1.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней

Диаметры продольных стержней, устанавливаемые по расчету в сечении, не должны превышать величин, указанных в таблице 18.2. Для внецентренно сжатых элементов из монолитного бетона диаметр продольных рабочих стержней следует принимать не менее 12 мм.

Таблица 18.2

Предельно допустимые диаметры арматуры

Условия применения	Максимально допустимые диаметры продольной арматуры, мм
	для внецентренно сжатых элементов	для изгибаемых элементов
В элементах с арматурой класса S500 и ниже из бетона: тяжелого и мелкозернистого С 12/15 то же, C16/20 и выше	40 40 (40)	40 25 (32)
Примечание — В скобках даны значения диаметров для арматуры в вязаных каркасах.

Диаметры стержней поперечной арматуры следует принимать:

а) во внецентренно сжатых линейных элементах:

- в вязаных каркасах — не менее 0,25 рабочей арматуры и не более 12 мм;

- в сварных каркасах — не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим, поставленным по расчету, диаметром продольной арматуры и не более 14 мм;

б) в изгибаемых элементах в вязаных каркасах:

- при высоте сечения до 800 мм включ. — 6 мм;

- при высоте сечения более 800 мм — 8 мм;

- в сварных каркасах — следует руководствоваться требованиями нормативных документов и рабочих чертежей, учитывающих свариваемость металла, наличие технологического оборудования, возможность контроля качества соединения, вид и способ приложения нагрузки.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение защитного слоя бетона железобетонных конструкций?

2. Как определяется минимально допустимая толщина защитного слоя бетона конструкций различного назначения?

3. С какой целью, и в каких случаях назначается ограничение предельного содержания арматуры в сечении железобетонных элементов?

4. По каким критериям назначаются минимальные размеры поперечного сечения железобетонных плит и внецентренно сжатых элементов?

5. Каковы конструктивные требования к минимально - и максимально допустимым расстояниям между стрежнями продольной арматуры конструкций?

6. Какие общие конструктивные требования установки поперечной арматуры в конструкциях?

7. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры в балках и плитах?

8. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры во внецентренно сжатых линейных элементов?

9. Какие предельно допустимые диаметры продольных и поперечных стрежней арматуры рекомендуются для использования в конструкциях?

Лекция 2. Физико-механические свойства бетона. Прочностные характеристики бетона

2.1. Общие сведения о сопротивлении бетона

Бетон, являясь искусственным композитным материалом, состоит одновременно из трех материальных фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердую фазу или жесткий скелет структуры формируют зерна крупного и мелкого заполнителя, непрогидратировавшие зерна цемента, объединенные кристаллическим сростками, являющимися продуктами гидратации цемента. Жесткий скелет заполнен коллоидальным раствором продуктов гидратации цемента (жидкая фаза), а также воздухом (газообразная фаза), содержащимся в структурных порах. Таким образом, структура бетона содержит начальные дефекты и повреждения, определяющие его поведение под нагрузкой, а также при различных физических и химических воздействиях. При действии кратковременной сжимающей нагрузки зависимость, связывающую напряжения и деформации бетона (диаграмма деформирования), можно условно разделить на четыре характерных участка, соответствующих определенным стадиям процесса микротрещинообразования структуры (рис. 2.1).

1 – контактные микротрещины; 2 – комбинированные микротрещины;

3 – микротрещины в растворной матрице; 4 – магистральная трещина

Рис.2.1. Формирование и развитие микротрещин

в модельной структуре бетона

Начальный участок зависимости можно считать практически линейными. На этой стадии наблюдается незначительное увеличение числа контактных микротрещин на границе частиц заполнителя и цементного камня.

На второй стадии микротрещинообразования наблюдается интенсивное увеличение длины, ширины раскрытия и числа контактных микротрещин, что приводит к появлению нелинейного участка на графике зависимости «напряжения–деформации». Эта стадия характеризуется незначительным количеством микротрещин в цементном камне. Вместе с тем на второй стадии начинают появляться комбинированные микротрещины, объединяющие, главным образом, контактные микротрещины вокруг зерен заполнителя. Следует отметить, что формирование этих трещин, хотя и не нарушает стабильного состояния системы, приводит к скольжению зерен заполнителей относительно матрицы. Этим обусловлено проявление ярко выраженных неупругих свойств бетона на участке II диаграммы деформирования (см. рис. 2.1).

В третьей стадии увеличивается число и суммарная длина комбинированных трещин, возрастает их ширина раскрытия. На этой стадии начинают формироваться ярко выраженные микротрещины в цементном камне. Однако интенсивное развитие комбинированных микротрещин не ведет к незамедлительному исчерпанию прочности материала.

Появление нисходящей ветви на диаграмме деформирования бетона (участок IV) обусловлено интенсивным развитием глобальных или магистральных трещин, приводящих, в конечном итоге, к физическому разрушению материала.

В зависимости от вида напряженно-деформированного состояния, которое испытывает образец бетона при испытаниях (двух-, трехосное сжатие, сжатие–растяжение и т.д.), изменяются условия формирования и развития структурных микротрещин и, как следствие, его прочностные и деформативные характеристики.