Зчеплення арматури з бетоном
У зв’язку з тим, що зчеплення арматури з бетоном є однією з найголовніших властивостей залізобетону, то цьому питанню необхідно приділити особливу увагу. Зчеплення забезпечується трьома основними факторами: склеюванням гелевої складової бетону з арматурою; тертям, викликаним тиском від усадки бетону; зачепленням виступів (рифів) арматури за бетон. Найбільше значення у зчепленні відіграють сили зачеплення (близько 70%) за бетон. Однак значення сил зачеплення не залишаються постійними, вони змінюються залежно від рівня напруженого стану в бетоні і при дуже високих рівнях слабшають. Крім того, сили зчеплення нерівномірно розподіляються за довжиною арматурного стержня. При висмикуванні стержня з бетону зусилля з арматури на бетон передаються через дотичні напруження зчеплення τbd (рис.1.6, а, б).
а | б | ||
| |||
Рис.1.6 – Зчеплення арматури з бетоном: а – періодичного профілю; б – гладкої |
Для визначення зчеплення використовують середні напруження за довжиною закладання арматури:
. | (1.1) |
У звичайних важких бетонах із гладкою арматурою середнє напруження зчеплення τbd,m =2,5÷4 МПа, а для арматури періодичного профілю τbd,m = 7÷8 МПа. Зі збільшенням міцності бетону напруження зчеплення зростають. Для зменшення довжини анкерування lan варто обмежувати діаметр розтягнутої арматури, підвищувати клас бетону і приймати арматуру періодичного профілю.
Нормами проектування значення зчеплення не встановлюється, але даються рекомендації з конструювання, що забезпечують надійне зчеплення арматури з бетоном.
Ненапружену арматуру періодичного профілю заводять за нормальне до поздовжньої осі елемента перетин, в якому вона враховується з повним розрахунковим опором на величину
(1.2) |
де Δλan – коефіцієнт запасу, рівний 11 для розтягнутих стержнів і 8 для стиснутих; ωan – коефіцієнт умов роботи, при розтяганні рівний 0,7; при стиску 0,5; Rs і Rb – розрахункові опори арматури і бетону; d – діаметр арматури.
При вдавлюванні арматурного стержня в бетон міцність зчеплення більша, ніж при висмикуванні, однак процес зчеплення залежить від дуже багатьох факторів, тому формула (1.2) є тільки орієнтованою і надалі вона буде коректуватися залежно від нагромадження експериментальних даних про розвиток сил зчеплення для арматурних стержнів, розташованих у різних зонах залізобетонного елементу.
Відповідно до „Рекомендацій з використання арматурного прокату за ДСТУ 3760-98” (Київ, 2002 р.) [14] значення довжини анкерування повинно прийматись за формулою
, (1.3)
де – коефіцієнти, що враховують методи анкеровки, =(0,7-1,0);
– коефіцієнт, залежний від стискаючих напружень ,
. (1.4)
Базисна довжина анкеровки знаходиться за формулою
, (1.5)
де – діаметр стержня;
– коефіцієнти, що враховують положення арматури при бетонуванні та діаметр арматури;
– розрахунковий опір арматури;
– розрахункове дотичне напруження зчеплення арматури з бетоном (табл.1.1);
– теоретична і фактична площі арматури.
Таблиця 1.1
Клас бетону на стиск | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В35 | В40 | В45 | В50 | В60 |
, МПа | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 2,3 | 2,7 | 2,9 | 3,2 | 3,4 | 3,7 | 4,0 | 4,3 |
Мінімальну довжину анкеровки приймають більшому із значень: 0,3 ; 15 ; 100 мм.
У подальшому розвитку теорії зчеплення та при використанні інших профілів арматури значення довжини анкерування може корегуватися в бік збільшення чи зменшення.
Контрольні запитання для самоперевірки
1. У чому полягають переваги і недоліки залізобетону?
2. Що собою являє бетон з погляду фізичного стану речовини?
3. Класифікація бетонів відповідно до нормативних документів, показники якості бетонів.
4. Якими параметрами визначаються міцнісні й деформативні характеристики бетонів?
5. Які основні види зразків застосовують для дослідження бетонів на стиск і розтяг?
6. Що таке усадка і повзучість бетону?
7. Граничні деформативні характеристики бетонів.
8. Яке призначення має сталева арматура в залізобетонних конструкціях?
9. Як відтворюються діаграми розтягу різних арматурних сталей?
10. Класифікація арматури згідно із СНиП 2.03.01-84* і ДСТУ 3760-98.
11. Яка арматура залежно від класу застосовується в залізобетонних конструкціях?
12. Основні види залізобетону.
13. Що таке попередньо напружені залізобетонні конструкції?
14. Як відбувається розвиток сил зчеплення між бетоном і арматурою? Як визначається нормативна величина анкеровки арматури?
Дата добавления: 2015-02-13; просмотров: 2566;