Введение

Общий курс "Железобетонные конструкции" относится к числу самых трудных в вузовской программе обучения по специальности 290300 "Промышленное и гражданское строительство", не говоря уже о других строи­тельных специальностях, имеющих меньший объем курса. Связано это, прежде всего, со сложностью самого железобетона –двуединого материла, работу которого далеко не всегда возможно описать классическими методами строительной механики.

Особую важность представляет 1-я часть курса, излагающая основ­ные понятия об упруго-пластической работе материалов, об условиях сов­местной работы бетона и арматуры, о напряженно-деформированном состо­янии обычных и предварительно напряженных элементов, о методах расчета прочности и трещиностойкости сечений и т.д. Без знания их невозможно не только осознанно и грамотно проектировать сами конструкции, но и иметь общее представление об их работе, необходимое инженеру на стройплощадке.

Между тем, как показывает опыт, именно эти базовые понятия наибо­лее слабо усваиваются студентами по причине того, что многие физичес­ки тесно связанные вопросы в лекциях и учебниках хронологически отда­лены друг от друга (а недостаток практических занятий проблему еще более усугубляет).

Попытками устранить этот изъян, осветить под несколько иными углами известные вопросы, показать причинные связи между ними и вызвано появление на свет настоящей книги, форма изложения в кото­рой была подсказана автору его многолетним опытом педагогической работы. Содержание учебного пособия охватывает все темы первой части курса "Железобетонные конструкции", исключая только работу про­странственных сечений и сопротивление динамическим воздействиям. В отдельную главу пособия выделена тема «Соединения железобетонных элементов», которая, имея самое непосредственное отношение к экспериментально-теоретическим основам курса, играет важнейшую роль в проектном деле и которая в учебниках, как правило, отдельно не рассматривается.

Разу­меется, пособие не заменяет ни лекций, ни учебников, а служит лишь до­полнением к ним. Более того, пользоваться пособием целесообразно, уже имея определенные знания о железобетоне, –тогда оно поможет углубить и быстрее систематизировать эти знания, лучше разобраться в физической сути расчетов сечений и работе самих конструкций.

1. Бетон, арматура и железобетон

1. Для чего бетону арматура?

Бетон – это искусственный камень. Его прочность на сжатие намного (в 10...20 раз) превосходит прочность на растяжение. Поэтому бе­тон, как и природный камень, используют в тех частях зданий и сооружений, которые работают преимущественно на сжа­тие: в фундаментах, стенах, сводах, опорах мостов и т.п. Для изгибаемых элементов – балок, плит – бетон не годится: он разрушится от разрыва растянутой зоны при очень небольших нагрузках, задолго до исчерпания прочности сжатой зоны.

Если в растянутую зону ввести стальную арматуру (стержни, канаты и т.п.) и обеспечить ее надежное сцепление с бетоном, то после образования трещин она возьмет на себя все растягивающие усилия, оставив бетону только сжимающие. (А прочность арматуры на растяжение в сотни раз выше, чем у бетона.) Таким образом, изгибающему моменту будет сопротивляться внутренняя пара сил: сжимающая в бетоне и растягивающая в арматуре. Забегая вперед, отметим, что часто требуется устанавливать арматуру и в сжатом бетоне (см. главы 3 и 4).