книги из ГПНТБ / Бетон для строительства в суровых климатических условиях

конечном счете может иметь место значительное снятие на­ пряжений обжатия бетона в конструкции и, как следствие этого, преждевременное ее разрушение.

Вполне естественно, что столь существенные изменения расчетных характеристик бетона в условиях температурновлажностных воздействий следует учитывать при проектирова­ нии бетонных и железобетонных конструкций, предназначен­ ных для эксплуатации в районах Крайнего Севера. Особенно это относится к конструкциям сооружений промышленной гидротехники, а также гидротехнических сооружений, ра­ ботающим в зоне переменного уровня воды, т. е. к тем кон­ струкциям, в которых бетон подвергается воздействию отри­ цательных температур (особенно низких отрицательных тем­ ператур, ниже —20° С) в водонасыщенном состоянии.

Результаты лабораторных и натурных исследований по изучению расчетных характеристик бетона при отрицатель­ ных температурах, а также влияния напряженного состояния бетона на его морозостойкость, результаты исследований бе­ тонных и железобетонных элементов в напряженном состоя­ нии в натурных условиях северных приливных морей, выпол­ ненные Центральной лабораторией коррозии НИИЖБа, а

работы бетона при сжатии для конструкций, подвергающихся воздействию климатических температур —36° С и ниже (табл. 28). Эти коэффициенты даны в соответствии с рас­ смотренными выше теоретическими соображениями и резуль­ татами исследований в зависимости от характеристик темпе- ратурно-влажностного режима эксплуатации конструкций, а также в зависимости от вида конструкции и степени обжатия бетона в ней.

Наряду с прочностными характеристиками, для расчета железобетонных конструкций, работающих в условиях воз­ действия отрицательных температур, необходимы данные и по температурным деформациям. Характеристикой их яв­ ляется коэффициент линейной температурной деформации

Результаты исследований, изложенные в гл. V настоящей книги, а также результаты других, ранее проведенных иссле­ дований, показали, что при понижении температуры от 0 до —60° С закон изменения деформаций не является прямоли­ нейным.

Величина а6 «, кроме как от температуры, зависит также от влажности бетона, его структуры, водоцементного отноше­ ния, химико-минералогического состава цемента и других факторов. Эти положения распространяются и на интервал температур от —60 до —196° С,

158

Анализ результатов этих исследований позволяет реко­ мендовать величину коэффициента линейной температурной деформации бетона и железобетона в расчетах конструкций при изменении температуры от —60 до +20° С в пределах от 0,7-10- 5 до 1,5-10"5 град'1 в зависимости от состава бетона и его влажности.

Таблица 28

Коэффициенты условий работы бетона при сжатии для конструкций, подвергающихся воздействию климатических температур

—36°С и ниже

П р и м е ч а н и е . Указанные в строке 1 значения коэффициентов условий работы относятся к бетону марки 400, для других марок бетона их значения должны быть или понижены (для бетона марок ниже 400). или повышены (для бетона марок выше 400) на 0,05 на каждые 100 кгсісм' разности марок но не могут превышать единицы.

159

Как показано в гл. I , одной из расчетных характеристик бетона является его коэффициент поперечной деформации ѵ (коэффициент Пуассона). Обычно при расчетах конструкций он принимается равным 0,2. Однако результаты исследова­ ний, изложенные в гл. I I I и IV, показывают, что величина его не постоянна и зависит прежде всего от степени водонасы­ щения пор и капилляров бетона, температуры его заморажи­ вания, структуры бетона, величины его водонементного отно­

Правильное использование всех вышеизложенных реко­ мендаций по расчету бетонных и железобетонных конструк­ ций, предназначенных для эксплуатации в суровых климати­ ческих условиях, будет способствовать повышению их долго­ вечности. Опыт имеющихся исследований позволяет в тех же целях дать некоторые рекомендации по конструированию же­ лезобетонных элементов таких конструкций. Так, для сниже­ ния температурных усилий в статически неопределимых си­ стемах следует предусматривать членение их временными швами с последующим замоноличиванием (замыканием) при температуре, по возможности приближающейся к среднему арифметическому значению между температурой наиболее холодной (зимней) пятидневки и наиболее жаркого (летнего) месяца в районе строительства. Одним из средств.снижения температурных усилий в статически неопределимых конструк­ циях может быть также устройство упругоподатливых опор.

На концевых участках предварительно напряженных эле­ ментов для снятия растягивающих напряжений рекомендует­ ся устанавливать сварные сетки с шагом до 10 см на длине не менее 40 см от торца элемента. Сетки располагаются в

*

**

Обратимся к экономике рассматриваемого вопроса. С од­ ной стороны, выполнение вышеуказанных рекомендаций дол­ жно привести к определенной экономии средств за счет повышения долговечности сооружений и, соответственно, уменьшения затрат на их ремонт и восстановление, с другой, стороны, к удорожанию строительства за счет повышенного расхода материалов для приготовления бетонной смеси, а также выполнения ряда технологически сложных и трудоем­ ких операций при изготовлении изделий и конструкций, т. е. за счет удорожания технологии производства работ.

Можно подсчитать экономический эффект от реализации вышеперечисленных мероприятий (табл. 29) и требований

160

как разницу между стоимостью железобетона с учетом повы­ шения сроков службы, удлинения межремонтных сроков и его удорожанием вследствие выполнения вышеизложенных требований и рекомендаций по технологии изготовления, кон­ струированию и расчету конструкций.

Экономический эффект от реализации новых требований *, изложенных в настоящей главе, подсчитан как разница меж­ ду стоимостью железобетона с учетом повышения сроков службы, удлинения межремонтных сроков (табл. 29) и удо­ рожанием вследствие выполнения требований к бетойу по его морозостойкости и водонепроницаемости. Соответствующие марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости приняты с учетом режимов службы конструкций.

По справочнику № 10 Государственного Комитета цен при Госплане СССР определены^средние стоимости 1 м3 сборного железобетона для каждого района строительства. Данные, приведенные в табл. 29 в графах 5 и 7, взяты на основании специальных расчетов, выполненных лабораторией экономи­ ки железобетона совместно с Центральной лабораторией коррозии Н И И Ж Б а .

Согласно дополнению № 13 к прейскуранту № 06-08 (п. 14 «Общих указаний»), принято удорожание цен сборного желе­ зобетона в связи с увеличением морозостойкости и водоне­ проницаемости. С учетом этих удорожаний определена рас­ четная цена 1 м3 сборного железобетона повышенной долго­ вечности (табл. 29, графа 6), которая затем скорректирована с учетом увеличения межремонтного срока службы конструк­ ций (см. формулы (14) и (14') упомянутого ранее «Руко­ водства») .

Разница между усредненной стоимостью 1 м3 сборного железобетона и скорректированной стоимостью 1 м3 сборного железобетона повышенной долговечности дает принятый в расчете удельный экономический эффект на 1 м3 сборного железобетона.

Умножением удельного экономического эффекта по объ­ ему применения железобетона повышенной долговечности на прогнозируемый объем железобетона получен общий эконо­ мический эффект от реализации предложений настоящей гла­ вы, ожидаемый в 1975 и 1980 гг.

* Расчеты экономического эффекта выполнены согласно «Методиче­ ским рекомендациям по определению экономической эффективности новой техники в строительстве» (НИИЭС, 1967 г.), а также «Руководства по определению экономической эффективности антикоррозионной защиты строительных конструкций промышленных зданий и сооружений» ( Н И И Ж Б Госстроя СССР, 1969 г.)

Величина экономического эффекта подсчитана для объемов производ­ ства сборного бетона и железобетона вплоть до 1980 г.

162

ЛИТЕРАТУРА

1. Б а к а е в В. А., К и с е л е в В. Ф., К р а с и л ь н и к о в К- Г. Пони­ жение температуры плавления воды в капиллярах пористого тела. Доклады

ских соединений на долговечность бетона. Коррозия железобетона и ме­

ских свойств бетона. Труды координационных совещаний по гидротехнике,

Об образовании и развитии продольных трещин в предварительно напря­

тельно напряженного бетона. Труды ЛИИЖТа, НИИ мостов: «Исследова­ ние работы железнодорожных мостов и труб из обычного и предварительно напряженного железобетона», 1965.

13.В а ж е н и н Б. В. Замерзание влаги в строительных материалах.— «Строительные материалы», 1965, № 10.

14.В л а с о в О. Е. и др. Долговечность ограждающих и строительных конструкций (физические основы). Госстройиздат, 1963.

ственно важные для строительной механики железобетонных конструкций.

164

21. Г о р ч а к о в Г. И. О давлении воды, замерзающей в капиллярах цементного камня. Морозостойкость бетонов. Труды НИИЖБа, вып. 12. Госстройиздат, 1959.

22. Г о р ч а к о в Г. И., К а п к и н М. М„ С к р а м т а е в Б. Г. Повы­ шение морозостойкости бетона в конструкциях в промышленных и гидро­

определения напряженного состояния железобетонного сечения при изгибе.

кового импульсного метода для исследования бетонов, твердеющих на морозе. В сб.: «Исследование по механике строительных материалов и кон­

ных предпосылках испытаний каменных строительных материалов на моро­

тона и фазового состояния воды в них при замораживании в раннем воз­ расте. Автореф. диссертации, М., 1957.

«Вопросы строительства и производства строительных изделий». Труды

ности бетонных и железобетонных сооружений. Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып. 31. «Энергия» 1966.

стройиздат, 1958.

165

отрицательных температур на прочность и упругопластические свойства

скорости распространения ультразвуковых волн с внутренними энергетиче­ скими потерями в бетоне.— «Бетон и железобетон», 1969, № 7.

53. П а ш к о в с к и й В. Г., М и х а й л о в Н. В., Р е б и н д е р П. А. Влияние неоднородности твердой фазы на трещиностойкость бетона при

щения и структуры порового пространства на механические свойства бето- • нов при отрицательных температурах. Изв. ВНИИГа им. Веденеева, т. 90. ' «Энергия», 1969.

58. П о д в а л ь н ы й А. М. О температурных деформациях и напряже­ ниях в железобетоне, вызванных несоответствием теплофизических свойств"

формации твердых тел. Юбилейный сборник к 30-летию Октября. Изд-во АН СССР, 1947.

предварительно напряженных изгибаемых элементов, работающих в усло­ виях низких отрицательных температур. Автореф. диссертации, Ангарск, 1965.

166

ных каменных материалов. Исследования. Каменные конструкции. Госстрой-

71.Указания по обеспечению долговечности бетонных и железобетон­ ных конструкций морских гидротехнических сооружений, ВСН6—69. Изд. ЛенморНИИпроекта, 1970.

72.Указания по проектированию железобетонных и бетонных кон­

82.C o r d o n A. W. Freezing and thawing of concrete. Mechanisms and control, JACI, № 5, 1966.

83.D e k k e r A. I . C. Toelaatbare aanvangsdrukspanning in voorgespartnen beton. — «Cernent», 1969, № 4.

84.E n d e r s b e e L. A. Brittle fracture in concrete and rocks. — «Civil Engineering Transactions». Australia (Sydney), v. CEG, № 2, Oct., 1967.

№ 4, Dec, 1955.

167