Объединение бетона и арматуры

Важным в процессе объединения бетона и арматуры является характер сцепления этих двух материалов. Чем выше сцепление, тем лучше. Прочность сцепления арматуры с бетоном оценивают её сопротивлением выдергиванию и вдавливанию заанкерованных стержней в бетон.

По опытным данным прочность сцепления зависит от следующих факторов: зацепления в бетоне выступов на поверхности арматуры периодического профиля; сил трения, развивающихся при контакте арматуры с бетоном под влиянием его усадки; склеивания арматуры с бетоном (рис.8).

Рис.8. Сцепление арматуры периодического профиля с бетоном.

Если использовать гладкую круглую арматуру, то происходит снижение сопротивления скольжению, поэтому предпочтительнее использовать арматуру периодического профиля. Кроме того, прочность сцепления возрастает с повышением класса бетона, уменьшением водоцементного отношения, а также с увеличением возраста бетона. Установлено также, что с увеличением диаметра стержня арматуры, напряжения в нем и прочность сцепления при сжатии возрастает, а при растяжении уменьшается. Это означает, что для лучшего сцепления арматуры с бетоном при конструировании железобетонных элементов диаметр растянутых стержней желательно ограничивать.

Анкеровка – закрепление концов арматуры в теле бетона, что способствует сохранению целостности конструкции, так как позволяет избежать явления выдергивания арматуры. Анкеровка осуществляется несколькими способами: запуском арматуры за рассматриваемое сечение на длину зоны передачи усилий арматуры на бетон; с помощью анкерных устройств.

Так, ненапрягаемая арматура из гладких стержней может быть выполнена с крюками на концах. Анкерами гладких стержней, объединяемых в сварные или вязаные каркасы и сетки, являются стержни поперечного направления, поэтому их применяют без крюков на концах (рис.9).

Для изготовления предварительно напряженных элементов используются другие способы анкеровки (с использованием гильзовых анкеров, анкеров с колодкой и конической пробкой, анкеров стаканного типа).

Рис.9. Способы анкеровки арматуры: а) при помощи выступов на арматурных стержнях; б) при помощи крюков на концах гладкой арматуры; в) анкеровка в виде замкнутого изогнутого арматурного элемента; г) при помощи пересечения поперечных стержней с продольными; д) при помощи специальных анкерных устройств.

Одним из самых значительных недостатков железобетона является его низкая трещиностойкость, что опасно для прочности конструкции. В процессе изготовления и эксплуатации особо важно учитывать их появление и развитие. Причинами их появления могут быть условия твердения бетона, характер усадки бетона, осадкой опор под конструкцией, перенапряжением, изменением температуры и т.д. Опыт эксплуатации железобетонных конструкций показывает, что при ограниченной ширине раскрытия трещины в растянутых зонах не опасны и не нарушают общей монолитности железобетона, поскольку в этой зоне арматура несколько сглаживает данное отрицательное явление. Однако при эксплуатации в агрессивных средах, стоит учитывать появление даже невидимых трещин, которые открывают доступ к арматуре и могут вызвать её коррозию. А вот трещины в сжатых зонах более опасны для прочности конструкции.

Различные конструктивные железобетонные элементы выполняются с учетом множества особенностей, главным из которых является их характер работы и напряженно-деформируемое состояние.

В случае расчета железобетонных конструкций учитывают следующие виды напряженно-деформируемых состояний:

1) Сжатие

2) Растяжение

3) Изгиб

Так, например, на сжатие работают железобетонные колонны, однако при определенном характере приложении нагрузки часть колонны может находиться в сжатом состоянии, а часть в растянутом. На изгиб работают балки и плиты. На растяжение – резервуары.

Дата добавления: 2014-01-07