книги из ГПНТБ / Митрофанов, Е. Н. Армоцемент

Следует иметь в виду, что начало лавинообразного процесса трещинообразования может характеризовать также графическая зависимость между нагрузкой (напряжениями) и амплитудой А продольной волны.- Однако для определения начала микротрещинообразования в образцах, изготовленных из бетона высоких марок, эта зависимость по многим причинам не всегда удобна.

Для исключения погрешностей эксперимента, прежде всего изза наличия фазовых изменений приходящего сигнала, целесооб­ разно процесс измерения автоматизировать, используя для этого

Рис. 55. Сравнительные диаграммы растяжения ар­

из-за возможного нарушения контакта датчиков в процессе испы­ тания надо пользоваться методом встречного годографа. Этот метод эффективен также при необходимости получения более точ­ ной интерпретации амплитуды поперечной волны.

Таким образом, импульсно-акустический метод при изучении стадий трещинообразования в армоцементиых образцах позволяет оценить с достаточной достоверностью объем микронарушений.

Имеющиеся данные свидетельствуют, что график зависимости амплитуды от напряжений подобен графику растяжения армоце­ мента в системе координат от, е (рис. 55). Это обстоятельство прак­ тически может быть использовано при переходе от деформирован­ ного состояния образца к напряженному.

192

основание предположить, что дальнейшие исследования позволят получить аналитическую зависимость между искомыми парамет­ рами в общем виде, с учетом армирования, марки бетона, формы элементов и т. д., тем самым расширив область применения этого метода.

Помимо систематического текущего контроляпрочности мате­

а) при освоении технологии изготовления тонкостенных армо­ цементных конструкций;

б) при значительном изменении технологической схемы по срав­ нению с ранее применявшейся на данном предприятии;

в) при превышении прочности бетона и арматуры (испытанных в контрольных кубах, призмах или образцах) против величии, ука­ занных выше, а также при несоответствии технологических допу­ сков;

г) при изготовлении опытных конструкций, когда объем испы­ тываемых сборных элементов пространственных покрытий опреде­ ляется с учетом их качества в покрытии. При этом за партию при­ нимается общее количество сборных элементов покрытия здания. Таким образом, должны быть испытаны и элементы покрытия, и сборные конструкции покрытия, изготовленные предприятием по одной технологии, из материалов одинакового вида и сорта.

Сборные элементы конструкций покрытий необходимо исследо­ вать в основном для оценки качества бетона в конструкции, а сбор­ ные конструкции покрытия — для оценки их надежности.

П р и м е ч а н и я . 1. Для определения механических свойств материала кон­ струкции, входящих в партию, отбирается один элемент после того, как их изготовлено не менее 10 шт.

2. Если изготовление конструкций находится в стадии освоения, то должно быть проведено испытание двух элементов из первых десяти выпущенных.

3.К испытанию сборных конструкций пространственного покрытия прини­ мается не менее 10% их количества.

4.Целая оболочка испытывается на стадии экспериментального строительства.

Для сводчатых систем достаточно испытывать сборные конструкции покрытия, не прибегая к испытанию покрытия в целом.

Должны быть получены следующие данные: а) разрушающая нагрузка;

б) нагрузка, при которой появляется первая нормируемая тре­ щина, а также характер развития и ширина при последующих уве­ личениях нагрузки;

в) зависимость величин деформаций и прогибов от нагрузки. Конструкции для испытаний отбираются на основе анализа пас­ портов изделий, вошедших в принимаемую партию. При этом вы­ бирается одно или несколько изделий более низкого качества, чем остальные. Результат отбора фиксируется в акте, к которому при­ лагаются подробные данные об изготовленных изделиях (их

геометрические размеры, армирование конструкции, механические характеристики арматуры и бетона, внешние дефекты конструкции, метод изготовления и т. п.).

Испытание отобранных конструкций должно быть проведено до отправки их на монтаж.

Допускается не доводить испытания отобранных конструкций серийного производства до разрушения, если при нагруженин не менее двух конструкций удовлетворяется неравенство

<? , < р > С о ? р -

§4. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ, ЖЕСТКОСТИ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ АРМОЦЕМЕНТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ П О РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ

Прочность конструкции оценивается по наименьшей величине разрушающей нагрузки, вызывающей хотя бы одно из нижесле­ дующих состояний, при которых она становится непригодной для дальнейшей эксплуатации:

а) разрыв арматуры; б) нарушение анкеровки, достижение предела текучести арма­

туры затяжек, диафрагм или бортовых элементов; в) раскрытие трещин на ширину свыше 1 мм с одновременным

приростом прогиба от последней ступени загружения, равным (или большим) суммарному прогибу, полученному при иагружении кон­ струкции пятью первыми такими же ступенями нагрузки;

рушением бетона в стыке и на участке контактной зоны; и) прогиб плиты или ребер, а также конструкции в целом на

величину, равную или большую 1/50/ соответственно меньшего пролета оболочки или расчетного пролета испытываемого сборного элемента;

к) местную или общую потерю устойчивости.

Величина разрушающей нагрузки, полученная при испытании каждого образца конструкции, должна быть не менее контрольной разрушающей нагрузки qKp, определенной по формуле

9кр ~<2' ^оЦр 1

где с0 — отношение фактического коэффициента однородности кон­ струкции к произведению коэффициента однородности ар­ моцемента и коэффициента условий работы;

qp — максимальная расчетная нагрузка, включающая собствен­ ный вес конструкций; вычисляется согласно СНиП II-A.11—62.

194

Величина коэффициента с0 (см. табл. 36) зависит от' вида на­ пряженного состояния испытываемого элемента и качества мате­ риала, геометрических параметров конструкций и условий их экс­ плуатации.

П р и м е ч а н и е : т — коэффициент условий работы; k0 — коэффициент однородности; с 0 — коэффициент запаса:

г -

и нормативным (проектным) характеристикам; его величина при предвари­ тельной оценке результатов испытания, а также при определении контрольной разрушающей нагрузки принимается равной единице.

Величина коэффициента с0 по последнему пункту табл. 36 при­ нимается дифференцированно в зависимости от характера разру­ шения и формы потери устойчивости.

Контрольная разрушающая нагрузка для армоцементных конст­ рукций, армированных стержневой рабочей арматурой и ткаными сетками, выполняющими конструктивные функции, определяется согласно ГОСТ 8829—66.

Если при испытании конструкций разрушающая нагрузка ока­ жется менее 100% расчетной разрушающей, но не менее 90% контрольной, то производят испытание дополнительных образцов, отобранных в том же количестве и из той же партии. Если при испытании дополнительных образцов величина нагрузки окажется не менее 90% контрольной разрушающей нагрузки, то партия признается годной. В том случае, когда разрушающая нагрузка хотя бы одного образца из первоначальных или повторно испытан­ ных образцов будет менее 90% контрольной нагрузки, то вся пар­ тия выбраковывается. .

При испытании опытных конструкций величина разрушающей нагрузки должна быть не менее 100% теоретической разрушающей. Теоретическая разрушающая нагрузка определяется по фактиче­ ским размерам сечений, действительной схеме нагрузки, опирания и величине эксцентриситетов.

Жесткость конструкции оценивается в зависимости от норма­ тивных нагрузок, определяемых согласно СНиП II-A.11—62 «На­ грузки и воздействия».

Величина контрольной нагрузки по проверке жесткости прини­ мается равной нормативной нагрузке, а величина контрольного прогиба — равной величине прогиба от контрольной нагрузки, вы­ численной при ее кратковременном действии в соответствии с ин­ структивными указаниями по проектированию армоцементных кон­ струкций.

Величина прогиба испытанной конструкции должна быть не бо­ лее fa^fnp, где /пр — предельно допустимый прогиб для конструк­ ции, принимаемый согласно настоящим рекомендациям и СН 366—67.

При отклонениях от указанной зависимости необходимо вне­ сти коррективы в соответствии с методикой, предлагаемой в на­ стоящих рекомендациях:

Если в результате испытания окажется, что измеренный при до­ стижении контрольной нагрузки прогиб хотя бы одного образца превышает контрольный более чем на 10%,-то проводят испыта­ ние еще двух образцов. В том случае, когда расчетный прогиб

дельных значений прогибов, такая конструкция признается годной при условии, что измеренный прогиб не превышает контрольный более чем на 10%. Если же измеренный прогиб хотя бы одной из первоначально или повторно испытанных конструкций будет пре­ вышать контрольный более чем на 10%, то вся партия выбрако­ вывается.

П р и м е ч а н и е . Величины контрольной нагрузки, контрольных прогибов и допустимых отклонений должны быть отмечены на чертежах или в техниче­ ских условиях на изделия.

Предельно допустимые величины прогибов от контрольной на­ грузки принимаются с учетом типа конструкций и условий эксплу­ атации, а именно:

для армоцементных конструкций балочного типа по аналогии с железобетонными конструкциями;

196

странственных конструкций типа оболочек до сих пор не нормированы. Реко­ мендации даны иа основании практических результатов натурных испытаний.

Трещиностойкость армоцементных конструкций оценивается дифференцированно, причем принимаются во внимание условия эксплуатации и тип конструкций.

Предельно допустимая ширина раскрытия трещины в армоце­ ментных конструкциях, армированных ткаными сетками, не долж­ на превышать 0,1 мм от воздействия контрольной нагрузки, вели­ чина которой указана в технической документации на данный вид изделий. Контрольная нагрузка по трещииостойкости определя­ ется нормативными нагрузками, действующими на данное соору­ жение.

Для обнаружения на поверхности армоцементных элементов трещин с шириной раскрытия а т = 0,014-0,05 мм рекомендуется ис­ следуемые участки периодически протирать ацетоном, который, проникая в трещины, рельефно обозначает характер их развития. Для армоцементных конструкций, армированных стержневой ар­ матурой, предельно допустимая величина раскрытия трещин а т должна быть не более 0,1 мм от воздействия нормативных на­ грузок.

Конструкция признается удовлетворяющей требованиям трещи­ иостойкости, если а т . э г ^ а т . п р , где ат .э — ширина раскрытия тре­ щин, полученная при испытании конструкции; ат.пр — ширина рас­ крытия трещин, определяемая по СН 366—67 и Рекомендациям по расчету армоцементных конструкций (ЛенЗНИИЭП, 1971).

При отклонениях от указанных предельных значений ширины раскрытия трещин необходимо произвести перерасчет конструкции по раскрытию трещин с учетом фактических данных испытываемой конструкции. В этом случае условие примет вид: ат .э ^ат .П р&г-пр, где &т-пр~ат.ф/ат-н; ат .ф и а т . н — соответственно ширина раскрытия трещин, найденная расчетным путем по фактическим и норматив­ ным данным испытываемой конструкции.

П р и м е ч а н и я . 1. При обработке экспериментальных данных, особенно при переходе от деформаций к напряжениям, необходимо использовать диа­ грамму растяжения или сжатия армоцемента, полученную при испытании об­ разцов.

2. Ширину раскрытия трещин на участке бетона с наклеенным датчиком можно определить по формуле

От ж kzln,

где k — коэффициент, зависящий от / и п; I — база датчика;

п — количество витков проволоки у датчика;

197

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Современный уровень знаний физических основ армоцемента позволяет считать его разновидностью железобетона. При этом армоцементу присущи свои отличительные особенности и специ­ фика работы, которые характеризуются отличной от железобетона механикой процесса образования и, особенно, раскрытия трещин. Сеточное армирование мелкозернистого бетона определяющим об­ разом регламентирует процесс раскрытия трещин в армоцементных элементах при растяжении и изгибе.

Трещины в армоцементе образуются постепенно с меньшей ши­ риной раскрытия и в большом количестве, причем процесс рас­ крытия сопровождается периодами стабилизации их за счет воз­ никновения новых трещин вплоть до разрушения.

Макроструктурная неоднородность армоцемента дисперсного армирования сглаживается за счет большого количества трещин, незначительно отличающихся по ширине раскрытия и располагаю­ щихся с шагом, близким или несколько большим размера ячейки армирующих сеток.

С позиций механики деформируемых сред к армоцементу ди­ сперсного армирования правомерно применить принцип «размазы­ вания», т. е. считать его композитным материалом со всеми выте­ кающими из этого предложениями по расчету.

Имеющийся опыт применения армоцемента в конструкциях раз­ личного типа и назначения свидетельствует об эффективности и больших потенциальных возможностях нового конструкционного материала.

Проектирование армоцементных конструкций по СН 366—67 в целом обеспечивает нормируемые прочность, жесткость и трещиностойкость конструкций комбинированного армирования с 0,4^

Наряду с этим практика проектирования и строительства и, особенно, эксплуатация армоцементных конструкций определяют новые задачи и проблемы в данной области.

Главенствующими проблемами современного периода являются: 1) разработка машинных методов изготовления конструкций;

2)исследования надежности армоцементных конструкций;

3)совершенствование теории армоцемента;

4)исследования физико-механических свойств армоцемента на основе использования мелкозернистых бетонов повышенной проч­ ности и деформативности, а также применения специальных типов стальных тканых и сварных сеток;

199

5)исследования предварительно-напряженных армоцементных конструкций;

6)технико-экономические исследования.

К локальным вопросам, имеющим важное практическое значе­ ние, надо отнести исследования, направленные на разработку более совершенных стыков армоцементных сборных элементов, а также использование полимерной, тепло-паро-гидроизоляции.

В номенклатуру основных изделий массового производства должны быть включены те из них, которые проверены на стадии экспериментального строительства и показали хорошие эксплуата­ ционные качества. К таким конструкциям следует отнести:

в) структурные плиты и водозащитные зонты для метрополи­

Н И И Ж Б .

Из многочисленных способов изготовления армоцементных кон­ струкций представляется возможным выделить наиболее прогрес­ сивные, проверенные в производственных условиях и отвечающие требованиям машинного производства. К основным из них отно­ сятся:

1)виброформование с послойным бетонированием изделий;

2)виброштампование;

3)виброгнутье.

Способ виброформования с послойным бетонированием изде­ лий целесообразно применять для изготовления конструкций слож­ ной геометрической формы с сеточным армированием.

Способ виброштампования дает хорошие результаты при из­ готовлении конструкций одной кривизны с комбинированным ар­ мированием.

Способ виброгнутья армоцементных элементов эффективен для изготовления призматических складок и цилиндрических покрытий, лотков и др.

Учитывая, что трудоемкость арматурных работ при изготовле­ нии конструкций составляет 50—60% от общей трудоемкости, не­ обходимо этот процесс механизировать.

Массовое внедрение армоцементных конструкций в различные отрасли народного хозяйства должно способствовать решению за­ дач, вытекающих из директив XXIV съезда КПСС о повышении производительности труда, увеличении заводской готовности, сни­ жении веса и стоимости конструкций.

200

П Р И Л О Ж Е Н И Е 1

Номограммы условных напряжений армоцемента при растяжении

Осредненные относительные деформации