26. Растянутые элементы. В каких конструкциях, выполненных из ж/б, наиболее ярко проявляется необходимость расчета на растяжение.

В условиях центрального (осевого) растяжения находятся затяжки арок, нижние пояса и нисходящие раскосы ферм, стенки круглых в плане резервуаров для жидкостей.

Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно напряженными, что существенно повышает сопротивление образованию трещин в бетоне.

Основные принципы конструирования железобетонных элементов относятся также и к центрально-растянутым элементам. Стержневую рабочую арматуру, применяемую без предварительного напряжения, соединяют по длине обычно сваркой, стыки внахлестку без сварки допускаются только в плитных и стеновых конструкциях. Растянутая предварительно напрягаемая арматура (стержни, проволочные пучки, арматурные канаты) в литейных элементах (затяжки арок, нижние пояса ферм) не должна иметь стыков. В поперечном сечении элемента предварительно напрягаемую арматуру размещают симметрично с тем, чтобы при передаче обжимающего усилия (всего целиком или постепенно, обжимая сечение усилиями отдельных групп стержней) по возможности избежать внецентренного обжатия элемента. При натяжении на бетон предварительно напряженная арматура, размещаемая в специально предусматриваемых каналах, в процессе обжатия не работает в составе поперечного сечения элемента. В этом случае целесообразно снабжать предварительно напряженный элемент небольшим количеством ненапрягаемой арматуры. Ее располагают ближе к наружным поверхностям, чтобы она эффективнее усиливала элемент против возможных внецентренных воздействий в процессе обжатия.

В условиях внецентренного растяжения находятся стенки резервуаров (бункеров), прямоугольных в плане, испытывающие внутреннее давление от содержимого, нижние пояса безраскосных ферм и некоторые другие элементы конструкций. Такие элементы одновременно растягиваются продольной силой N и изгибаются моментом М, что равносильно внецентренному растяжению усилием N с эксцентриситетом e₀=M/N относительно продольной оси элемента.

Различают положение, когда внешняя продольная растягивающая сила N приложена между равнодействующими усилий в арматуре S и S’(ближе к усилению и далее от него), и положение, когда сила приложена за пределами расстояния между равнодействующими усилий S и S’. Внецентренно растянутые элементы, относящиеся к случаю 2, армируют продольными и поперечными стержнями аналогично армированию изгибаемых элементов, а относящиеся к случаю 1 — аналогично армированию центрально-растянутых элементов. Внецентренно растянутые элементы, как и центрально-растянутые, обычно подвергают предварительному напряжению, что значительно повышает их трещиноостойкость. Стыки сборных растянутых элементов, через которые передаются растягивающие усилия, конструируют на сварке выпусков арматуры или стальных закладных деталей, а также с помощью арматурных изделий (пучков, канатов, стержней), перекрывающих стыки, размещаемых в каналах или пазах и натягиваемых на бетон.

27. Принципы расчета на прочность и трещиностойкость. В чем отличие или сходство? Способы регулирования трещинообразования ж/б конструкций на стадии проектирования и изготовления. Почему трещинообразование может быть опасно для несущей способности?

В расчетах прочности элементов усилия, воспринимаемые сечением, нормальным к продольной оси элемента, определяют по расчетным сопротивлениям материалов с учетом коэффициентов условий работы. В общем случае условие прочности при любом внешнем воздействии формулируется в виде требования о том, чтобы момент внешних сил не превосходил момента внутренних усилий.

Расчет на трещиностойкость заключается в проверке условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, не образуются, если момент внешних сил не превосходит момента внутренних усилий в сечении перед образованием трещин. Но в этом расчете используются нормативные сопротивления материалов.

Способы регулирования трещинообразования

На стадии проектирования конструкции, ее относят к одной из категорий трещиностойкости, которая определят образование и раскрытие трещин, возможная величина раскрытия трещин просчитывается.

На стадии изготовления регулируется состав бетона, содержания в нем воды и тип заполнителя, применяются химические добавки, также контролируется сам технологический процесс (условия твердения бетона). Для улучшения трещиностойкости конструкции, ее преднапрягают.

Существует много причин трещинообразования в железобетонных конструкциях, но по практическим соображениям их можно разделить на три основные категории.

1.         Трещины, оказывающие влияние на несущую способность конструкции (конструктивные трещины). Это означает, что трещины оказывают влияние «а устойчивость или снижают коэффициент безопасности сооружения или его части. Это не означает, что сооружение находится в аварийном состоянии. Конструктивные трещины могут быть вызваны: а) ошибками при проектировании; б) перегрузками сооружения выше расчетных нагрузок при изменении условий эксплуатации; в) ошибками в методах строительства или недостатками применяемых материалов; г) непредвиденными ситуациями, например взрывом, ударом и т. п. (повреждения от пожара отнесены в отдельную 'категорию).

2.         Трещины от пожара. Часть из них может быть конструктивными, а часть — неконструктивными (структурными). Они всегда сопровождаются расслоением бетона и другими повреждениями.

3.         Неконструктивные трещины.

А) трещины при пластической усадке;

б)  температурно-усадочные трещины в бетоне в раннем возрасте;

в) усадочные трещины при высыхании;

г) трещины от коррозии арматуры

Трещинообразование опасно оголением арматуры, которое может вызвать ее коррозию вследствие проникновения в трещину влаги, также она может потечь из-за высоких температур, от которых ее теперь бетон не защищает. При образовании трещин, конструкция теряет свою жесткость и прочность, значительно уменьшается ее несущая способность.