1.6. Зчеплення арматури з бетоном

У зв’язку з тим, що зчеплення арматури з бетоном є однією з найголовніших властивостей залізобетону, то цьому питанню необхідно приділити особливу увагу. Зчеплення забезпечується трьома основними факторами: склеюванням гелевої складової бетону з арматурою; тертям, викликаним тиском від усадки бетону; зачепленням виступів (рифів) арматури за бетон. Найбільше значення у зчепленні відіграють сили зачеплення (близько 70%) за бетон. Однак значення сил зачеплення не залишаються постійними, вони змінюються залежно від рівня напруженого стану в бетоні і при дуже високих рівнях слабшають. Крім того, сили зчеплення нерівномірно розподіляються за довжиною арматурного стержня. При висмикуванні стержня з бетону зусилля з арматури на бетон передаються через дотичні напруження зчеплення τbd (рис.1.6, а, б).

а

б

tbd

 

Рис.1.6 – Зчеплення арматури з бетоном:

а – періодичного профілю; б – гладкої

 

Для визначення зчеплення використовують середні напруження за довжиною закладання арматури:

.

(1.1)

У звичайних важких бетонах із гладкою арматурою середнє напруження зчеплення τbd,m =2,5÷4 МПа, а для арматури періодичного профілю τbd,m = 7÷8 МПа. Зі збільшенням міцності бетону напруження зчеплення зростають. Для зменшення довжини анкерування lan варто обмежувати діаметр розтягнутої арматури, підвищувати клас бетону і приймати арматуру періодичного профілю.

Нормами проектування значення зчеплення не встановлюється, але даються рекомендації з конструювання, що забезпечують надійне зчеплення арматури з бетоном.

Ненапружену арматуру періодичного профілю заводять за нормальне до поздовжньої осі елемента перетин, в якому вона враховується з повним розрахунковим опором на величину

(1.2)

де        Δλan – коефіцієнт запасу, рівний 11 для розтягнутих стержнів і 8 для стиснутих; ωan – коефіцієнт умов роботи, при розтяганні рівний 0,7; при стиску 0,5; Rs і Rb – розрахункові опори арматури і бетону; d – діаметр арматури.

При вдавлюванні арматурного стержня в бетон міцність зчеплення більша, ніж при висмикуванні, однак процес зчеплення залежить від дуже багатьох факторів, тому формула (1.2) є тільки орієнтованою і надалі вона буде коректуватися залежно від нагромадження експериментальних даних про розвиток сил зчеплення для арматурних стержнів, розташованих у різних зонах залізобетонного елементу.

Відповідно до „Рекомендацій з використання арматурного прокату за ДСТУ 3760-98” (Київ, 2002 р.) [14] значення довжини анкерування повинно прийматись за формулою

,   (1.3)

де  – коефіцієнти, що враховують методи анкеровки, =(0,7-1,0);

 – коефіцієнт, залежний від стискаючих напружень ,

.   (1.4)

Базисна довжина анкеровки  знаходиться за формулою

,   (1.5)

де  – діаметр стержня;

 – коефіцієнти, що враховують положення арматури при бетонуванні та діаметр арматури;

 – розрахунковий опір арматури;

 – розрахункове дотичне напруження зчеплення арматури з бетоном (табл.1.1);

 – теоретична і фактична площі арматури.

Таблиця 1.1

Клас бетону на стиск

В10

В12,5

В15

В20

В25

В30

В35

В35

В40

В45

В50

В60

, МПа

1,3

1,5

1,7

2,0

2,3

2,7

2,9

3,2

3,4

3,7

4,0

4,3

 

Мінімальну довжину анкеровки  приймають більшому із значень: 0,3; 15; 100 мм.

У подальшому розвитку теорії зчеплення та при використанні інших профілів арматури значення довжини анкерування може корегуватися в бік збільшення чи зменшення.

Контрольні запитання для самоперевірки

У чому полягають переваги і недоліки залізобетону?

Що собою являє бетон з погляду фізичного стану речовини?

Класифікація бетонів відповідно до нормативних документів, показники якості бетонів.

Якими параметрами визначаються міцнісні й деформативні характеристики бетонів?

Які основні види зразків застосовують для дослідження бетонів на стиск і розтяг?

Що таке усадка і повзучість бетону?

Граничні деформативні характеристики бетонів.

Яке призначення має сталева арматура в залізобетонних конструкціях?

Як відтворюються діаграми розтягу різних арматурних сталей?

Класифікація арматури згідно із СНиП 2.03.01-84* і ДСТУ 3760-98.

Яка арматура залежно від класу застосовується в залізобетонних конструкціях?

Основні види залізобетону.

Що таке попередньо напружені залізобетонні конструкції?

Як відбувається розвиток сил зчеплення між бетоном і арматурою? Як визначається нормативна величина анкеровки арматури?


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я