книги из ГПНТБ / Митрофанов, Е. Н. Армоцемент

шению. Несомненно, при жестком сопряжении стенок с поясами, например при монолитном варианте, такой картины мы бы не наблюдали. В данном случае раннему выпучиванию стенок способ­ ствовала податливость соединения.

Испытанием дюбельных балок установлено следующее:

1)стенки балки с соотношением сторон 1 :3 и высотой h = 40 б обеспечили сопротивляемость местной потере устойчивости при превышении нагрузки сверх нормативной на 70%;

2)длительное загружение балки вызвало перераспределение усилий в элементах из-за ползучести бетона в сторону увеличения напряжений в арматуре поясов в среднем на 15%;

3)дюбельные соединения при повторных загружениях балок снижают жесткость системы;

4)первые трещины в зоне дюбельного забоя появились при ка­

и 75 м. При этом для оценки действительной работы конструкций подобного типа были выбраны только те варианты, которые близки по статической расчетной схеме. К ним относятся сборные конст­ рукции арочного типа с затяжками.

Изготовление конструкций в основном производилось ручным способом в деревянной опалубке; исключением являлась арка про­ летом 18 м, линейные элементы которой были изготовлены в ме­ таллических формах методом вибролитья. Сборные элементы арки пролетом 75 м были изготовлены также в деревянной опалубке, но нанесение бетонной смеси осуществлялось с помощью растворонасоса, с последующим выравниванием ее мастерками и шаб­ лонами.

Для изготовления конструкций применялся мелкозернистый бе­ тон двух марок: М-300 и М-400. Армирование элементов — комби­ нированное, т. е. наряду с применением стержневой арматуры, укладываемой в утолщенных участках сечения сжатой и растяну­ той зон, использовались тканые сетки (две-три). Степень армиро­

нагрузки.

Промежуточные варианты схем загружений принимались в со­ ответствии с расчетными комбинациями.

Основные данные испытаний сведены в табл. 31.

i l l

чивость кубиковой прочности выше и достигает ti=10-M2%. Сле­ дует отметить, что количество образцов не превышало девяти на одну конструкцию, поэтому приведенные выше значения парамет­ ров изменчивости надо считать приближенными. Однако, как видно из опытных данных, фактическая прочность материала в конструк­ циях несколько выше прочности бетона в образцах, а закон рас­ пределения идентичен.

При переходе к коэффициенту однородности бетона получены следующие его значения: минимальный для арки 75 м (£о = 0,57), максимальный — для арки 24 м (/го = 0,80). Как видим, диапазон колебаний коэффициента достаточно велик. Однако осредненное значение коэффициента однородности бетона для конструкций, из­ готовленных ручным способом, оказалось несколько выше норми­ руемого СНиП и составило /го = 0,67.

Геометрические параметры конструкций по сравнению с про­ ектными изменились. Так, в трех конструкциях из пяти испытан­ ных линейные габариты не укладывались в пределы допусков на изготовление. Значительные колебания наблюдались в толщине элементов (особенно для арки пролетом 75 м), изготовление кото­ рых осуществлялось иабрызгом.

Все это предопределило необходимость введения новых значе­ ний коэффициента перегрузки для собственного веса армоцемент­ ных конструкций. Все они независимо от метода изготовления ока­ зались выше нормируемых величин на 10—15%. Абсолютные зна­ чения коэффициента перегрузки представлены во второй главе. При сборке конструкций изменилась стрела подъема их, а также пролеты, что нашло отражение при определении фактических ха­ рактеристик конструкций.

Рассмотрим результаты испытаний конструкций (табл. 31). Прочность конструкций определяется дифференцированно в за­

висимости от характера разрушения. В данном случае конструкции были отнесены к разряду экспериментальных, расчет которых про­ изводился только в продольном направлении по расчетной схеме арки с затяжкой с недеформируемьш контуром сечения. Работа арки в поперечном направлении не учитывалась.

Результаты испытаний показали, что почти все конструкции вы­ держивали действие контрольной разрушающей нагрузки. Исклю­ чением является конструкция А-75, которая разрушалась при на­ грузке, превышающей расчетную иа 35%, причем разрушение про­ изошло в одной четверти пролета в результате раздробления бе­ тона стенки сечения с одновременным отрывом связующих плит от верхних полок. Этому способствовал ряд причин; одной из основных следует считать дефекты изготовления и особенно мон­ тажа.

Конструкции типов А-15 и А-30 выдержали нагрузку, превы­ шающую расчетную в среднем на 45—50%. Дальнейшее загружение их пробной нагрузкой не производилось.

Напряженное состояние, характеризуемое значениями нормаль­ ных напряжений в крайних волокнах сечения, строго говоря, не

114

типа позволяют сделать некоторые выводы и дать соответствую­ щие рекомендации.

1. Оценку несущей способности конструкций комбинированного армирования (тканые сетки выполняют лишь конструктивные функции) следует производить в соответствии с Указаниями по проектированию армоцементных конструкций (СН 366—67), учи-

Рис. 17. Схема деформированного состоянияарки в поперечном направ­ лении

главе. Введение дополнительных коэффициентов условий работы вызвано спецификой работы элементов открытого профиля в по­ крытии при конструктивных (нерасчетных) стыковых соединениях.

2. Опытные данные о прогибах конструкций превышают расчет­ ные значения при кратковременных загружениях в среднем на 15%, что надо учитывать при расчете путем введения в расчетные фор­ мулы понижающего коэффициента от = 0,85 (учтено СН 366—67).

3. Методика расчета ширины раскрытия трещин, по СН366—67, при кратковременном действии нагрузки дает завышенные резуль­ таты, что можно объяснить неучетом положительного влияния ра­ боты тканых сеток.

Следует указать на необходимость обязательного расчета эле­ ментов конструкции в поперечном направлении. Опытные данные показывают, что, например, для конструкций сводчатого типа этот вид расчета является определяющим при оценке трещиностойкости.

4. Местная устойчивость плоских элементов конструкций, на­ ходящихся в условиях чистого изгиба, обеспечивается при соотно-

116

армоцементных элементов сетчато-стержневого армирования, вы­ полненные в НИИСК Госстроя СССР В. Д. Галичем под руковод­ ством А. Б. Голышева и Б. Д. Таирова, выявили не учитываемые ранее особенности их работы.

а) армоцементные элементы с комбинированным армированием по прочностным и деформативным свойствам занимают промежу­ точное положение между обычными железобетонными и армоцементными с сеточным армированием. Деформативность элементов с комбинированным армированием выше, чем обычных железо­ бетонных, атрещиностойкость ниже, чем армоцементных с сеточ­ ным армированием;

б) прочность, жесткость и трещиностойкость элементов- с ком­ бинированным армированием, кроме всего прочего, зависят от со­ отношения коэффициентов сетчатой и стержневой арматуры;

в) при расчете по второй группе предельных состояний повы­ шенную деформативность тканых сеток целесообразно учитывать снижением модуля упругости арматуры в сечении с трещиной в за­ висимости от соотношения между сетчатой и стержневой армату­ рой и маркой бетона.

§ 5. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ АРМОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Под долговечностью конструкций следует понимать способность их в течение нормируемого периода времени удовлетворять эксплу­ атационным требованиям, в первую очередь конструктивной на­ дежности. Последняя определяется знанием объективных причин, вызывающих изменения в их работе, совершенством расчета и тех­ нологии изготовления, а также количественным выражением нор­ мируемых величин.

Пятнадцатилетний срок эксплуатации армоцементных конст­ рукций позволил сделать определенные выводы, касающиеся как их долговечности, так и общего состояния. Наиболее полное осви­ детельствование состояния эксплуатируемых конструкций было проведено в Москве, Ленинграде, Череповце, Новосибирске, Сара­ тове и других городах СССР. Основным типом конструкций, кото­ рые подверглись визуальному и инструментальному освидетельст­ вованию, явились кровельные панели.

Следует напомнить, что большинство кровельных панелей из­ готавливалось ручным способом, прочность бетона принималась в пределах 200—300 кГ/сж2 , водоцементное отношение В : Ц = 0,45-г- -f-0,60, а соотношение цемента и песка Ц : П = 1 : 3 . Вибрационная обработка бетонной смеси осуществлялась площадочными вибра­ торами. Армирование панелей предусматривалось комбинирован­ ное, тканые сетки обычно выполняли" технологически-конструктив­ ные функции. Расчет и конструирование производились по ана­ логии с железобетонными конструкциями, но не по СН 366—67.

117

Проверкой установлено, что состояние кровельных панелей вполне удовлетворительно. Отклонения от нормируемых величин ширины раскрытия трещин наблюдаются лишь в тех кровельных панелях, которые имели до монтажа дефекты или не учтенное при проектировании влияние температурно-влажностных факторов на работу панелей в период эксплуатации. К числу основных из них следует отнести элементы технологического оборудования с боль­ шими тепловыделениями, а также температурно-влажностные фак­

Визуально-инструментальные наблюдения за работой кровель­ ных панелей с трещинами выявили определенные закономерности изменения механики раскрытия трещин при эксплуатации. Попе­ ременное увлажнение поверхностей панелей снегом и дождем при одновременном воздействии температурного фактора приводит к дальнейшему раскрытию трещин. Например, трещины с началь­ ной шириной раскрытия а т = 0,02-4-0,03 мм спустя пять лет раскры­ ваются до 0,1 мм и т. д.

Все это должно учитываться при проектировании панелей. Оче­ видно, радикальным средством защиты панелей от воздействия указанных выше факторов следует считать нанесение на поверх­ ность гидроизоляционного слоя.

При нормальных условиях эксплуатации в армоцементных па­ нелях с шириной раскрытия трещин 0,1 мм и защитным слоем 3—4 мм коррозия арматуры не обнаружена. Проведенные ЛенЗНИИЭП специальные коррозионные испытания подтвердили ре­ зультаты обследований натурных объектов.

Сохранность тканых сеток в армоцементе будет обеспечена в том случае, если толщина защитного слоя бетона и ширина рас­ крытия трещин удовлетворяют соотношению

аа > 60ат ,

где а0 — толщина защитного слоя, мм; а т —ширина раскрытия трещин, мм.

Результаты натурных коррозионных испытаний армоцемента, а также данные обследования эксплуатируемых конструкций и легли в основу при составлении нормируемых значений ширины раскрытия трещин в зависимости от условий эксплуатации. Повы­ шение сопротивляемости армоцементных конструкций трещинообразованию и одновременное обеспечение сохранности армирую­ щего материала от воздействия агрессивной среды являются основ­ ными факторами, влияющими на их долговечность.

Данные ЛенЗНИИЭП свидетельствуют о том, что пропитка ар­ моцемента петролатумом, например на глубину 2 мм, повышает его сопротивляемость трещинообразованию, в первую очередь благо­ даря уменьшению ширины раскрытия трещин. Петролатум, запол-

118

Г л а в а п я т а я

ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ АРМОЦЕМЕНТИЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В Советском Союзе армоцементные конструкции начали при­ меняться с 1957 г. Начальная стадия их развития характеризуется большим разнообразием конструктивных решений, методов изго­ товления и номенклатуры изделий. Это можно объяснить тем, что рациональная область применения армоцемента тогда еще не была установлена, а творческий поиск ее велся достаточно широко, за­ трагивая различные отрасли народного хозяйства.

Весьма наглядное представление об области применения армо­ цемента в СССР за первые десять лет дает табл. 32.

Область применения армоцемента в СССР

11.Покрытия па ­ вильонов

12.Сборные дома для

К р а й н е г о Севера

120

Большая заслуга в развитии армоцементных конструкций на­ учных, проектных и строительных организаций: ЛенЗНИИЭП, Н И И Ж Б , СибЗНИИЭП, НИИ сельстроя, ТНИИЭ и Г, НИИСК Госстроя СССР, Главленинградстроя, Главзапстроя, Главкрасноярскстроя, Министерства строительства Молдавской ССР, а также строительных организаций Москвы, Тулы, Куйбышева, Киева, воз­ главивших исследования, разработку, изготовление новых кон­ струкций и изделий, а также их внедрение в строительство.

В развитии армоцементных конструкций в СССР достаточно

ется стремлением к массовому применению отдельных типов кон­ струкций, основанных на машинных методах изготовления.

По объему внедрения конструкций и изделий первый этап наи­ более весом. Действительно, за первые десять лет армоцементными конструкциями перекрыто около 400 тыс. м2 площадей различного назначения, а с 1966 по 1971 г.— около 275 тыс. ж2 , из них при­ мерно 200 тыс. м2 подвесных потолков; перекрыто около 100 плат-

121