Темiрбетон. Алдын –ала кернеуленген темірбетон

Арматурамен бетонның біріккен жұмысы.Темiрбетон - созу күштерiнiң әсерiн қабылдау үшiн iшiне арматура - сым салынған цемент-бетон. Арматураның бетонмен iлiнiсуi темiрбетонның ең басты қасиетi болып табылады. Темiрбетондағы арматура мен бетон бiр-бiрiне барлық уақытта, күш әсер еткен жағдайда, басқа да әсерлерде, температура өзгергенде, шөгу кезiнде, бетонның жылжымалы кезiнде, химиялық агрессивтi ортада да әсер етедi. Ол олардың жанасу беттерiнiң қатты iлiнiсуiне байланысты. Iлiнiсудiң () ең үлкен ролiн арматура бетiнiң шығыңқы, тегiс емес жерлерi атқарады.

Арматураны бетоннан жұлғанда күш арматурадан бетонға арматура бойымен бiр қалыпты емес таралып, iлiнiсудiң жанама кернеулерi - арқылы берiледi (9- сурет).

Iлiнiсудi бағалау үшiн бетонға кiрген ұзындық бойындағы орташа кернеу алынады: . Периодты кескiндi арматураның бетонмен iлiнiсуi тегiс арматураға қарағанда 2-3 есе үлкен. Практикалық жағынан алғанда арматураның түрiне байланысты – тегiс арматура үшiн , ал периодты кескiндi арматура үшiн тереңдiкке кiруi жеткiлiктi. Олай болса, арматурадағы бойлық күштi кернеу арқылы өрнектейтiн болсақ:

, (3.5)

мұндағы - iлiнiсу немесе бекiтiлу ұзындығы. -ды азайту үшiн созылған арматура диаметрiне шек қою, бетонның класын жоғарылату және периодты арматура қолдану қажет.

Арматураны анкерлеу (бекiту). Арматураны анкерлеу дегенiмiз, оның белгiлi күштi қабылдауы үшiн, оның шеттерiн бетонның iшкi бетiне немесе сыртқы жағына бекiту. Күштi қабылдау арматураның бетонның iлiнiсу күштерi мен арматураның шетiне орналасқан анкерлiк арнайы құрылымдар арқылы немесе екi түрi арқылы да iске асырылады. Периодты арматура жағдайында бекiту iлiнiсу күштерi арқылы iске асырылады. Мұндай жағдайда анкерлiк құрылымдар өте сирек қолданылады. Ал тегiс арматура үшiн iлiнiсу күштерi жеткiлiксiз болғандықтан, оның шеттерiн iлгiш түрiнде иiп жасайды немесе шеттерiне көлденең стерженьдерді дәнекерлейдi.

Кернеуленбеген арматураны оның есептiк кедергiсi толық жұмсалатын нормаль қимадан

(3.6)

ұзындығына шығарып бекiтедi, ол ұзындықтарының 3-кестеде көрсетiлген мәнiнен кем болмауға тиiс.

Кернеуленбеген арматураның бекiтiлу ұзындықтары

3-кесте

Арматураның кернеулiк және бекiтiлу жағдайлары				Ең аз мәнi
Созылған бетондағы созылған арматураны бекiту	0,7(1,2)
Сығылған бетондағы сығылған немесе созылған арматураны бекiту	0,5(0,8)		12(15)

Бетонның қорғаныш қабаты.Темiрбетон конструкцияларда арматура оның сыртқы бетiнен белгiлi бiр қашықтықта орналасып, қорғаныш қабатын түзедi. Бұл қабат арматураны жоғары температура және басқа да әсерлерден, тотығудан қорғап бетон мен арматура жұмысында үлкен роль атқарады. Бетонның қорғаныш қабатын тағайындауда конструкцияның түрi мен өлшемдерi, тұтыну жағдайлары, арматураның диаметрi мен түрлерi (жұмысштық, таратушы) есепке алынады.

Қалыңдығы -ге дейiнгi тақта және қабырғалы конструкцияларда жұмыстық бойлық арматуралар үшiн бетонның қорғаныш қабаты -ден немесе арматура диаметрiнен, ал қалыңдығы -ден үлкен, тақталар және қабырғалар биiктiгi және одан кiшi арқалықтар үшiн -ден, ал биiктiгi -ден үлкен арқалықтар үшiн - -ден, жиналмалы блокты iргетастар үшiн -ден кем емес болып қабылданады.

Элемент биiктiгi -ден кем болса, көлденең және монтаждық арматуралар үшiн -ден кем емес, ал одан үлкен жағдайларда -ден кем емес болып тағайындалады.

Алдын-ала кернеуленген темiрбетон.Зерттеулерге қарағанда, жоғары берiктiктi болатты алдын-ала кернеуленген конструкцияларда ойдағыдай қолдануға болады. Алдын-ала кернеуленудi жасау пiкiрi жүзден аса жыл бұрын туды. Алдын ала арматураланған темiрбетон алу үшiн арматураны керiп бекiту керек, содан кейiн бетонды құйып, ол қатайғаннан кейiн арматураны босатып жiберу керек. Бұдан кейiн арматура қысқаруға тырысып, бетонды қысады. Мұндай конструкциялар алдын-ала кернеуленген деп аталады.

Алдын-ала кернеулену конструкцияларда жарық пайда болмауына әсер етедi және темiрбетон элементтердiң қаттылығын арттырады.

Темiрбетон элементтердiң алдын-ала кернеуленуi екi тәсiлмен iске асырады:

1. Тiрекке тарту - жоғары берiктiктi арматура бетонды құйғанға дейiн тiрекке тартылады, содан соң бетон құйылып, бетонға белгiлi форма берiлiп және керектi берiктiкке жеткеннен кейiн арматура тiректен босатылады.

2. Бетонға тарту - бұл тәсiл бойынша арматура алдын-ала әзiрленген бетон немесе арматураланған темiрбетон элементтердiң каналдарына немесе тесiк, шұңқырларына орналастырылады.

Бетон керектi берiктiкке жеткеннен кейiн, арматура тартылады да анкерге iлiнедi, содан соң арматура бетонды қысады. Содан кейін бетон мен арматура арасындағы қалған тесiк бетонмен бiтеледi. Зауытта дайындау барысында көбiнесе бiрiншi әдiс қолданылады.

Алдын-ала кернеулену механикалық, электротермиялық, электротермомеханикалық және физико-химиялық әдiстермен iске асырылады.

Арматураны тарту процесiнде күштiң арматурадан бетонға берiлу барысында бетонның сығылуынан кейiн бiртiндеп уақыт өтуiне байланысты арматурада әртүрлi себептердең алдын-ала кернеулену күшi азая бастайды, жойылады. Кернеулену күшiнiң жойылуы екi түрлi себептен - арматураны тiрекке тартудан және бетонның шөгуiнен, жылжуынан болуы мүмкiн.

Темірбетонның шөгуі және жылжығыштығы. Бетон мен арматураның өзара ілінісулері нәтижесінде деформацияланулары біріккен түрде өтеді. Арматура бетон шөгуінің және жылжығыштығының еркін жүруіне кедергі жасайды. Темірбетон элементінде бетонның шөгуі арматурада сығылу және бетонда созылу кернеулерінің пайда болуына әкеледі. Элементте, арматураның жоғарғы мөлшерінде, шөгу жарықтары пайда болуы мүмкін.

Жүктеменің ұзақ әсерінде жылжығыштық бетон мен арматурадағы кернеудің өзара қайталап таралуына әкеледі. Темірбетон конструкциялары түрлеріне байланысты жылжығыштық олардың жұмысына жақсы да, жаман да әсер етуі мүмкін. Сығылған, қысқа темірбетон элементтерде жылжығыштық деформациялары бетон мен арматураның беріктік қасиеттерінің толықтай қолданылуына мүмкіндік береді. Иілгіш және майысқыш сығылған элементтерде жылжығыштық майысудың өсуіне әкеледі, сонымен бірге конструкцияның көтергіштік қабілетін төмендетеді.