Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

ния прогибов превышают теоретические на 15%; это расхождение объясняется прежде всего завышением упругих характеристик бе­ тона, недоучетом потерь предварительного напряжения в арматуре за счет трения, ползучести, а также появления трещин в конструк­ циях.

Учитывая неоднородность работы бортовых элементов насти­ лов, а следовательно, и всей конструкции в целом, представляется целесообразным при статическом расчете конструкции вводить в расчетные формулы коэффициент условий работы т = 1 , 1 0 , уста­ новленный в результате испытаний комбинированных конструкций; этот коэффициент позволит прямым путем учесть несовершенство практических методов расчета линейчатых конструкций.

Трещиностойкость

Сопротивляемость комбинированных конструкций трещинообразованию, как показали испытания, превышает расчетные данные. Ширина раскрытия трещин в настилах при нормативных нагруз­ ках достигает значительной величины — а т = 0 , 1 5 мм. Трещины с балки"настила распространяются также на участки армоцемент­ ных стенок.

Наряду с трещинами, возникающими в растянутой зоне насти­ лов, они возникают также в бортовых элементах за счет депланации сечения, причем участки более интенсивного трещинообразова­ ния располагаются в сечениях 7б и llzl, т. е. в тех, где происходит максимальное смещение ребер в наружную сторо,ну или внутрь конструкции.

Следует отметить, что бортовые элементы прямолинейного очер­ тания в настилах типа «Грани» претерпевают значительно боль­ шие деформации, чем бортовые элементы криволинейного очерта­ ния настилов «Бабочка»; поэтому их необходимо дополнительно рассчитывать на местный изгиб.

В заключение надо сказать, что статический расчет подобных конструкций требует уточнения, прежде всего путем совершенство­ вания расчета в поперечном направлении.

§ 3. ДЮБЕЛЬНЫЕ БАЛКИ *

Конструкции подобного рода включают железобетонные пояса (верхний и нижний), ребра жесткости и армоцементные стенки, охватывающие с двух сторон набор указанных элементов балки. Соединение армоцементных пластин с железобетонными элемен­ тами осуществляется с помощью металлических дюбелей.

Исследованию были подвергнуты армоцементные балки проле­ том 12 м, высотой 1,2 м. Железобетонные пояса имели прямоуголь-

* Исследование дюбельных балок производилось с целью изучения напря­ женно-деформированного состояния при кратковременных и длительных воздей­ ствиях нагрузок.

107

в армоцементиых листах трещина распространилась на всю высо­ ту сечения балки, исключив тем самым совместную работу ее эле­ ментов. Железобетонные пояса при этом остались не разрушен­ ными.

Жесткость балок является основной характеристикой оценки работы дюбельных соединений. Максимальный прогиб под дейст­ вием нормативной нагрузки составляет 21 мм. При этом практи­ чески сохраняется линейная зависимость между перемещениями и нагрузкой вплоть до разрушения. Прогиб при нагрузке, превышаю­ щей в два раза нормативную, был равен 45 мм.

При разгрузке балки происходит расшатывание дюбельных сое­ динений, что незамедлительно сказывается на величине остаточ­ ных деформаций. Величина остаточных деформаций при разгрузке балки до условного нуля составила 50—60% от прогиба, образо­ вавшегося при загружении ее нормативной нагрузкой.

Одним из важных факторов оценки работы балки является рас­ пределение изгибающего момента между ее элементами. Установ­

ски не меняет своего положения вплоть до расчетной нагрузки. Действительно, на начальной стадии работы балки растянутая зона составляла 0,425 h0, а при нормативной нагрузке /гр = 0,46 /г0, т. е. изменения произошли незначительные. Деформации распределя­ ются по высоте сечения практически по линейному закону, и лишь при нагрузке, равной 0,8 qlh эта закономерность нарушается.

При длительном загружении балки произошли существенные изменения деформированного состояния элементов: появились тре­ щины как в поясах, так и в стенках, что привело к перераспреде­ лению усилий. Стенки балки несколько разгрузились, а пояса, на­ оборот, восприняли большие усилия, чем на аналогичной стадии работы балки при кратковременном загружении. Арматура растя­ нутого и сжатого поясов восприняла дополнительное усилие в ре­ зультате перераспределения усилий и ползучести. Увеличение на­ пряжений в арматуре составило 15%.

Определенный интерес представляет работа стенок балки. При нормативной нагрузке они начинают выпучиваться; горизонтальные перемещения достигают 6,75 мм. Характер деформированного со­ стояния стенки напоминает работу пластинки с соотношением сто­ рон 1 :3, защемленной по четырем сторонам и находящейся под воздействием нормальных напряжений от изгиба и касательных напряжений. Абсолютные значения нормальных напряжений из­ гиба определяются соответственно: для сжатых й растянутых во­

Критическое состояние стенок наступает при нагрузке, превышаю­ щей нормативную на 70%, т. е. на стадии, предшествующей разру-

109

Рис. 16. Общий вид стенда для длительных испытаний армоцементных балок

/ — домкрат; 2 — фиксаторы; 3 — п р у ж и н ы

шению. Несомненно, при жестком сопряжении стенок с поясами, например при монолитном варианте, такой картины мы бы не наблюдали. В данном случае раннему выпучиванию стенок способ­ ствовала податливость соединения.

Испытанием дюбельных балок установлено следующее:

1)стенки балки с соотношением сторон 1 :3 и высотой h = 40 б обеспечили сопротивляемость местной потере устойчивости при превышении нагрузки сверх нормативной на 70%;

2)длительное загружение балки вызвало перераспределение усилий в элементах из-за ползучести бетона в сторону увеличения напряжений в арматуре поясов в среднем на 15%;

3)дюбельные соединения при повторных загружениях балок снижают жесткость системы;

4)первые трещины в зоне дюбельного забоя появились при ка­

и 75 м. При этом для оценки действительной работы конструкций подобного типа были выбраны только те варианты, которые близки по статической расчетной схеме. К ним относятся сборные конст­ рукции арочного типа с затяжками.

Изготовление конструкций в основном производилось ручным способом в деревянной опалубке; исключением являлась арка про­ летом 18 м, линейные элементы которой были изготовлены в ме­ таллических формах методом вибролитья. Сборные элементы арки пролетом 75 м были изготовлены также в деревянной опалубке, но нанесение бетонной смеси осуществлялось с помощью растворонасоса, с последующим выравниванием ее мастерками и шаб­ лонами.

Для изготовления конструкций применялся мелкозернистый бе­ тон двух марок: М-300 и М-400. Армирование элементов — комби­ нированное, т. е. наряду с применением стержневой арматуры, укладываемой в утолщенных участках сечения сжатой и растяну­ той зон, использовались тканые сетки (две-три). Степень армиро­

нагрузки.

Промежуточные варианты схем загружений принимались в со­ ответствии с расчетными комбинациями.

Основные данные испытаний сведены в табл. 31.

i l l