3.2.3 Деформационные характеристики арматуры

Основными деформационными характеристиками арматуры являются значения:

- относительные деформации удлинения арматуры ε_s0 при достижении напряжениями расчетного сопротивления R_s;

- модуль упругости арматуры (E_s).

Рассмотрим количественные значения указанных характеристик:

- для арматуры с физическим пределом текучести

- для арматуры с условным пределом текучести

. (1.19)

Для сжатой арматуры относительные деформации укорочения арматуры принимают равными относительной деформации укорочения бетона.

Значения модуля упругости арматуры E_s следует считать одинаковыми при растяжении и сжатии и количественно принимать в виде:

E_s = 1,8-10⁵ МПа - для арматурных канатов (К);

E_s = 2,0-10⁵ МПа - для остальной арматуры (А и В).

Согласно стандартам на испытания арматуры (см. ГОСТ 12004-81)

основной обобщенной характеристикой механических свойств арматуры следует считать диаграмму деформирования материала арматуры. (σ_s = σ (ε) при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки.

При расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели следует использовать рекомендации СП52-102-2004 (см.п.2.2.2.7).

В заключение отметим, что значения модуля упругости для арматуры (E_s) снижаются по мере снижения ее прочностных характеристик.

3.3 Железобетон

Железобетон работает под нагрузкой как единый монолитный строительный материал только при условии надежного сцепления арматуры с бетоном. Надежное сцепление арматуры с бетоном обеспечивают три фактора:

- сопротивление срезу бетона на выступах или других неровностях арматуры;

- силы трения по поверхности «бетон-арматура» за счет усадки бетона;

- адгезия поверхностей арматуры и бетона вследствие вязкости непрореагировавшей цементной массы.

Первый из перечисленных факторов, согласно опытным данным, обеспечивает около 75% общей величины силы сцепления. Арматура, расположенная внутри элемента конструкции, должна иметь защитный слой бетона.

Защитный слой бетона - толщина слоя бетона от грани элемента до ближайшей поверхности арматурного стержня, проволоки или каната.

Защитный слой бетона должен обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку (закрепление) арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий).

Толщину защитного слоя бетона необходимо принимать, согласно нормативным данным, исходя из вышеперечисленных требований.

Толщину защитного слоя бетона принимают не менее диаметра арматуры и не менее 10мм. Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры следует принимать по таблице 8.1. СП52-101-2003. Для монтажной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

Минимальные расстояния в свету между стержнями арматуры следует принимать не менее наибольшего диаметра стержня, а также не менее:

- 25 мм - для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда при горизонтальном или наклонном положении стержней при бетонировании;

- для нижней арматуры, расположенной в один или два ряда;

- 30 мм - то же, для верхней арматуры;

- 50 мм - то же, при расположении нижней арматуры более чем в два ряда (кроме стержней двух нижних рядов), а также при вертикальном положении стержней при бетонировании.

П ри стесненных условиях допускается располагать стержни группами - пучками (без зазора между ними). Расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным:

де - диаметр одного стержня в пучке;

n - число стержней в пучке.

Как показывает практика, рассчитанные таким образом расстояния между пучками обеспечивают плотное заполнение объема изготавливаемого элемента без пустот и пор.