детали в технологии учитывают на заводе при разделении метизов на жесткие и гибкие?
- Набор диаметров проволоки и стержней.
- Мощности сварочных станков.
- Усилия прижима электродов.
- Точные геометрические размеры ячеек.
При сваривании жестких сеток нужны:
- увеличенная энергия импульса тока для сварки;
- прочные направляющие в кондукторах для стабильного закрепления стержней;
- проверка линейных отклонений плоских карт.
При сваривании гибких сеток учитывают:
- высокую скорость сварочных станков;
- более точные настройки режимов сварки;
- стабильность подачи материалов.
Как свойства влияют на выбор
Что учитывается перед выбором между жесткой и гибкой сеткой:
- расчетная схема армирования бетонной конструкции;
- суммарные весовые нагрузки;
- допустимость деформаций;
- условия монтажа;
- цена.
Неправильный расчет несущей способности может допустить недостаточную жесткость, что провоцирует:
- чрезмерные прогибы;
- локальные скопления напряжений;
- уменьшение несущей способности всей конструкции.
Лишняя жесткость в ненагруженных конструкциях:
- нерационально увеличивает металлоемкость;
- неоправданно повышает цену;
- затрудняет монтаж без технической целесообразности.
У жестких и гибких сварных сетчатых метизов разное поведение в работе под нагрузкой, степенью изгибной жесткости и сферой назначений.
Поэтому выбор планируют, с учетом рационального сочетания: диаметр проволоки/стержня + шаг ячейки + марка стали + назначение.