3.2. Как влияет изменение прочности бетона на прочность балок и плит?

Всё зависит от степени продоль­ного армирования, которое харак­теризуется высотой сжатой зоны х (рис. 20). При "слабом" армирова­нии, когда х меньше граничного зна­чения (оно определяется по нормам проектирования), влияние измене­ния прочности бетона невелико. При повышении класса бетона вдвое прочность нормальных сечений при изгибе увеличивается не более чем на 25% (а прочность, например, пу­стотных и ребристых плит — всего на 10%).

При "нормальном" армировании (высота сжатой зоны равна гранич­ному значению) влияние прочности бетона сильнее: при повышении класса бетона вдвое прочность кон­струкций возрастает на 25...30%.

Самое большое влияние оказы­вает прочность бетона при "сильном" армировании (высота сжатой зоны больше граничного значения). Хотя нормы и не рекомендуют проекти­ровать конструкции подобного типа, но эту рекомендацию не всегда уда­ется соблюдать. Подобные конструк­ции (балки) особенно часто встре­чаются в зданиях и сооружениях, по­строенных до 1980-х годов.

Из приведенного следует, что для монолитных перекрытий, которые относятся к типу "слабо" или "нор­мально" армированных, высокопроч­ные бетоны большой пользы не при­несут (как правило, достаточно бе­тона класса В15...В20). Но из при­веденного вовсе не следует, что можно безболезненно снижать прочность бетона по сравнению с проектной — это приведет к резко­му снижению жесткости и трещиностойкости, особенно у преднапряженных конструкций (тех же пус­тотных и ребристых плит).

3.3. Как влияет изменение по­ложения продольной рабочей ар­матуры на прочность балок и плит?

Если продольную растянутую ар­матуру сдвинуть ближе к нейтраль­ной оси, т. е. защитный слой бетона увеличить, то плечо внутренней пары сил уменьшится, а вместе с ним сни­зится и прочность нормальных сече­ний (см. вопрос 3.1). Если защитный слой уменьшить, то прочность воз­растет. Однако уменьшение защит­ного слоя имеет другие, крайне не­гативные последствия. Оно приводит к образованию усадочных трещин на поверхности бетона (часто, едва за­метных), через которые паро-воздушная смесь или агрессивные газы про­никают к поверхности арматуры и вызывают коррозию металла. Кроме того, уменьшение защитного слоя в ряде случаев может привести и к снижению огнестойкости конструк­ций, поэтому арматуру необходимо устанавливать строго по проекту, не превышая допустимых нормами от­клонений.

3.4. Всегда ли “эквивалентная” замена арматуры является эквивалентной?

Далеко не всегда. Например, если в изгибаемой конструкции за­менить два растянутых стержня ма­лого диаметра одним стержнем боль­шого диаметра, равным по площади сечения, то может заметно снизить­ся трещиностойкость. Кроме того, при использовании стержней большего диаметра их центр тяжести переме­щается в сторону нейтральной оси, а если учесть необходимость увели­чения защитного слоя, то переме­щение будет еще большим. Все это приведет к уменьшению плеча внут­ренней пары сил и соответствующе­му снижению прочности. Похожие последствия от подобной замены будут и в колоннах, нагруженных с большим эксцентриситетом. С дру­гой стороны, замена в колоннах про­дольных стержней большого диамет­ра стержнями малого потребует установки дополнительных поперечных стержней (см. вопрос 3.9). Как видно из приведенного, в любом случае замену нельзя выполнять механичес­ки, без просчитывания возможных по­следствий.