Значение трещиностойкости железобетона
Существенным недостатком железобетона является появление трещин в растянутых зонах бетона при нагрузках даже ниже эксплуатационных. Это объясняется малой растяжимостью бетона.
Между долговечностью и трещиностойкостью железобетонных конструкций существует тесная связь. Поэтому существенно важным является вопрос о том, при каком напряжении в арматуре появляются первые трещины в растянутом бетоне. Для ответа на него воспользуемся опытными данными о предельной растяжимости бетона, которая составляет в среднем = 0,00015 = = 15-10-5 относительных единиц.
При достаточно хорошем и непрерывном по длине арматуры сцеплении считают, что до появления трещин деформации бетона и арматуры в любой точке по поверхности их контакта равны, т.е. .
Следовательно, в момент, предшествующий появлению трещины, арматура и бетон работают совместно и
При таких деформациях арматура любого класса работает ещё упруго и напряжения в ней определяются по закону Гука:
Если σ s > 30 МПа, то считаем, что в растянутом бетоне появляются трещины. Следовательно, для получения трещиностойкой конструкции требуется значительно ограничить использование прочности арматуры при растяжении (имеется ввиду обычный железобетон, а не предварительно напряжённый). Например, в арматуре из стали класса A240 для обеспечения трещиностойкости конструкции приходится допускать растягивающие напряжения, составляющие лишь примерно 13% от предела текучести.
Поэтому в обычных железобетонных конструкциях в большинстве случаев приходится мириться с появлением трещин для того, чтобы повысить степень использования арматуры и иметь возможность применять арматуру более высоких классов. Однако и при этом все равно исключается возможность эффективного использования арматуры из высокопрочных сталей, начиная с класса A600 и выше, так как высокие напряжения, которые в ней можно допускать, сопровождаются значительными деформациями, т.е. образованием недопустимых по ширине раскрытия трещин. Это очень неприятное обстоятельство, поскольку прочность этих сталей растёт гораздо быстрее, чем стоимость, и их использование с экономической точки зрения является целесообразным.
Видимые волосяные трещины шириной примерно 0,05 мм появляются в бетоне при нагрузках, меньших эксплуатационных, в зонах возникновения наибольших растягивающих напряжений. При возрастании нагрузки эти трещины раскрываются. Приближенно можно считать, что при напряжениях в арматуре порядка σ s = 200...250 МПа ширина раскрытия трещин находится в пределах = 0, 2...0,3 мм. Наличие трещин открывает доступ к арматуре атмосферной влаге и агрессивным газам, что при определённой ширине раскрытия может вызвать коррозию. Поэтому ширина раскрытия трещин в период эксплуатации железобетонных конструкций должна быть ограничена. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин, при которой еще обеспечивается сохранность арматуры, устанавливается в зависимости от условий работы конструкции, вида применяемой арматуры, продолжительности действия нагрузки и не должна превышать 0,3 мм (считая по оси арматурных стержней) при длительном их раскрытии и 0,4 мм — при непродолжительном. При такой ширине раскрытия трещин напряжения в арматуре достигают примерно σ s = 250...300 МПа.
Расчет по раскрытию трещин производят из условия , где аcrc – ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки; аcrc,ult – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.
Значения аcrc,ult принимают равными:
а) из условия обеспечения сохранности арматуры: – классов А240-А600, В500:
0,3 мм – при продолжительном раскрытии трещин;
0,4 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;
– классов А800, А1000, а также Вр1200-Вр140, К1400, К1500 (К-19) и К1500 (К-7) диаметром 12 мм:
0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;
0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;
– классов Вр1500, К1500 (К-7) диаметром 6 и 9 мм:
0,1 мм – при продолжительном раскрытии трещин;
0,2 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;
б) из условия ограничения проницаемости конструкций:
0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;
0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин.
Ширину раскрытия трещин(аcrc) определяют исходя из взаимных смещений растянутой арматуры и бетона по обе стороны трещины на уровне оси арматуры и принимают:
- при продолжительном раскрытии аcrc= аcrc,1;
- при непродолжительном раскрытии аcrc = аcrc,1+ аcrc,2_– аcrc,3,
где аcrc,1 – ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;
аcrc,2 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;
аcrc,3 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.
Дата добавления: 2021-09-07; просмотров: 914;