Железобетон: совместная работа арматуры и бетона в железобетонных конструкциях

Железобетоном называется конструктивное соединение из бетона и стальной арматуры, в котором они работают как единое целое, воспринимая усилия в соответствии со своими свойствами.

Характерным свойством бетона является хорошая сопротивляемость сжатию и плохая растяжению. Прочность бетона на растяжение в 8-15 раз меньше, чем на сжатие. Даже при небольших растягивающих усилиях в бетоне возникают трещины. Сталь же хорошо сопротивляется растяжению. Это свойство стали используется в железобетонных конструкциях для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе в растянутой зоне балок и плит или в растянутых частях железобетонных ферм, растянутых стенках резервуароз и других конструкций.

Стальная арматура закладывается в тех местах сечения железобетонной конструкции, где под влиянием нагрузок может возникнуть растяжение или могут образоваться трещины в бетоне. Так как прочность стали и на сжатие значительно выше прочности бетона, то стальную арматуру в некоторых случаях закладывают и в сжатые части конструкции для увеличения прочности.

На рисунке показаны схемы работы балок, под действием нагрузки балка начинает изгибаться. При изгибе верхняя часть балки сжимается, а нижняя растягивается. Если такую балку сделать из неармированного бетона, то в нижней растянутой части появится трещина, которая будет быстро увеличиваться и балка разрушится. Если в такую же балку заложить стальную арматуру, балку сделать железобетонной то сопротивление балки разрушению увеличится во много раз, поскольку растяжение воспримут на себя стальные стержни, а на сжатие будет работать бетон.

Для того чтобы железобетонная конструкция сопротивлялась действию нагрузок, должна быть обеспечена совместная работа стали и бетона. Совместная работа этих двух материалов достигается надежным сцеплением стали и бетона, которое происходит во время твердения бетонной смеси. При недостаточном сцеплении стальные стержни арматуры будут скользить в бетоне, нарушится совместная работа арматуры и бетона и конструкция разрушится.

Сцепление арматуры с бетоном

Чтобы улучшить сцепление арматуры с бетоном, на поверхности стальных стержней во время их проката наносят выступы (сталь периодического профиля). Выступы можно также наносить путем сплющивания гладких стальных стержней в двух взаимно перпендикулярных направлениях на специальных станках.

Для увеличения сцепления с бетоном гладких арматурных стержней на их концах устраивают крюки. Сварные арматурные сетки и каркасы обладают повышенным сцеплением с бетоном, так как ни один стержень не может сдвинуться в бетоне без того, чтобы не разрушить несколько сварных узлов.

Грязь и ржавчина ухудшают сцепление арматуры с бетоном, поэтому арматуру перед употреблением необходимо очищать от грязи и отслаивающейся ржавчины.

Для защиты арматуры от ржавления, а также для хорошего сцепления вокруг каждого арматурного стержня необходимо обеспечить слой бетона достаточной толщины. Слой бетона, расположенный между арматурой и поверхностью конструкции, называется защитным, он предохраняет арматуру не только от ржавления, но и от воздействия огня в случае пожара. Однако-это относится лишь к достаточно плотным бетонам, через которые воздух не проникает к поверхности арматуры.

Уменьшение защитного слоя ведет к потере огнестойкости конструкции и ржавлению арматуры. Излишняя толщина защитного слоя за счет смещения арматуры снижает прочность струкции. В конструкциях, подвергающихся повышенной влажности, воздействию паров щелочей или кислот, дымовых и других газов, защитный слой должен быть увеличен.

Сталь и бетон имеют примерно один и тот же коэффициент температурного расширения, они одинаково удлиняются при нагревании и укорачиваются при охлаждении. Поэтому при изменении температуры сцепление бетона с арматурой не нарушается.

Рекомендую - Смотреть все статьи

Это Ваш бизнес -

Основные сведения о бетоне и железобетоне ? Разрекламируйте его!