Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Залізобетон




 

Сумісність роботи і монолітність зв'язку таких різнорідних матеріалів, як бетон і сталь, гарантована вдалим поєднанням їхприродніх властивостей. До них в основному належить властивості, склеювання бетону (точніше, цементного каменю) з арматурою; тертя між арматурою і бетоном; обтиснення арматури бетоном внаслідок його усадки; опір бетону, що обтискає шорстку поверхню арматури, зрізові (механічне зачеплення бетону); близькість коефіцієнтів лінійного розширення бетону та арматури. Останні два фактори – зачеплення і збіг лінійних деформацій –найважливіші.

Ці властивості посилюють, не допускаючи забруднення поверхні арматури, а також додержанням товщини захисного шару бетону і зазорів між стержнями за поперечним перерізом і довжиною елементів, застосуванням арматури періодичного профілю, збільшенням поверхні робочої арматури (правильно вибираючи її діаметри), поперечним армуванням елементів, додержанням правил анкерування робочої арматури по кінцях елементів, підвищенням марок бетонів, зниженням водоцементного відношення, ущільненням бетону, правильним вибором режимів волого-термічної обробки виробів, особливо попередньо напружених.

Ці в основному конструктивні, рекомендації і заходи докладно розглядаються в розділі 4.

Слід вказати на особливість графічного зображення проектованих залізобетонних елементів. їх креслять умовно так, ніби вони виконані з прозорого матеріалу: крізь їх передню грань видно всі стержні арматури на повну товщину елемента 1.1-1.9.

 

 

 

 

а - ненапружуваної арматури, при кількості рядів два і більше; б - те саме над опорою; в - плоских зварних каркасів з одним робочим стержнем у кожному каркасі; г - те саме при двох робочих стержнях у кожному каркасі; д – зазори між арматурними пучками; е - те саме, між каналами для розміщення пучків; є - те саме, між дротами при багаторядному їх розміщенні впритул; ж – те саме, при розміщенні дротів по два; з - те саме, між стержнями вертикально бетонованих елементів; и - розміщення коротунів (вони заштриховані) по перерізу дротових пучків; і - величини зазорів між арматурою залежно від типу армування: І - стержнями; ІІ - пучками; ІІІ - семидротовими пасмами; ІV - дротом

Рисунок 1.13 - Розміщення арматури за перерізом елементів і зазори між стержнями, мм.

Сумісність роботи бетону та арматури – фактор вирішальний для залізобетону з таких причин:

­ бетон повинен надійно і надовго захищати арматуру від корозії;

­ при сумісній їх роботі тріщини в розтягнутому бетоні від зростання навантаження розвиваються не внаслідок розкриття тих, що утворилися раніше, а головним чином за рахунок появи інших малорозкритих, що не так сильно порушує його корозієзахисні властивості;

­ якщо бетон на ділянках між тріщинами продовжує працювати сумісно з арматурою, жорсткість елементів, що деформуються, істотно підвищується;

­ забезпечується правильний розподіл напруг по довжині робочих стержнів і між окремими стержнями.

Справа в тому, що ізольована від бетону арматура працює и елементі, що зазнає, наприклад, згину, як затяжка пологої арки(рисунок 1.14а), напруги по довжині якої однакові, тоді як у нормальній залізобетонній балці вони максимальні лише в перерізі Ммакс (рисунок 1.14б)

Отже, місцеві дефекти арматури-затяжки, навіть якщо вона зроблена з кількох стержнів, надто небезпечні, бо через однакові за довжиною затяжки напруги вплив цих дефектів виявиться сумарно.

Інша справа при зчепленні бетону з арматурою: роль дефектів на окремих стержнях (насічки, місцеві зменшення діаметра або зниження міцності і т. д.) значно знижується, і важко припустити їх збіг по довжині різних стержнів та ще збіг суми дефектів із зоною максимального згинального момента.

Підвищене зчеплення бетону з арматурою періодичного профілю дає змогу залишати стержні із сталі класів А-ІІ, А-Ш, А-ІІІв і А-ІV без спеціальних анкерних пристроїв. На кінцях гладких стержнів треба робити крюки (рисунок 14,в).

 

а – при відсутності зчеплення бетону з арматурою по довжині елемента; б – при наявності зчеплення між бетоном та арматурою; в – крюки (машинного і ручного гнуття) на кінцях гладких круглих стержнів.

 

Рисунок 1.14 - Робота поздовжньої робочої арматури в елементі, що зазнає згину

 

На особливу увагу заслуговує явище самозаанкєровування високоміцного дроту діаметром до 2,5 мм, що використовується пд час виготовлення так званихструнобетонів попередньонапружених конструкцій. Це явище – результат сукупності досить інтересних факторів: тонкі дроти мають відносно більшу сумарну поверхню контактуз бетоном, ніж товсті стержні того самого перерізу; коли відпустити потоншений під час натягу дріт, він потовщується біля кінця, що збільшує тертя, зачеплення і т. п. між бетоном що обтискує дріт внаслідок усадки, і дротом, який притискується до бетону; потовщення на кінцях дроту, хоч вони становлять усього лише кілька мікронів, є своєрідними анкерами (рисунок 1.15)

Не слід, проте, забувати і про негативну роль цих конусних потовщень, які розколюють бетон на торцях струнобетонних елементів. Тому арматурні сітки непрямого армування біля кінців таких елементів дуже бажані.

Застосування дроту періодичного профілю, двох скручених дротів і семидротових пасом посилює ефект замозаанкерування внаслідок їх більш розвинутої поверхні, яка збільшує сили зачеплення бетону за арматуру.

Частину робочих стержнів, що працюють сумісно з бетоном, при додержанні правил можна обривати в прольоті відповідно до епюри згинальних моментів. стержні арматури, що не мають зчеплення з бетоном і працюють як затяжки пологих арок, не можна ні обривати в прольоті, ні залишати без спеціальних анкерних пристроїв на кінцях.

Не менш важливою є сумісність роботи бетону та арматури • для стиснутих стержнів.

 

 

 

1 – дріт до зняття натяжних пристроїв; 2 – після зняття; 3 – дріт до його натягу; 4 – зварні сітки не прямого армування біля кінця елемента проти розколювання бетону.

 

Рисунок 1.15 - Ефект самозаанкерування дроту d 2,5 мм (ефект Хойера) в бетоні

 

Граничне видовження бетону на момент його розриву становить близько 0,15 мм/м, а відповідні йому напруження в арматурі σа.т = 0,00015 • 2 100 000 300 кгс/см. Але робочі напруження в арматурі класів А-І–А-Ш від експлуатаційних навантажень значно вищі: σа.т = 8 10. Отже, поява так званих волосних тріщин у розтягнутому бетоні залізобетонного елемента явище звичайне, однак вони в нормальних умовах не погіршують ні його експлуатаційних якостей, ні довговічності. Коли ж елементи армувати сталлю підвищеної міцності класу Л IV або, тим більше, високоміцним арматурним дротом, надаючи йому відповідно вищих напруг (σа: σа.т = 30 50), то волосні тріщини в розтягнутому бетоні стануть зяючими, а прогини елементівнастількизростуть, що експлуатаціяїх стане неможливою.

Армувати залізобетонні елементи високоміцними сталями можна лише після створення запасу в роботі бетону на розтяг, наприклад, його попереднім обтиском (попередньою напругою). При цьому обтискують бетон тієї частини перерізу, яка буде розтягнута внаслідок дії експлуатаційного навантаження. Щоб від такого позацентрового обтиску не появилися тріщини в бетоні другої частини перерізу, в неї також доводиться вводити попередньо напружену арматуру.

Така ідея створення попередньо напружених (переднапружених) залізобетонних конструкцій, яку впер­ше адіпопили з застосуванням високоміцних сталей і бетонів Г. Фрічіссіме в 1928–1929 рр. у Франції і В. В. Михайлов.

Мета попереднього напруження така: економія арматурної сталі (в середньому до 40%) внаслідок збільшення її міцності; підвищення сфери їх застосування, збільшення довговічності; підвищення жорсткості й витривалості конструкцій; зменшення витрати бетону (а отже, і власної ваги конструкцій) внаслідок застосування високомарочних бетонів; створення нових, головним чином статично невизначних, типів конструкцій.

Випереджальне зростання міцності сталі і бетону по відношенню до їх вартості визначає переваги конструкцій з матеріалів підвищеної міцності і в економічному відношенні (таблиця 1.5 і 1.5а)

 

Таблиця 1.5 – Залежність вартості і міцності арматури від марки сталі

 

Марка сталі Ст.3 Ст.5 25Г2С 20ХГ2Ц Дріт
холодно-тягнутий ø 8 мм високоміц-ний ø 3 мм пасма
Ra             9600-12200
Зростання міцності   1,28 1,62 2,43 4,24 5,48 4,57-5,81
Підвищення вартості     1,2 1,3 1,3 2,3 2,3-2,7

 

Таблиця 1.5а – Залежність вартості і міцності бетону від його марки

 

Марка бетону "200" "300" "400" "500"
Rпр        
Зростання міцності   1,63 2,13 2,5
Підвищення вартості   1,2 1,4 1,6

 

Розглядаючи ці дані, можна зробити ще один висновок: не­сучу здатність центрально стиснутих елементів краще підвищу­вати, застосовуючи бетон підвищених марок; тих, що зазнають згину,– за рахунок застосування підвищених марок сталі, а позацентрово-стиснутих – залежно від величини ексцентриситету.

Попередньо напружений залізобетон доцільно застосовувати насамперед для напірних труб і стінок резервуарів та автоклавів, затяжок арок і нижніх поясів ферм, для прольотних частин мостів, підкранових балок, залізничних і трамвайних шпал, опор ліній електропередач, бортових елементів оболонок тощо.

Відносно новою і перспективною сферою застосування попередньо напруженої арматури є залізобетонні статично невизначені конструкції: рами, нерозрізні балки та ін.

Однак прогресивні залізобетонні конструкції повинні мати такі архітектурно конструктивні форми, щоб розтягальні зусилля в їх елементах або зовсім не виникали, або були мінімальні і тоді відпала б потреба в розрахунковому підсиленні бетону в зонах розтягу арматурою (звичайною або високоміцною, яка вимагає попереднього напруження). До таких конструкцій насамперед належать покриття, що працюють просторово.

Завдяки перевагам попередньо напружений залізобетон має свої сфери раціонального застосування, і це аж ніяк не означає щозвичайний залізобетон буде начисто витіснений.

Досить прогресивною різновидністю залізобетону є армоцемент– тріщиностійкий матеріал, який має високі фізико-механічніхарактеристикиіпризначаєтьсядлявиготовленнятонкостінних(δ 20 30мм),атомуімаломоментнихконструкцій, що працюють просторово.

Армоцемент, винайдений італійським інженером П.Л. Нерпі. Цецементно-піщаний бетон, рівномірно армований дрібно-зернистими сітками (діаметром дроту 0,5÷1,5 мм), з коефіцієнтом питомої поверхні сіток

,

 

де,

n - кількість сіток відповідно до товщини елемента;

δ = 1см;

d - діаметр дроту, мм;

a - розмір чарунок сітки, мм.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 381; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.033 сек.