ЖЕЛЕЗОБЕТОН

1.Совместная работа бетона и арматуры

Одним из основных факторов, обеспечивающих совместную работу бетона и стальной арматуры является сцепление материалов.

Прочность сцепления арматуры с бетоном оценивают по результатам испытаний на выдергивание или вдавливания арматурного стержня, заанкеренного в бетоне.

Прочность сцепления зависит от следующих факторов: -зацепления за выступы на поверхности арматуры -75% (1); -сил трения по контакту поверхности арматуры и бетона (2); -склеивания арматуры с бетоном (2).

С увеличением прочности бетона сцепление возрастает.

Усилия с арматуры на бетон передаются через касательные напряжения и напряжения сцепления распределяются неравномерно. Максимальные напряжения не зависят от

LAN.

где u – периметр сечения стержня (для гладкой арматурыc =2.5….4МПа).

При недостаточном сцеплении устраивают крюки на концах стержня.

С увеличением диаметра прочность сцепления при растяжении снижается.

2.Анкеровка арматуры в бетоне.

Анкеровка арматуры это закрепление концов арматуры для передачи усилий с арматуры на бетон за рассматриваемое расчетное сечение.

Анкеровка осуществляется за счет сил сцепления, а также с помощью специальных устройств.

Анкеровка ненапрягаемой арматуры осуществляют следующим образом: -ввиде прямого окончания стержня;

-устройством на концах загибов или крюков; -приваркой или установкой поперечных стержней;

-установка специальных анкерных устройств.

Анкеровка напрягаемой арматуры осуществляют следующим образом: -ввиде прямого окончания стержня;

-установка специальных анкерных устройств

Гильзовый анкер до (а) и после (б) запрессовки пучка

1 – арматурный пучок; 2 – гильза; 3 – обжимное кольцо; 4 – стержень с резьбой

Базовая длина анкеровки

необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением RS

на бетон Определяется по формуле

напряжений сцепления по длине анкеровки);

ή1 - коэффициент учитывающий влияние поверхности арматуры: 1,5-гладкая; 2-холоднодеформированная периодического профиля;

2.5-горячекатанная и термомеханически обработанная периодического профиля;

2.2- для арматурных канатов и т.д.

ή2 коэффициент учитывающий величину диаметра арматуры (1 при d<32мм, и 0,9 при d=36-40мм).

Расчетная длина анкеровки с учетом конструктивного решения зоны анкеровки

где AS,cal и AS,ef – требуемая по расчету и фактическая площадь

арматуры; коэффициент учитывающий напряженное состояние арматуры

и бетона и конструктивное решение зоны анкеровки (1- при прямой анкеровке периодического профиля и гладкой с крюками для растянутых стержней; 0,75 – для сжатых).

По конструктивным требованиям длину анкеровки принимают не менее

lan>0,3 l0,an ; 15d и 200мм.

3.Усадка и ползучесть железобетона

В железобетонных конструкциях арматура препятствует развитию усадки.

Усадка приводит к появлению в бетоне растягивающих напряжений, а в арматуре сжимающих.

Величина растягивающих деформаций равна

Растягивающие напряжения в бетоне

b t b t E b' t

Напряжения в бетоне могут превышать сопротивление бетона растяжению. В этом случае образуются усадочные трещины.

Растягивающие напряжения в бетоне зависят от деформации свободной усадки, коэффициента армирования 1=АS/A,класса бетона.

Усадка способствует только раннему образованию силовых трещин.

Чем больше размеры железобетонных элементов, тем больше влияние усадки. Для исключения этого устраивают усадочные швы.

Изменение деформаций усадки и набухания с течением времени

Ползучесть железобетона является следствием ползучести бетона. Стесненная ползучесть в железобетонном элементе приводит к перераспределению усилий между арматурой и бетоном.

В железобетонном сжатом элементе продольные деформации равны