Сутність залізобетону

Бетон є штучний камінь, який добре працює на стиск і набагато гірше на розтяг (опір бетону стиску в 15-20 разів вищий опору на розтяг. Тому бетонні конструкції використовують там де вони є масивними і працюють на стиск (колони, стіни, ф-ти).

Приклад.

Розглянемо деформований стан бетонної балки

Рис.1.

При дії навантаження на балку в верхній зоні виникають напруження стиску, в нижній – розтягнення. Як тільки рівень напруження в розтягнутій зоні досягає граничної величини, утворюється тріщина в перерізі з максимальним моментом та подальше руйнування (крихке).

Міцність такої балки визначається низьким опором бетону на розтяг, а міцність бетону на стиск далеко не вичерпана.

Розглянемо деформований стан залізобетонної балки

Рис.2.

Армування розтягнутої зони збільшує несучу спроможність балки приблизно в 20 разів. (Арматура – armement – озброєння).

Після утворення тріщин в бетоні розтягнутої зони руйнування балки не відбувається, тому що зусилля розтягу сприймається арматурою.

Робота залізобетонної балки зі звичайною арматурою з тріщинами в розтягнутій зоні є нормальним явищем.

Задача: підвищення тріщиностійкості

Ідея попередньо напружених ЗБК

При дії навантаження перші тріщини в бетоні розтягнутої зони в балках зі звичайною арматурою виникають при напруженні в арматурі

σ_s = 20 ÷ 40 МПа

При напруженні σ_s = 200 ÷ 400 МПа ширина тріщин становить 0,3 ÷ 0,4 мм і є граничною величиною.

Зону, яка від дії експлуатаційного навантаження буде розтягнутою, необхідно попередньо обтиснути. Цей захід підвищує тріщиностійкість з.б. елементів.

Зону розтягу обтискують попередньо напруженою арматурою. Арматуру натягують до певного рівня напружень і закріплюють на упорах. Після набору міцності бетону арматуру звільняють з упорів, і вона, намагаючись прийняти природнє становище, обтискує бетон. Такі ЗБК називають попередньо напруженими.

Рис. 3.

Рис.4. Епюри напружень до прикладання навантаження

В попередньо напружених ЗБК використовують високоміцні бетони та арматуру. В результаті маємо економію матеріалів та підвищену жорсткість.

Ідею попереднього напруження реалізував французький інженер Ежен Фрейсіне в 1928 році.

Дата добавления: 2014-01-20