Армирование бетонных конструкций.
К ценным свойствам бетона относятся его огнестойкость, долговечность, большая прочность, простота изготовления с применением дешевых местных материалов (песка, щебня), небольшая потребность в материале, изготовляемом промышленностью,— в цементе, который составляет всего 10—15% от общего веса. Но так как бетон обладает плохой сопротивляемостью растяжению и изгибу, его нельзя применять для изготовления балок, ферм, плит перекрытия и других частей зданий и сооружений, подвергающихся изгибу или растяжению.
Бетон и арматура в железобетонной конструкции представляют единое целое, так как при твердении бетонной смеси арматура крепко сцепляется с бетоном и затем при его нагружении хорошо совместно работает с ним.
Рассмотрим работу железобетонной балки, в которой наибольшее число арматурных стержней расположено в растянутой нижней части балки, а два стержня меньшего диаметра — в сжатой верхней ее части. Нижние и верхние стержни арматуры соединены поперечными стержнями — хомутами. При той же нагрузке, от которой разрушилась неармированная бетонная балка, железобетонная армированная балка останемся целой, но изогнется. Нижняя часть балки будет испытывать растяжение, а верхняя — сжатие. В бетоне нижней части балки появятся трещины, но балка не разрушится ввиду того, что основная часть растягивающего усилия будет восприниматься не бетоном, а стальными стержнями арматуры, хорошо выдерживающими растяжение. В верхней части бетон также не будет разрушен, так как сжимающее усилие для него во много раз менее опасно, чем растягивающее.
Если увеличивать груз, действующий на балку, последняя прогнется сильнее, число трещин, ширина и глубина их также увеличатся. Могут появиться косые трещины у опор, где бетон в наклонной плоскости испытывает растяжение. Растягивающие усилия будут действовать также на хомуты. С увеличением веса груза высота сжатой зоны будет уменьшаться.
Железобетонная балка разрушится, когда растяжение в арматуре или сжатие в бетоне превысят допустимые пределы. Разрушающая нагрузка для армированной балки примерно в 10 раз больше, чем для такой же, но неармированной.
Итак, в работе железобетонной балки участвуют нижние продольные стержни арматуры и часть поперечных стержней (хомутов) у опор. Эти стержни, воспринимающие растягивающие усилия, называются рабочими. Те стержни арматуры, которые устанавливают для поддержания других стержней в нужном положении при бетонировании конструкции или для придания большей жесткости всему арматурному каркасу, называются монтажными. Монтажными являются верхние продольные стержни. Они поддерживают хомуты, а через них и нижние рабочие стержни. К монтажным стержням арматуры балки относятся и хомуты, расположенные в середине ее пролета.
Площадь поперечного сечения рабочих стержней и их диаметр рассчитывают в зависимости от усилий, действующих на железобетонную конструкцию. Диаметр монтажных стержней назначается без расчета и обычно не превышает 14 мм.
Подобно балкам работают и железобетонные плиты. Их можно рассматривать как широкие и низкие балки. Рабочую арматуру размещают внизу плиты в одном или в двух взаимно перпендикулярны направлениях. В первом случае на рабочую арматуру (под прямым углом к ней) укладывают монтажные стержни. Монтажные стержни в плите называют также распределительными.
Арматура железобетонной колонны состоит из вертикальных рабочих стержней, работающих на сжатие вместе с бетоном, и хомутов, расположенных равномерно по высоте колонны. Хомуты препятствуют выпучиванию рабочей арматуры при сжатии.
|
