Деформации и повреждения балок, плит

В изгибаемых элементах, работающих по балочной системе, могут возникать трещины (см. рис. 6.4):

- нормальные трещины (перпендикулярные продольной оси) в зоне максимальных растягивающих напряжений;

- наклонные трещины в зоне действия перерезывающих сил и изгибающих моментов [45, 46].

Нормальные трещины имеют максимальную величину раскрытия на пролетных участках балок и прогонов и свидетельствуют о недостаточной несущей способности бетона по изгибающему моменту (см. рис. 6.4) [47].

Наклонные трещины на опорных частях балок и прогонов свидетельствуют о недостаточной несущей способности по наклонным сечениям и изгибающему опорному моменту (см. рис. 6.4).

Появление трещин в сжатой зоне указывает на исчерпание несущей способности материала конструкций.

Рис. 6.4. Трещины при разрушении железобетонных балок и прогонов:

а - и б - нормальные трещины в пролетах балок от изгибающих моментов на различных стадиях работы

Рис. 6.4 (окончание). Трещины при разрушении железобетонных балок и прогонов (предаварийное и аварийное состояние):

в - нормальные трещины и разрушение бетона в сжатой части верхнего пояса балки от изгибающего момента (здесь l_тр – расстояние между трещинами, в_тр – ширина трещины);

г - наклонные трещины у опор балки от перерезывающих сил и изгибающего момента, разрушение балки из-за продергивания арматуры;

1 – продольные трещины в сжатой зоне балки, разрушение участков бетона; 2 – нормальная трещина, в которой арматура достигла предела текучести; 3 – продольные трещины в сжатой зоне; 4 – наклонная трещина выходит за растянутую грань сечения

Трещинообразование в плитах, в зависимости от схемы работы, приведены на рис. 6.5.

Рис. 6. 5. Трещины при разрушении железобетонных плит с разной системой работы:

а - балочной при l₂/l₁ ≥ 3;

б - с опиранием по контуру;

в - с опиранием по трем сторонам

Для плит характерно трещинообразование в следующих местах:

- в средней части поля плиты;

- поперек поля плиты с максимальным раскрытием на нижней поверхности;

- на опорных участках в поперечном направлении рабочего пролета с раскрытием на верхней поверхности плиты;

- радиальные и концевые трещины с выпадением защитного слоя бетона;

- трещины вдоль арматуры по нижней плоскости плиты чаще силового происхождения, с различным соотношением сторон (см. рис. 6.5).

В результате трещинообразования железобетонные конструкции получают деформации, в частности – прогибы (рис. 6.6). Допустимые значения прогибов приведены в табл. 6.5.

Рис. 6.6. Прогиб и разрушения железобетонных балок:

а - прогиб балки;

б - разрушение бетона балки, коррозия арматуры и бетона;

1 - выпучивание; 2 - выкрашивание; 3 - оголение арматуры

Таблица 6.3

Предельно допустимые прогибы ЖБК

Примечание: При действии всех нагрузок прогиб балок и плит не должен превышать ℓ/150 пролета и ℓ/75 вылета консоли.