Зчеплення арматури з бетоном

У зв’язку з тим, що зчеплення арматури з бетоном є однією з найго-ловніших властивостей залізобетону, то цьому питанню необхідно приді-лити особливу увагу. Зчеплення забезпечується трьома основними факто-рами: склеюванням гелевої складової бетону з арматурою; тертям, викли-каним тиском від усадки бетону; зачепленням виступів (рифів) арматури за бетон. Найбільше значення у зчепленні відіграють сили зачеплення (бли-зько 70%) за бетон. Однак значення сил зачеплення не залишаються пос-тійними, вони змінюються залежно від рівня напруженого стану в бетоні і при дуже високих рівнях слабшають. Крім того, сили зчеплення нерівно-мірно розподіляються за довжиною арматурного стержня. При висмику-ванні стержня з бетону зусилля з арматури на бетон передаються через до-тичні напруження зчеплення τ_bd (рис. 1.6, а, б).

 

а б

τbd

 

Рис. 1.6 – Зчеплення арматури з бетоном: а – періодичного профілю; б – гладкої

 

Р О З Д І Л 2

 

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ РОЗРАХУНКУ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ

 

При розрахунку будь- яких будівельних конструкцій вирішуються три основні задачі: статична, тобто визначають внутрішні зусилля в конс-трукції; геометрична, тобто встановлюють співвідношення між перемі-щеннями і деформаціями і, нарешті, фізична, тобто визначають закон, за яким деформації залежать від внутрішніх напружень. Для пружних матері-алів ці закони визначаються простими рівняннями з курсу опору матеріа-лів. Це статичні умови рівноваги, фізичний закон у вигляді закону Гука і геометричний закон у вигляді гіпотези плоских перерізів. За цими закона-ми можна нескладно визначити деформації, напруження та прогини в за-даній конструкції, виготовленій з пружного матеріалу.

 

Однак у залізобетонних конструкціях закони для пружних матеріалів не завжди застосовні. Властивості залізобетону і його складових свідчать про те, що цей матеріал далекий від пружного. Розрахунок залізобетонних конструкцій як пружних елементів можливий лише при дуже невеликих навантаженнях. При експлуатаційних навантаженнях (0,5÷0,6P_мах) бетон не підкорюється закону Гука (діаграма σ – ε має нелінійний характер і зале-жить від часу); виявляється несправедливою гіпотеза плоских перерізів; з'являються тріщини, бетон втрачає суцільність, класичні методи опору матеріалів виявляються неприйнятними. Тому при розробці методів розра-хунку залізобетонних конструкцій широко використовують дослідні дані, отримані в результаті спеціальних експериментів. І майже вся теорія роз-рахунку залізобетонних конструкцій будується тільки на експерименталь-ній основі з введенням припущень і відомих математичних залежностей.

 

Три стадії напруженого стану залізобетонних елементів при згині

 

Досліди показують, що при завантаженні залізобетонної балки від-буваються специфічні явища, які можна уявити як різні стадії напруженого стану залізобетонного елементу, що згинається. У міру зростання наванта-ження в балці виникають тріщини по нормальних і похилих перерізах. Причиною перших є нормальні напруження, других – головні напруження, що з’являються у похилих перерізах. Руйнування цієї балки може відбува-тися як по нормальних, так і по похилих перерізах. Розглянемо послідов-ність розвитку напружень у залізобетонній балці по нормальних перерізах. Розсічемо умовно балку посередині і будемо уявляти в місці розрізу розви-ток нормальних напружень по всій висоті перерізу. Розрізняють у теорії розрахунку залізобетонних балок три характерні стадії.

 

I стадія. При малих навантаженнях напруження в бетоні й арматуріневеликі, деформації мають пружний характер, епюри нормальних напру-

 

 

жень у стиснутій і в розтягнутій зоні бетону мають форму трикутника

 

(рис.2.1, а).

		випадок 2
випадок 1

 

 

а б в г

 

Рис. 2.1 – Послідовні стадії розвитку напружено-деформованого стану:

 

А – I стадія – пружна; б – II стадія – робота з тріщинами; в – III стадія – руйну-