142. Какой смысл применять растянутые элементы из железобетона?

Конечно, смысла нет ведь в таких сечениях работает почти одна арматура. Поэтому их стараются делать преднапряженными (стенки цилиндрических резервуаров, напорные трубы, нижние пояса ферм и т.п.) с целью, если не полностью, то хотя бы частично погасить растягивающую силуNсилой обжатияР. Однако есть элементы, где преднапряжение (а оно связано с существенными технологическими затратами) не всегда оправдано: например, раскосы и стойки ферм. Но в таких элементах расход растянутой арматуры определяет, как правило, не расчет по прочности, а расчет по раскрытию трещин (см. главу 5).

143. Нужно ли ставить поперечную арматуру в растянутых элементах?

Обязательно нужно, хотя ее роль здесь совсем не та, что в изгибаемых или во внецентренно сжатых элементах. Во-первых, вдоль растянутой арматуры могут появиться усадочные трещины, иногда и не очень заметные для глаза. Во-вторых, продольные трещины могут появиться в результате обжатия бетона, если арматура преднапряженная. Поэтому роль поперечной арматуры сдержать развитие продольных трещин. Ставят ее снаружи продольной арматуры, а шаг хомутов назначают не более 600 мм и не более удвоенного наименьшего размера сечения элемента.

144. Как рассчитывают на продавливание?

Продавливание бетона может возникнуть в плитных конструкциях, когда к ним приложена нагрузка F₁ на ограниченной площади (местная нагрузка). Продавливание происходит по поверхности пирамиды, грани которой наклонены под углом 45^о(рис. 73,а). Продавливанию сопротивляется бетон, работающий на срез с расчетным сопротивлением, равнымR_bt. Очевидно, что чем выше класс бетона и чем больше площадь боковой поверхности пирамиды, тем выше сопротивление продавливанию.

П

Рис. 74

лощадь боковой поверхности допускается определять упрощенно:A_b= u_mh_o, гдеu_mсреднеарифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований. Когда к большему основанию пирамиды приложена нагрузка F₂, то продавливливающая силаF = F₁  F₂.Условие прочности:F  F_b = R_bt A_b, где = (0,8...1,0)коэффициент, зависящий от вида бетона. Если условие прочности не соблюдается, а увеличитьR_btилиh_o нет возможности, то устанавливают хомуты, пересекающие боковые поверхности пирамиды. Тогда условие прочности:F  F_b + 0,8R_swA_sw, где независимо от класса сталиR_sw = 175 МПа (как для арматуры А-I).

Рис. 73

145. Влияет ли схема опирания на величину продавливающей силы?

Для уяснения сути вопроса рассмотрим два крайних примера (рис.73,б,в).

1. Если плиту перекрытия загрузить местной нагрузкой F₁, то к ее нижней поверхности будут приложены только опорные реакции, расположенные за пределами основания пирамиды продавливания, т.е.F₂=0. Поэтому продавливающая силаF = F₁.

2. Если подошва фундамента не выходит за пределы нижнего основания пирамиды продавливания, то F₂ = F₁, аF = 0, т.е. продавливания не будет. Очевидно, что при расчете на продавливание всегда следует учитывать особенности опирания конструкции.

146. Как рассчитывают на отрыв?

О

трыв возникает, когда нагрузка приложена к нижней грани элемента или в пределах высоты его сечения. Например, отрыв части бетона балки может вызвать нагрузка от оборудования, подвешенного к ней через отверстия в стенке; отрыв бетона в главной балке монолитного ребристого перекрытия могут вызвать опорные реакции второстепенных балок. Механизм отрыва очень похож на механизм продавливания – разрушение бетона тоже происходит от среза и тоже под углом 45⁰.

Однако в расчете на отрыв сопротивление бетона срезу по поверхности отрыва учитывают косвенно, корректируя величину отрывающей силы F. Ее сравнивают с несущей способностью дополнительной поперечной арматуры, устанавливаемой в обязательном порядке по длине зоны отрыва a (рис. 74). Тогда условие прочности имеет вид: F(1– h_s/h₀)  R_swA_sw, где R_swA_sw – сумма поперечных усилий, воспринимаемых хомутами (поперечными стержнями) по длине зоны a. Разумеется, хомуты должны быть надежно заанкерены по обе стороны от поверхности отрыва.