Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

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

В и д сеток

Тканая сетка по ГОСТ 12184—66

Тканая сетка по ГОСТ 3826—47

Тканая сетка по ЧМТУ-4-297—69 (взамен СТУ-62

167—63), прово­ лока ннзкоуглеродистая, термически обработанная

То же, проволока терми­ чески не обработанная

Сварная сетка по ВТУ 6—63

Сварная сетка по ТУ 22-67

Сварная сетка по ЧМТУ-4-49—67 (взамен ТУ 6—63)

Тканая сетка из высоко­ прочной стали по ЧМТУ-4- 296—69

d,

 

Диаметр проволоки

мм

0,7

1,0

1,1

1,2

0,7

1,0

1,2

0,7

1,0

0,7

1,0

0,7

1,0

1,2

0,7

0,7

0,7

 

 

Т А Б Л И Ц А 5

 

Коэфф1 цненты

 

Нормативное

 

 

Расчетное

сопротивле ­

о д н о р о д ­

условий

сопротив ­

ние к".

л е н и е

ности

работы

« с

 

"'с

 

кГ/см*

 

 

 

3000

0,9

0,8

2200

2800

0,8

0,9

2100

3300

0,85

1,0

2800

6500

0,85

0,85

4700

)

2600

0,9

0,95

2200

j

2800

0,9

0,95

2400

3100

0,9

1,05

2900

4000

0,8

1,0

3200

Не

менее

0,85

0,8

Не менее

15 000

 

 

10 500

 

П р и м е ч а н и я.

1. М о д у л ь упругости сеток £ с =

1,5 млн. кГ/см 2 .

 

 

 

2. Расчетные сопротивления сеток Rc.

коэффициенты

однородности

кс,

условий работы

т

по проектам

новых

Т У следует рассматривать как п р е д л о ж е н и я авторов

[68, 69]. Совер ­

шенно очевидно

при этом, что

принимать

коэффициент

условий работы

сеток тс большим

или

равным единице н е ц е л е с о

о б р а з н о , а с

технической точки зрения неоправданно .

20


сварные сетки,

из-за большой жесткости, будут

предпочтительнее

в линейчатых

пространственных конструкциях,

а в конструкциях

сложной геометрической формы лучшими будут тканые сетки из

отожженной проволоки.

 

 

 

 

Экспериментально доказано,

что деформативность

стальных

сеток решающим образом влияет

на динамику

трещинообразова-

ния армоцемента. Установлено также, что деформативность сеток

различных типов имеетотличные

друг

от друга

характеристики,

причем модуль деформации их зависит

от диаметра

проволоки

п размера ячеек.

 

 

 

 

Характерная диаграмма растяжения тканых сеток представ­ лена на рис. 1. На этой диаграмме видна зона рыхлой деформации,

граница которой определяется напряжением в

проволоке а =

= 200

кГ/см2.

Совершенно очевидно, что ее целесообразно

исклю­

чить

путем

предварительной вытяжки, из расчета 1,5—2

мм на

1 м сетки. За зоной рыхлой деформации тканая

сетка деформи­

руется по закону упругопластического тела.

 

 

Для иллюстрации общей картины деформативных свойств тка­ ных сеток № 3,5; 3,2; 5 и 6 рассмотрим результаты испытаний раз­ личных типов тканых сеток (табл. 6).

 

 

 

 

Д и а м е т р

В и д сеток

н проволоки

 

 

проволо ­

 

 

 

 

ки d, мм

Обычная проволока сетки № 3,5

0,58

Наклепанная

проволока

 

сетки

0,58

№ 3 , 5

 

 

 

Обычная сетка № 3,5

. . . .

0,58

Обычная проволока сетки № 3,2

0,44

Наклепанная

проволока

 

сетки

0,44

№ 3 , 2

 

 

 

Обычная сетка № 3,2

 

 

0,44

Наклепанная

сетка № 3,2

 

0,44

Обычная проволока сетки № 5

0,69

Наклепанная

проволока

 

сетки

0,69

№ 5

 

 

 

Обычная сетка № 5

 

 

0,69

Наклепанная

сетка № 5

 

. . .

0,69

Выправленная

проволока

сетки

0,7

№ 6

 

 

 

Невыправленная проволока сетки

 

№ 6

 

 

 

0,7

Обычная сетка № 6

 

 

0,7

 

 

Т А Б Л И Ц А 6

Коэф ­

Временное

М о д у л ь

фициент

сопротивле ­

деформации

условий

ние 0"в,

> •

работы

кГ/см'*

 

 

кГ'см-

 

7250

5,9-10?

.—

7500

20-105

0,87

6500

8,3-105

3700

2-10^

4100

11,4-105

0,75

2600

4-105

0,95

3900

9,8-105

3600

1,6-Ю6

3600

18-105

0,75

2600

3-Ю5

0,90

3200

8,3-105

3400

10-10в

3300

1,3-ю5

0,85

3600

1,8-105

 

П р и м е ч а н и я . 1.

Д л я обычной

сетки

№ 6 модуль деформации

при 0,2 о в

состав­

ляет

Е

4,2- \0'

к Г / с л э .

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

з н а ч е н и е

модуля

деформации Е д

получено

при н а п р я ж е н и и

а =

2000 кГ1см?

н при

а =

0.2 а в для сетки № 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Н а к л е п проволоки

и сеток производился

механически — путем

20

-кратного р а с т я ж е ­

ния

до 0,7 0"в с

р а з г р у з к о й .

 

 

 

 

 

 

 

4.

Правка

сеток — предварительная

вытяжка

осуществлялась из расчета 2 мм на 1 м-

21


Из табл. 6 видно, что модули-деформации тканых сеток,

изго­

товленных из низкоуглеродистой стали, имеют

достаточно

близ­

кие значения: £ д = 4.105 ; 3-Ю5 ; 1,8-105 кГ/см2.

При этом наблю­

дается определенная закономерность уменьшения модуля дефор­ мации с увеличением размера ячеек сеток.

Для

наклепанных

сеток,

например № 3,2 и 5, значения

модуля

деформации резко возрастают и достигают 9,8-105 и 8,3- 105

 

кГ/см2,

т. е. деформативность их снижается

более-чем в два раза по срав­

нению с деформативностью обычных тканых сеток.

 

 

 

Аналогичная

картина наблюдается и в отношении

деформатив-*

ных

характеристик

проволоки.

Стабильность

работы наклепан­

<5,кГ/см2

 

 

 

ных, а также выправленных сеток на

 

 

 

стадии

разрушения

значительно

выше

2000

 

 

 

 

обычных, о чем свидетельствуют значе­

 

 

 

 

 

ния

коэффициента

условий

работы

 

 

 

 

 

(табл.6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Можно предположить, что характер

 

 

 

 

 

неравномерности

работы

отдельных

 

 

 

 

 

проволок в сетках и сеток в пакете со­

 

 

 

 

 

храняется на всех

этапах

их

работы.

 

 

 

 

1300

Это

обстоятельство позволяет в даль­

 

 

 

 

нейшем

ввести соответствующие

кор­

 

 

 

£•10'

рективы в расчет армоцементных эле­

Рис.

1. Диаграмма растяже­

ментов по третьему предельному состо­

янию.

 

 

 

 

 

 

ния

тканых

сеток

 

Возникает вопрос, как проявляется

/ — обычная

сетка;

2 — наклепан­

влияние деформативности

сеток на ра­

 

 

ная сетка

 

 

 

 

 

 

боту

армоцементных элементов?

При­

ходится констатировать, что при исследовании работы

армоцемент­

ных элементов на растяжение и изгиб данному вопросу не уделя­ лось достаточного внимания. В связи с этим произвести строгую статистическую оценку влияния деформативности сеток на работу армоцемента на стадии образования и раскрытия трещин не пред­ ставляется возможным.

Результаты исследований автора по указанному вопросу сви­ детельствуют, что при повышении модуля деформации сеток в два раза наблюдается более замедленное раскрытие трещин, чем в элементах, армированных обычными сетками. Более подробно этот вопрос будет освещен ниже.

Определенный практический интерес представляет работа тканых сеток на растяжение при отрицательных температурах. Проведенные автором и Т. М. Котюковой (ЛенЗНИИЭП) иссле­ дования позволяют высказать предварительные соображения в от­ ношении прочности и деформативности тканых сеток при отрица­

тельных температурах. Например,

при Т = —60° С

прочностные

и деформативные характеристики

тканых сеток

при работе на

растяжение изменяются в следующих пределах:

 

 

а) временное сопротивление ов

увеличивается

в

среднем для

проволоки на 15%, для-сетки — на 6%;

 

 

22


б) модуль деформации

повышается

в среднем для

проволоки

па 30%, для сетки —на 13%.

 

 

Коэффициент условий

работы та сеток при растяжении повы­

сился до 0,90.

 

 

 

Предпринимаются попытки оценить

возможности

применения

тканых сеток из высокопрочной стали. Имеющиеся данные свиде­

тельствуют о том, что тканые сетки из высокопрочной

стали ( а в ^

5000 кГ/см2)

могут найти применение в строительстве.

 

 

Опыты по армированию цементно-песчаного

бетона сетками

3,5

(см. табл. 6) показали, что при использовании

тканых се­

ток

из

стали

с пределом прочности, в 2,5 раза

превышающим

предел прочности стали сеток по ГОСТ 3826—47, заметно умень­ шается деформативность и повышается сопротивляемость раскры­ тию трещин. Следует заметить, что модуль деформации таких се­ ток значительно выше модуля деформации сеток из обычной стали. Очевидно, это обстоятельство и сыграло решающую роль в изме­ нении динамики раскрытия трещин.

Однако тканым сеткам из высокопрочной стали, а также свар­ ным сеткам присуща повышенная жесткость, что отрицательно сказывается на качестве укладки сеток в криволинейные матрицы. Это обстоятельство в отдельных случаях может иметь решающее значение в части применения их для армирования конструкций.

Экспериментальные исследования, проведенные автором, поз­ воляют сделать вывод, что оптимальными следует считать тканые

сетки с размерами ячеек

от 5 до 10 мм, с прочностью стали

сгв =

= 30004-4000

кГ/см2 и

модулем деформации

£ д = (бОО-800) •

• 103 кГ/см2.

Рекомендуемый СН 366—67 ГОСТ

12184—66 на тка­

ные сетки отвечает этим требованиям.

 

 

Для выборки рыхлых

деформаций сеток целесообразно

перед

их укладкой в матрицы производить правку, т. е. вытяжку из рас­ чета 2 мм на 1 м длины.

§4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ФАКТОРОВ НА ДЕФОРМАТИВНЫЕ

ИПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА АРМОЦЕМЕНТА

Характеристика степени насыщения и распределения арматуры

Рациональные толщины конструктивных элементов из армо­ цемента обычно не превышают 30 мм. Следовательно, перенесе­ ние методов армирования железобетонных элементов на армоцементные было бы необоснованно.

Сосредоточенное армирование тонкостенных элементов не обес­ печивает нормальных условий их работы, в первую очередь из-за невозможности достижения высокой однородности и стабильности свойств армоцемента.

Рассредоточенное армирование способствует более равномер­ ному распределению усилий по сечению, перекрывает некоторые начальные трещины, сглаживает пики напряжений, повышая тем самым сопротивляемость материала трещииообразоваиию.

23


Одним из типов рассредоточенного армирования цементно-пес- чаного бетона является дисперсное насыщение его ткаными сталь­ ными сетками. При этом может быть достигнуто такое состояние материала, при котором армирующий материал органически стано­ вится третьим компонентом в двухкомпонентной системе бетона'. В данном случае можно рассматривать свойства материала в зави­ симости от влияния каждого из компонентов (цемент, песок, сетка) на прочностные и деформативные характеристики с позиции одно­ родности материала.

Степень дисперсности армирования

принято

выражать

через

так называемую у д е л ь н у ю п о в е р х н о с т ь

а р м а т у р ы

(сум­

марная

поверхность проволоки

металлических

сеток

в

единице

объема

армоцементного

элемента), обозначаемую

через

kn

и имею­

щую размерность см2/см3:

 

 

 

 

 

 

 

 

,

__ \ ,8nd .

, _

knti

 

 

 

 

 

 

к п

)

"пр

; >

 

 

 

 

 

 

 

а

 

о

 

 

 

 

 

где d — диаметр проволоки, см;

а — размер ячейки (или номер сетки по ГОСТ), см; п — количество сеток; б — толщина элемента, см;

п р — расчетный коэффициент удельной поверхности арматуры. Если диаметр проволоки сеток остается постоянным, а изме­ няется только величина их ячейки, то между поверхностью сцепле­ ния и коэффициентом армирования будет существовать однознач­ ное соответствие, т. е. поверхность сцепления является универсаль­ ной характеристикой армирования. Так, например, для сетки № 5

диаметром

0,7

мм kn = 0,77

\/см и (.1 = 0,66, а для сетки

№ 8 диа­

метром 0,7

мм

&п = 0,51 \/см

и ц = 0,45, т. е. поверхность

сцепления

и коэффициент армирования для сетки № 8 в 1,5 раза меньше, чем для сетки № 5.

При изменении диаметра проволоки сетки коэффициент арми­ рования изменяется более резко, нежели поверхность сцепления, так как коэффициент армирования пропорционален квадрату диа­ метра проволоки, а поверхность сцепления — первой степени диа­ метра проволоки.

При комбинированных вариантах армирования ткаными сет­ ками и стержнями коэффициент армирования является определяю­ щей характеристикой насыщения бетона арматурой, а коэффи­

циент поверхности арматуры

в данном случае служит

показателем

дисперсности армирования.

 

 

Коэффициент армирования может быть определен в зависимо­

сти от величины расчетного

коэффициента удельной

поверхности

£П р и диаметра проволоки:

 

 

|х =

12,5 ^ п р ,

 

где d — диаметр проволоки, см. Эта формула удобна для анализа степени насыщения бетона арматурой.

Для повышения эффективности дисперсного армирования бе­ тона ткаными стальными сетками с & П р^2 Цсм возможно допол-

24