18.6. Рекомендуемые диаметры арматурных стержней

Диаметры продольных стержней, устанавливаемые по расчету в сечении, не должны превышать величин, указанных в таблице 18.2. Для внецентренно сжатых элементов из монолитного бетона диаметр продольных рабочих стержней следует принимать не менее 12 мм.

Таблица 18.2

Предельно допустимые диаметры арматуры

Условия применения	Максимально допустимые диаметры продольной арматуры, мм
	для внецентренно сжатых элементов	для изгибаемых элементов
В элементах с арматурой класса S500 и ниже из бетона: тяжелого и мелкозернистого С 12/15 то же, C16/20 и выше	40 40 (40)	40 25 (32)
Примечание — В скобках даны значения диаметров для арматуры в вязаных каркасах.

Диаметры стержней поперечной арматуры следует принимать:

а) во внецентренно сжатых линейных элементах:

- в вязаных каркасах — не менее 0,25 рабочей арматуры и не более 12 мм;

- в сварных каркасах — не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим, поставленным по расчету, диаметром продольной арматуры и не более 14 мм;

б) в изгибаемых элементах в вязаных каркасах:

- при высоте сечения до 800 мм включ. — 6 мм;

- при высоте сечения более 800 мм — 8 мм;

- в сварных каркасах — следует руководствоваться требованиями нормативных документов и рабочих чертежей, учитывающих свариваемость металла, наличие технологического оборудования, возможность контроля качества соединения, вид и способ приложения нагрузки.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение защитного слоя бетона железобетонных конструкций?

2. Как определяется минимально допустимая толщина защитного слоя бетона конструкций различного назначения?

3. С какой целью, и в каких случаях назначается ограничение предельного содержания арматуры в сечении железобетонных элементов?

4. По каким критериям назначаются минимальные размеры поперечного сечения железобетонных плит и внецентренно сжатых элементов?

5. Каковы конструктивные требования к минимально - и максимально допустимым расстояниям между стрежнями продольной арматуры конструкций?

6. Какие общие конструктивные требования установки поперечной арматуры в конструкциях?

7. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры в балках и плитах?

8. Как назначается шаг расположения поперечной арматуры во внецентренно сжатых линейных элементов?

9. Какие предельно допустимые диаметры продольных и поперечных стрежней арматуры рекомендуются для использования в конструкциях?

Раздел 3. Предварительно напряженные конструкции Лекция 19. Общие сведения о предварительно напряженных конструкциях

19.1. Общие сведения

Поиск эффективных способов увеличения сопротивления конструкций из бетона действию растягивающих усилий привел к созданию предварительного напряжения. Подвергнуть предварительному напряжению какую-либо конструкцию, это значит вызвать в ней искусственным путем до приложения внешних нагрузок или одновременно с ними некоторые постоянные напряжения. При этом созданные искусственным путем начальные напряжения в сочетании с напряжениями, вызванными внешними нагрузками, должны во всех точках конструкции оставаться в пределах тех напряжений, которые материал может выдерживать неограниченно долго.

Рассмотрим два простых классических испытания. Восемь одинаковых бетонных блоков (рис. 19.1а) укладывают в ряд на горизонтальной поверхности. Блоки плотно прилегают друг к другу. Рассматриваемый составной элемент не обладает прочностью при изгибе.

Рис. 19.1.К испытанию № 1

Для устранения влияния собственного веса балку можно уложить плашмя на горизонтальную площадку и вертикально установить опоры (см. рис. 19.1б). И при таких условиях опыта балка не будет оказывать сопротивление действию изгибающих моментов.

Поставим условие, по которому балка в ненагруженном и нагруженном состоянии должна обладать достаточной прочностью (т.е. напряжения в ней по условиям опыта не превышают предельных значений, составляющих 12МПа при сжатии и нулевых – при растяжении).

Пусть на рассматриваемую балку действует равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q = 1 кН/м. Тогда изгибающий момент в середине пролета (сечение СС’ на рис. 18.1в) составит кН×м, а напряжения будут равны МПа. Однако это невозможно, так как появление растягивающих напряжений на нижней грани (+6 МПа) приведет к раскрытию швов и балка разрушится. Таким образом, рассматриваемая балка в нагруженном состоянии не обладает достаточной прочностью, а в ненагруженном состоянии имеет избыточную прочность (поскольку в этом состоянии она не подвергается никаким напряжениям, хотя может воспринимать предельные сжимающие напряжения МПа).

Посредством какого-либо способа, балка перед испытанием на изгиб подвергается центральному (осевому), а следовательно, равномерному обжатию s_р = 6,0МПа, что соответствует усилию F=200кН (см. рис. 19.1в). Центрально приложенное сжимающее усилие в F=200кН, вызывающее предварительное напряжение s_р=6,0МПа, обеспечивает сопротивление изгибающему моменту, вызывающему в сечении СС' напряжения s_М = ±6,0 МПа.

Можно найти и более удачное решение, если приложить то же обжимающее усилие Р=200кН не центрально, а с эксцентриситетом по отношению к центрально оси сечения балки, как это показано на рис. 19.2а. При таких условиях равномерно распределенная нагрузка на балку будет в два раза больше, то есть 2,0 кН/м. Дополнительные усилия, приложенные таким образом, чтобы противостоять усилиям от внешней нагрузки, позволили получить из отдельных блоков вполне работоспособную конструкцию. При этом в зависимости от положения обжимающего усилия можно эффективно влиять на величину нагрузки, воспринимаемой конструкцией.

Рис. 19.2. К испытанию № 2

Предварительное напряжение дает возможность полезно использовать избыток прочности балки в ненагруженном состоянии, чтобы компенсировать недостаточную прочность балки при действии нагрузки.