Файл: Лысенко Е.Ф. Армоцементные конструкции учеб. пособие.pdf

армоцемента на этой стадии его работы характеризуются величиной модуля упругости, который в значительной степени зависит от про­ центного содержания и сортамента арматуры (тканых сеток). Напри­ мер: в исследовании автора относительные деформации сжатие-рас­ тяжение при четырех слоях тканой сетки № 10 были равны е = == 13 10~5, а при трех слоях е = 8 • ІО-6 . Аналогично случаю цен­ трального растяжения, при уменьшении отношения aid (а — сторона ячейки сетки, d — диаметр проволоки) модуль упругости армоце­

мента снижается.

Начало второй стадии характеризуется появлением микротрещин в растянутой зоне. Изменяется характер работы армоцемента, ранее

Рис. 65. Графики изменения прогибов опытных балок и ширины раскрытия трещин:

а—образцы, армированные четырьмя ткаными сетками Кв 10, ід. s= 0,0129} б— образцы с тремя ткаными сетками Кв 10, р. =■ 0,0097.

наблюдаемая линейная зависимость между напряжениями и дефор­

в деформациях растянутой и сжатой зон приводит к видоизменению эпюры напряжений. Это происходит из-за того, что с момента прило­ жения и по мере увеличения нагрузки наряду с упругими развиваются пластические деформации. Момент появления первых зафиксиро­ ванных трещин характеризуется переломом кривых на графике проги­ бов (рис. 65) и влияет на жесткость сечения.

Прочность сечений изгибаемых армоцементных элементов зависит от армирования и марки бетона. Разрушение происходит по растяну­ той или сжатой зоне. В первом случае — при низком коэффициенте

сетчатого армирования и высокой прочности бетона, во втором—при вы­ соком коэффициенте сетчатого армирования и низкой прочности бетона.

На жесткость сечений изгибаемых элементов с дисперсным армиро­ ванием существенно влияет работа растянутого бетона над трещиной и перегибы проволок тканых сеток. При комбинированном армиро­

грузке 800 кгсфрис. 65, а), а в образцах, армированных тремя слоями той же сетки, при — 700 кгс (рис. 65, б). Нейтральная ось при этом с момента появления трещин резко перемещалась вверх. Транс­ плантация нейтральной оси зависит от содержания арматуры. Если продольная арматура составляет не более 1— 1,5% (что близко к железобетону), то нейтральная ось с появлением трещин шириной раскрытия От = 0,05 мм скачкообразно перемещается в сторону сжа­ той зоны, и прогибы резко возрастают. Увеличение содержания про­ дольной арматуры (р > 1,5%) обусловливает постепенное смещение нейтральной оси. Прогибы в этом случае нарастают равномерно по плавной кривой (рис. 65, а). Эта стадия работы армоцемента харак­ теризуется тем, что трещины разделяют растянутую зону на диски и развиваются в сторону сжатой зоны. Растягивающие усилия в сече­ ниях с трещинами воспринимаются арматурой и частично бетоном на участках между трещинами. На это влияет дисперсное армирование.

Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к тому, что дефор­ мации растянутой зоны резко нарастают (рис. 64). Происходит это, в основном, за счет удлинения арматуры, сопровождается раскрытием трещин свыше ширины ат= 0,1 мм и образованием новых трещин

врастянутой зоне. Эпюра деформаций сжатой зоны приближается

кпрямоугольной форме. Жесткость сечения резко снижается и про­ гибы увеличиваются (рис. 65, а, б) без заметного приращивания на­

грузки. Эту стадию можно охарактеризовать как разрушающую. В армоцементных изгибаемых элементах величина момента трещинообразования составляет примерно 40—50% от разрушающего изги­ бающего момента.

Длительное действие нагрузки несколько изменяет картину деформативности сечений изгибаемых элементов. Наблюдается более интен­ сивное нарастание деформации сжатой зоны и меньше — растянутой зоны. При этом деформации растянутой зоны дисперсно арми­ рованных балок увеличиваются в 1,5—2 раза по сравнению с началь­ ными, а в случае комбинированного армирования в 1,3— 1,4 раза. Различие в деформативности сжатой и растянутой зон приводит к тому, что высота сжатой зоны (Xt) уменьшается в 1,5—2 раза по отношению к начальной (х0).

При длительном действии нагрузки увеличиваются прогибы. Так, по данным автора, начальные прогибы элементов за 200 суток уве­ личились в 1,5—3,5 раза. При этом полные относительные дефор­ мации сжатой зоны возросли в образцах с тремя слоями тканой сетки № 10 в 5—8 раз, а с четырьмя сетками — в 2—4 раза. Таким обра­ зом, на деформацию сжатой зоны влияет дисперсность армирования.

100

4. Зависимость напряжения-деформации при внецентренном сжатии

Здесь следует ориентироваться на исследование Н. В. Боровского, который испытывал внецентренно сжатые полые армоцементные призмы высотой 1 100 мм сечением 200 х 130 мм при толщине стенки

Рис. 66. Эпюры деформаций в сечениях внецентренно сжатых армоцементных элементов при различной нагрузке:

а — эксцентриситет 0,9hi б — эксцентриситет 0,7h; в — эксцентриситет 0,275А; е эксцен­ триситет 0,15ft.

22 мм. Процент армирования изменялся от 0,8 до 2,3, а коэффициент сетчатого армирования от 0,13 до 3,09 Мсм. Испытания проводились при различных эксцентриситетах продольной силы — 0,9Л, 0,7Л,

101

0. 275h и 0,15/z. Опыты показали, что во внецентренно сжатьа армоцементных элементах величина средних продольных деформаций изме­ няется по высоте сечения линейно. При больших эксцентриситетах (0,9/г; 0,7Л) наблюдаются значительные деформации в растянутой зоне и малые в сжатой зоне (рис. 66, а, б). Прогибы образцов были неразрыв­ но связаны с деформативностью армоцемента. Элементы разрушались по растянутой зоне. Работу армоцемента при внецентренном сжатии Н. В. Боровский оценивает аналогично стадиям изгибаемых элементов. При малых эксцентриситетах сжимающей силы N = 15-ь 18 тс (рис. 66, в, г) зависимость между напряжениями и деформациями также линейная и армоцемент деформируется упруго. С увеличением нагрузки наступает уйруго-пластическая стадия работы. Элементы разрушались при напряжениях в сжатой зоне, равных пределу проч­

ности армоцемента на сжатие.

§ 11. ПРОЦЕСС ТРЕЩИН00БРА30ВАНИЯ В АРМОЦЕМЕНТЕ (ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ АРМОЦЕМЕНТА)

1. Образование трещин

Многочисленными исследователями было отмечено, что процесс трещинообразования в армоцементе несколько отличается от подоб­ ного процесса в железобетоне. Причина этому — дисперсное армиро­ вание сечений армоцементных элементов тонкими сетками. Однако степень участия бетона в работе на растяжение армоцемента выявлена недостаточно. Это объясняется сложностью эксперимента, заключаю­ щегося в определении совместных деформаций арматуры и бетона по линии их контакта и вдали от нее, трудностью определения синхрон­ ности деформаций всех тонких проволок в пакете сеток; изменением модуля деформаций бетона в зависимости от стадии работы армоце­ мента; частым расположением трещин в армоцементе и, в связи с этим, сложностью учета работы бетона на растяжение на участках между трещинами.

Кроме того, процессы трещиностойкости, образования и раскры­ тия трещин в армоцементе имеют особое значение. Они обусловлива­ ются усадкой бетона, силовыми воздействиями, вызывающими пере­ напряжение в бетоне, наложением вторичного поля возмущений, вызванного неоднородностью бетона, на поле напряжений, возник­ шее под влиянием внешней нагрузки, осадкой опор или температур­ ными деформациями. Силовые трещины в нормальных и косых сече­ ниях чаще всего появляются в растянутых зонах элемента вследствие низкой прочности бетона на растяжение. Образование трещин снижает жесткость сечения элемента, способствует проникновению влаги и других агрессивных сред, вызывающих коррозию арматуры и пони­ жающих долговечность армоцемента.

Дискуссия о растяжимости бетона начиналась с работ Консидера

102