Трещины в предварительно напряжённых балках

Балки, армированные высокопрочной арматурой классов A-V, A-VI, B-II, K-7, изготавливаются предварительно напряжёнными с повышенными требованиями к трещиностойкости, поэтому появление в них широко раскрытых трещин всегда свидетельствует либо о серьёзных технологических недоработках, либо перегрузках. На рис.9, в показаны характерные трещины в предварительно напряжённой стропильной балке, в табл.№6 представлены возможные причины образования чрезмерно раскрытых трещин.

При оценке эксплуатационной пригодности обследуемых балок важным показателем является ширина раскрытия силовых трещин. Следует однако отметить, что действующие нормы, регламентируя ширину трещин с позиции долговечности конструкции, игнорируют тот факт, что она является, кроме того, и показателем напряжённого состояния сечения.

На кафедре строительных конструкций ПГАСА разработан метод обследования балок, базирующийся на новых представлениях о параметрах трещинообразования, где ширина нормальных трещин, расстояние между ними, а так же прогиб балок играют определяющую роль. При этом обработка результатов обследования состоит из следующих этапов:

- по формуле определяется максимально допустимая безопасная ширина раскрытия трещин, которая сопоставляется с фактически измеренной, . Если <, то переходят к следующему этапу;

- по формуле находится средняя деформация арматуры на участке с трещинами;

- по формуле вычисляется кривизна элемента, как функция от прогиба;

- по формуле определяется относительная деформация сжатия бетона в сечении с трещиной;

- по графикам расчётных диаграмм состояний бетона и арматуры определяются уровни соответствующих напряжений и формулируется вывод о степени опасности напряжённого состояния сечения в целом.

Таблица № 6. Трещины в балках

Номера трещин	Возможные причины образования трещин
	Недостаточное напряжение балки: малая величина натяжения арматуры, большие потери предварительного напряжения. Перегрузка балки по нормальному сечению
	Брак при изготовлении: низкий класс бетона, большой шаг поперечной арматуры, плохое приваривание поперечных стержней к продольным. Перегрузка балки по наклонному сечению
	Низкий класс бетона. Перегрузка балки по нормальному сечению
	Нарушение анкеровки предварительно напряжённой арматуры: низкий класс бетона, недостаточная прочность бетона на момент обжатия
5 и 6	Отсутствие косвенного армирования в зоне заанкеривания предварительно напряжённой арматуры. Низкая прочность бетона на момент обжатия
	Недостаточное косвенное армирование. Соединение сваркой закладных деталей смежных балок в нарушение расчётной схемы
	Перегрузка балки по нормальному сечению. Недостаточное количество рабочей арматуры

 

Для балок, армированных стержнями из мягкой стали с площадкой текучести, уровень достигнутых напряжений ≤0,85 считается не опасным, и балки могут эксплуатироваться с пониженной до расчётной величины нагрузкой без усиления. При уровне напряжений <0,85 требуется усиление нормального сечения.

Оценка напряжённого состояния балок по результатам натурного обследования является достаточно перспективной и при условии дальнейшего накопления экспериментальных данных, включаяющих длительные испытания, многорядное положение рабочих стержней, предварительное напряжение, может использоваться в поверочных расчётах.