Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

поля

оболочек 30

и

20 мм.

Первая

оболочка

окаймлялась

по контуру ребрами

переменной высоты

шириной

10

см,

вто­

рая — ребрами шириной 50 мм.

Поле первой

оболочки в

соответ­

ствии с расчетом было армировано шестью

слоями

тканой

сетки

№ 6, приконтурные и угловые зоны усиливались стержневой

арма­

турой

диаметром

3 мм, установленной с

шагом 50

мм.

Каждое

ребро армировалось двумя каркасами переменной высоты, изго­ товленными из рабочей арматуры диаметром 5 мм с хомутами из проволоки диаметром 3 мм. В углах рабочие стержни каркасов перевязывались и анкеровалнсь. После установки плоские каркасы

объединялись

в

пространственные.

Поле

второй

оболочки (как

вариант) армировалось

четырьмя

слоями сетки № 6. Оболочки

формовались

из

мелкозернистого

бетона

состава

1:2, В : Ц = 0,4

(портландцемент

марки

«500»),

 

 

 

Испытания выявили особенности

напряженно-деформированного

состояния армоцементиых оболочек под действием локальных сосредоточеных нагрузок, влияние условий закрепления контура, кар­ тину разрушения (рис. 50).

Наряду с исследованием напряженно-деформированного состоя­ ния отдельно стоящих оболочек представляется возможным путем моделирования решать более сложные задачи, например изучать работу системы оболочек в покрытии при различных видах за­ гружения, а также неравномерной осадке основания. Такие испы­ тания были проведены ЛенЗНИИЭП в 1968—1970 гг. Общий вид испытательной установки показан на рис. 51.

С помощью моделей оболочек удалось выявить особенности работы упомянутых систем на стадии, предшествующей разру­ шению, и получить кинематические схемы разрушения. Эти ис­ следования убедительно показали, что моделирование конструк­ ций, находящихся в сложном напряженном состоянии, с преобла­ дающим на отдельных участках изгибным характером работы це­ лесообразно производить на моделях из мелкозернистого бетона, армированного ткаными сетками.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЕЙ

Армоцементные модели пространственных конструкций могут формоваться в деревянных опалубках, а также в бетонных опа­ лубках-матрицах. Нижняя поверхность модели обеспечивается формой поверхности опалубки (матрицы). Если срединная поверх­ ность модели является поверхностью переноса, то верхняя поверх­ ность может быть образована шаблоном, перемещаемым как по направляющим по бортовым элементам. Зазор между нижней кромкой шаблона и опалубкой должен равняться требуемой тол­ щине модели. Поэтому надо обращать особое внимание на точ­ ность изготовления шаблона.

Шаблон должен иметь устройства, исключающие возможные при формовании перекосы. Часто целесообразно применять вибро­ шаблоны, для чего к шаблону прикрепляют вибробулаву. Удоб­ ство распалубки зависит в основном от конструкции матрицы и

169


состава изолирующих смазок или прослоек. По возможности сле­ дует проектировать разборные опалубки и оснащать их винто­ выми или клиновыми устройствами. Для уменьшения адгезии форму покрывают силиконовой эмалью. В качестве смазок приме­ няют графитовый порошок, парафин и др.

Особое значение при изготовлении армоцементных моделей имеет точность фиксации тканых сеток. Для этой цели можно использовать отрезки проволоки, припаиваемые к сеткам, спе­ циально навитые пружины, укладываемые между сетками, и дру­ гие фиксаторы. Применение фиксаторов эффективно только при креплении к ним сеток.

Перечисленные методы не гарантируют полной адекватности методам машинного изготовления, хотя с известными погреш­ ностями могут быть рекомендованы для изготовления моделей.

Для изготовления моделей обычно используются растворы со­ става 1:2 (портландцемент марки «500»). Водоцементное отноше­ ние выбирается, в зависимости от требуемых механических свойств бетона и принятой технологии изготовления, обычно в пределах 0,3—0,5. Оптимальная фракция песка зависит от масштаба модели, она принимается 0,2—2 мм.

Прочностные и деформативные свойства материала моделей контролируются путем испытания образцов. При выборе образцов

надо учитывать масштабный фактор, зависящий от их

размеров

и связанный в основном с неодинаковым распределением

неодно-

родностей в различных объемах материала. На масштабный эф­ фект может влиять также различие в технологии изготовления и условий твердения образцов модели. Учитывая масштабный эф­ фект при выборе размеров образцов, следует стремиться к соизме­ римости их с толщиной поперечного сечения модели и обеспечи­ вать для них идентичные с моделью технологию формования и условия твердения.

Механические свойства материала нужно определять в усло­ виях напряженного состояния, превалирующего в работе модели под нагрузкой. В ряде случаев образцы для испытания целесооб­ разно вырезать из элементов модели, или, если модель состоит из сборных элементов, то ряд характеристик можно получить пу­ тем испытания одного элемента.

Дополнительный контроль прочностно-деформативных характе­ ристик материала при растяжении следует также производить на пластинках размером 8X45 см с толщиной, равной толщине модели, и с аналогичным армированием. Для определения харак­ теристик при сжатии можно использовать полые цилиндрические

образцы со стенкой толщиной,

равной толщине модели.

§ 5. ОСОБЕННОСТИ

РАБОТЫ ТОНКОСТЕННОГО АРМОЦЕМЕНТА

Минимальная толщина моделей оболочек из армоцемента при­ нимается обычно 4 мм. Бетон армируется всего лишь одной тка­ ной сеткой. Толщина защитного слоя составляет при этом 1 мм. При таком армировании деформативные свойства сетки, а также

170


качество поверхностного слоя образца оказывают решающее влия­ ние на динамику трещинообразования.

При растяжении тонкостенных армоцементиых образцов пер­ вые трещины раскрываются на большую величину, чем в обыч­ ном армоцементе, при одинаковых параметрах армирования. Шаг трещин обычно находится в пределах 30—60 мм, а максимальная

ширина их

раскрытия -в

момент, предшествующий разрушению,

в

1,5

раза

больше, чем

в

армоцементиых элементах

толщиной

20

мм.

 

 

 

 

 

 

 

Деформативность образцов при разрушении на базе измере­

ния

160.лш

характеризуется

относительными

деформациями

е =

=

(1,5-2,2) • Ю - 2 . Относительные деформации

тканой

сетки

перед

разрушением на этой же базе измерения на 50—70% больше и со­ ставляют е = (3,04-4,0) • Ю - 2 . Нарушение сцепления проволоки се­ ток с бетоном происходит в периферийных зонах сечения с тре­ щиной. Протяженность участка арматуры с нарушенным сцеп­ лением составляет от 2 до 6 мм. Полного нарушения сцепления арматуры с бетоном на стадии, предшествующей разрушению, не обнаружено. Можно утверждать, что качественная картина деформативности тонкостенного армоцемента не изменилась по срав­ нению с обычным армоцементом, а количественные характеристики оказались выше.

Таким образом, применение тонкостенного армоцемента в ка­ честве моделирующего материала позволяет решать сложные науч­

ные задачи

при высокой достоверности результатов.

Интересны

те из

них, в

которых рассматривается

влияние ползучести мате­

риала

на напряженно-деформированное

состояние

исследуемой

конструкции. Прямой путь решения этих задач требует длитель­ ного времени и не всегда целесообразен.

Нам представляется, что исследование конструкций на моде­ лях, изготовленных из материала, обладающего большей, чем иско­ мый, деформативностыо, позволит учесть ползучесть материала. С этой целью в ЛенЗНИИЭП в 1966—1968 гг. были подробно изучены свойства материала, полученного на основе глиноземи­ стого цемента и песка с добавками пиливинилацетатной эмульсии (ПВА) и гипса. За оптимальный состав материала был принят тот, который отвечает всем требованиям, предъявляемым к моде­

лирующему

материалу,

а именно:

Ц : П = 1

: 3 ;

П В А : Ц = 0 , 2 ;

Г : Ц = 0 , 1

и

В : Ц = 0,35.

 

 

 

 

 

 

Прочкостно-деформативные характеристики имели следующие

величины: Дпр = 200

кГ/см2; Rp=30

кГ/см2; ^р 1 1 =100

кГ/см2;

Ес =

= ЕР=0,7-105

кГ/см2.

Предельные

значения деформативности при

сжатии,

изгибе

и

растяжении

составляли:

е с = 380 • Ю - 5 ;

ен =

= 140-Ю- 5 ;

е р = 40-10- 5 .

Коэффициент

Пуассона равен 0,22;

пре­

дельные

значения

относительных

деформаций

при

усадке

Е У =

= 16 - Ю - 5 . Обладая хорошей формуемостыо и высокой однород­ ностью, указанный материал может успешно применяться для изго­ товления моделей.



Г л а в а с е д ь м а я

АРМОЦЕМЕНТ В МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В практике проектирования строительных конструкций значи­ тельное место занимают многослойные конструкции, в которых до­ статочно эффективно сочетается работа различных по свойствам материалов. К конструкциям подобного типа относится большин­ ство слоистых ограждений жилых и промышленных зданий; от­ дельные их слои формируются, как правило, последовательно или раздельно в процессе изготовления.

Известны разработки конструкций из поризованного бетона, в которых он имеет различную плотность по высоте сечения. При этом превышение плотности нижних слоев бетона против верхних может достигать 30%, например, для поризованного бетона объем­ ным весом у=1600 кг/м3 (по данным М. С. Сатина, В. Р. Клема — ЛенЗНИИЭП).

Такой принцип может быть эффективно использован при кон­ струировании изгибаемого элемента.

Имеются примеры применения армоцемента дисперсного арми­

рования

в комбинации с железобетоном. Как показали исследова­

ния, проведенные в ТНИИЭиГ А. В. Лоладзе

под

руководством

Г. Д.

Цискрели, армоцементные пластины

могут

применяться

в комбинации с железобетоном в изгибаемых и внецентренносжатых элементах. Изготовление подобных конструкций осуще­ ствляется в два этапа:

1-й

э т а п — изготовление армоцементных пластин;

2-й

э т а п — бетонирование элемента, как правило, в горизон­

тальном положении на армоцементном поддоне в виде армирую­ щей пластины, уложенной в опалубку.

Связь армоцементной полосы с монолитным бетоном элемента может осуществляться с помощью спиральных выпусков на верх­ нем слое сетки полосы.

Что касается подготовки армоцементных полос, то подбор со­ става бетона, варианты армирования остаются такими же, что и для армоцементных конструкций с дисперсным армированием, описанных в первой и второй главах.

Важным этапом конструирования является выбор оптимального соотношения между высотой элемента и толщиной армоцементной полосы, а также между прочностью бетона элемента и полосы.

172