Файл: Митрофанов, Е. Н. Армоцемент.pdf

позволяют оценивать стадию трещинообразования по осреднепным показателям деформаций.

Как показали опытные данные, определение осредненных де­ формаций следует производить по осреднепным показателям кри­ визны отдельных участков изгибаемого элемента в соответствии со СНиП. Использование для этих целей показаний тензометров или датчиков омического сопротивления исключает стадию сравнения результатов.

Действительно, значения абсолютных удлинений армоцементного элемента с трещинами могут быть получены по формуле

Относительные деформации будут зависеть от базы измерения. При этом решающее влияние на их величину будут оказывать мест­ ные деформации (раскрытие трещин), количество которых в преде­ лах базы измерений может быть различным. Например, если в пре­ делах датчика с базой 25 мм, /?i=120 ом проходит одна трещина, а в пределах датчика с базой 50 мм, /?2 = 400 ом проходят две тре­ щины с раскрытием до 0,05 мм, то относительные деформации бу­

Как видим, одно и то же состояние армоцементного элемента мо­ жет быть охарактеризовано по-разному.

Можно определять осредненные характеристики относительных деформаций при изгибе по кривизне элементов. Однако этот способ дает хорошие результаты при определении перемещений и углов поворота.

Что касается расчета напряжений, то использование осреднен­ ных значений относительных деформаций, определенных по кри­ визне, не дает хорошего совпадения теории и эксперимента.

Обычно фактические величины относительных деформаций из­

противления, тензометров, соответственно равны: е к = 160• 10- 5 ; ед = = 197- Ю - 5 ; ет = 170-10- 5 . При этом осредненная ширина раскрытия трещин а т = 0,07 мм.

На деформативные свойства армоцемента существенное влия­ ние оказывают прочность и возраст бетона, в чем нетрудно убе­ диться, рассматривая зависимость раскрытия трещин от напряже­ ний (см. рис. 3). Участок кривой Оа характеризует динамику рас­ крытия трещин у аналогичных образцов и элементов в раннем возрасте бетона.

Как видно, при одних и тех же напряжениях трещины раскры­ ваются на меньшую величину и с меньшим шагом. На пластиче­ ской стадии работы армоцемента влияние прочности и возраста

40

бетона проявляется в меньшей степени, чем на упругопластической стадии. Это обстоятельство следует учитывать при расчете, вводя в расчетные формулы ширины раскрытия трещин понижающий коэффициент.

Плоское напряженное состояние

Элементы армоцементиых пространственных конструкций рабо­ тают в условиях плоского напряженного состояния. Однако из-за сложности эксперимента исследования свойств армоцемента в та­ ком состоянии проводились в очень ограниченном объеме. Имею­ щиеся по этому вопросу данные (ЛенЗНИИЭП) свидетельствуют о необходимости учета влияния напряжений, действующих в двух направлениях, на трещинообразование армоцемента.

В лаборатории испытания конструкций ЛенЗНИИЭП были про­ ведены опыты по изучению работы армоцемента при следующих

Исследования работы армоцемента в условиях плоского напря­ женного состояния проводились на армоцементиых тонкостенных

Изготовление элементов проводилось способом вибронамотки,

осуществлялся путем испытаний кубиков 7X7X7 см и призм 4Х Х4Х16 см. Твердение кубиков и призм происходило в той же среде, что и опытных образцов. В образцах были предусмотрены специальные оголовки, которые обеспечивают монолитность соеди­ нения и возможность загружения на прессе ГМС-100. Внутреннее давление создавалось водой посредством насосной станции НСР-400.

Для измерения деформаций использовались датчики сопротив­ ления и индикаторы часового типа. Количество приборов и их рас­ становка должны обеспечить получение полной картины напря­ женно-деформированного состояния элемента как в среднем сече­ нии, так и вблизи оголовков.

Напряженное состояние образцов для всех соотношений глав­ ных напряжений создавалось простым загружением, т. е. одновре­ менно с ростом одного из главных напряжений пропорционально ему увеличивалось и другое главное напряжение. Ступени загру-

41

жения составляли 10—15% от разрушающей нагрузки, выдержка под нагрузкой длилась 5 мин. Для выявления упругой зоны ра­ боты армоцемента, а также момента образования трещин после каждой ступени загружения образец разгружался до нуля.

После появления видимых трещин дальнейшее загружение осу­ ществлялось без разгрузки до разрушения. Образование микротре­ щин с раскрытием до 0,005 мм фиксировалось микроскопом с одно­ временным смачиванием поверхности испытываемого образца аце­ тоном.

Результаты испытаний опытных образцов позволили установить определенные закономерности прочностных и деформативиых свойств армоцемента при различных сочетаниях главных напря­ жений.

Прочность армоцемента в условиях плоского напряженного со­ стояния, так же как и при одноосном растяжении, определяется прочностью арматуры и практически не зависит от соотношений главных напряжений. Микротрещины в армоцементе возникают не­ сколько раньше при разнозначных напряжениях. Пределы образо­ вания микротрещин определяются напряжениями 04 = 25-7-35 кГ1см2. Видимые трещины с шириной раскрытия 0,025—0,030 мм появ­ ляются при меньших значениях напряжений с,- в элементах, нахо­

четного сопротивления растяжению бетона. Степень понижения расчетного сопротивления принимается в зависимости от отноше­ ния главных растягивающих и сжимающих напряжений, получен­ ных при расчете элементов конструкций.

Рекомендации СН 366—67 распространяются лишь на случай •разнозначного напряженного состояния и учитываются при расчете прочности элементов. В известной мере это относится и к расчету деформаций, так как снижение расчетного сопротивления растя­ жению бетона вносит определенные коррективы и в армирование армоцементных конструкций. Что касается учета работы армоце­ мента при равнозначном напряженном состоянии, то в СН 366—67 этот вопрос не рассматривается, очевидно, по причине благоприят­ ной ситуации.

Имеющиеся по данному вопросу экспериментальные данные свидетельствуют, что сопротивляемость армоцемента образованию трещин и их раскрытию происходит по разным законам в зависи­ мости от вида напряженного состояния.

На рис. 4 представлена обобщенная графическая зависимость главных растягивающих напряжений и относительных деформаций при различных соотношениях ах и ау как по абсолютному значе­ нию, так и по знаку.

Обращает на себя внимание тот факт, что в упругой стадии работы равнозначное напряженное состояние вызывает повышение сопротивляемости армоцемента растяжению, а при разнозначном, наоборот,— снижение. При дальнейшей работе наблюдается об­ ратная картина.

42

При разнозначном напряженном состоянии процесс образова­ ния и раскрытия трещин в армоцементных образцах происходит плавно при более высоких напряжениях и показаниях деформативности в сравнении с равнозначным напряженным состоянием и «чистым» растяжением.

Следует отметить, что результаты исследований прочности и деформативности армоцемента при чистом сдвиге, схема которого, как известно, по напряжениям эквивалентна схеме растяжения в одном направлении при одновременном сжатии в перпендикуляр-

ном направлении, представленные в работе [11], показывают, что образование и раскрытие трещин в армоцементе происходит прак­ тически так же, как и в случае осевого растяжения армоцементного элемента аналогичной структуры. Это обстоятельство свиде­ тельствует о необходимости дальнейшего расширения работ в дан­ ной области для более глубокого изучения работы армоцемента при плоском напряженном состоянии с соблюдением единой мето­ дики испытаний.

его можно отнести к несгораемым материалам. Предел же огне­ стойкости армоцементных конструкций и поведение, их.при пожаре

43