Трещины в балках с обычным армированием

Характерным для балок является образование нормальных (вертикальных) и наклонных (косых) трещин на боковой поверхности, причем нормальные трещины возникают в зоне действия наибольших изгибающих моментов, а наклонные - в зоне действия наибольших касательных напряжений, вблизи опор.

Картина трещинообразования балок в основном зависит от статической схемы, вида поперечного..сечения и наряженного состояния. На рис. 7.2 а, б показаны «силовые» трещины в однопролетной и многопролетной балках прямоугольного сечения. Характерно, что нормальные трещины имеют наибольшую ширину раскрытия у растянутой грани, в то время как наклонные - вблизи центра тяжести сечения.

Нормальные трещины с шириной раскрытия более 0.5 мм обычно свидетельствуют о перегрузке балки или недостаточном ее армировании продольной рабочей арматурой.

 

Рис. 7.2 Трещины на боковой поверхности балок:

а. б – с обычным армированием; в – предварительно напряженных;

1-8 технологические и «силовые» трещины (см. табл. 7.1)

 

 

 

Рис. 5.5. Трещины в опорной части предварительно напряженного элемента:

I — при нарушении анкеровки напряженной арматуры; 2 — при недостаточности косвенного ар­мирования сечения на действие усилия обжатия

 

Таблица 7.1

Трещины в балках (к рис. 7.2)

Номера трещин	Возможные причины образования трещин
	Недостаточное напряжение балки: малая величина напряжения арматуры, большие потери предварительного напряжения. Перегрузка балки по нормальному сечению.
	Брак при изготовлении: низкий класс бетона, большой шаг поперечной арматуры, плохое приваривание поперечных стержней к продольным. Перегрузка балки по наклонному сечению.
	Низкий класс бетона. Перегрузка балки по нормальному сечению.
	Нарушение анкеровки предварительно наряженной арматуры: низкий класс бетона, недостаточная прочность бетона на момент обжатия.
5 и 6	Отсутствие косвенного армирования в зоне заанкерования предварительно наряженной арматуры. Низкая прочность бетона на момент обжатия.
	Недостаточное косвенное армирование. Соединение сваркой закладных деталей смежных балок в нарушение расчетной схемы.
	Перегрузка балки по нормальному сечению. Недостаточное количество рабочей арматуры.

Наклонные трещины, особенно в зоне заанкерования рабочей продольной арматуры, считаются наиболее опасными, так как они могут привести к внезапному обрушению балки. Причинами образования и раскрытия наклонных трещин часто служат низкий класс бетона, большой шаг поперечной арматуры, низкое качество сварки поперечных и продольных стержней.

Трещины в предварительно наряженных балках.

Балки, армированные высокопрочной арматурой классов А-V, A-VI, B-I, I K-7, изготавливаются предварительно напряженными с повышенными требования к трещиностойкости, поэтому появление в них широко раскрытых трещин всегда свидетельствует либо о серьезных технологических недоработках, либо о перегрузках. На рис. 7.2 показаны характерные трещины в предварительно наряженной стропильной балке, в табл.7.1представлены возможные причины образования чрезмерно раскрытых трещин.

При оценке эксплуатационной пригодности обследуемых балок важным показателем является ширина раскрытия силовых трещин. Следует отметить, что действующие нормы, регламентируя ширину трещин с позиции долговечности конструкции, игнорируют тот факт, что она является, кроме того, и показателем напряженного состояния сечения.

Для балок, армированных стержнями из мягкой стали с площадкой текучести, уровень достигнутых напряжений σ_b / R_bn ≤ 0.85 считается не опасным, и балки могут эксплуатироваться с пониженной до расчетной величины нагрузкой без усилия. При уровне напряжений σ_b / R_bn > 0.85 требуется усиление нормального сечения.

Оценка наряженного состояния балок по результатам натурного обследования является достаточно перспективной и при условии дальнейшего накопления экспериментальных данных, включающих длительное испытания, многорядное положение рабочих стержней, предварительное напряжение, может использоваться в поверочных расчетах.

Трещины в колоннах

Картина трещин в колоннах главным образом зависит от вида внецентренного сжатия и характера действующих нагрузок. Заметное влияние оказывают технологические параметры: прочность бетона, качество армирования, условия твердения и др. При больших эксцентриситетах приложения нагрузки в растянутой зоне могут образовываться широкораскрытые горизонтальные трещины (поз.1). свидетельствующие о перегрузке колоны или ее недостаточно армировании. При малых эксцентриситетах появляются вертикальные трещины (поз. 2), являющиеся следствием перегрузки ствола колонны или низкого качества класса бетона. Появление вертикальных «силовых» трещин часто провоцируется усадочными, совпадающими с ними по направлению.

Низкое качество сварного соединения продольных и поперечных стержней или слишком большой шаг поперечной арматуры приводят к потере устойчивости сжатых продольных стержней и появлению трещин (поз. 3). Отсутствии косвенного армирования в зоне концентрации сжимающих напряжений у верха колонны вызывает образование вертикальных трещин (поз. 4). О недостаточном армировании, или явной перегрузке консоли, свидетельствуют трещины поз. 5 и 6.

Ствол колонны с «силовыми» трещинами усиливается железобетонной или стальной обоймой, а консоль с помощью затяжек, конструкция которых приводиться ниже.

Следует отметить, что представленная на рис. 7.3 картина трещин не исчерпывает всего их многообразия в колоннах эксплуатируемых зданий. Трещины могут появляться в результате динамических воздействий при перемещении мостового крана, от ударов негабаритными грузами, просадок грунта в основании фундаментов, поэтому при формулировании окончательных выводов о степени опасности трещин требуется тщательный и всесторонний анализ.