71. Объясните эффект повышения прочности каменной кладки в результате армирования сетками. Какие сетки применяются для армирования кладки.

72. Какие факторы влияют на сцепление арматуры с бетоном. Укажите возможные типы анкеровки арматуры для растянутых и изгибаемых элементов.

В железобетонных конструкциях скольжение армату­ры в бетоне под нагрузкой не происходит благодаря сцеплению материалов. Прочность сцепления арматуры с бетоном оценивают сопротивлением выдергиванию или вдавливанию арматурных стержней, заанкерованных в бетоне (рис. 1.29, а). По опытным данным, прочность сцепления зависит от следующих факторов: зацепления в бетоне выступов на поверхности арматуры периодиче­ского профиля (рис. 1.29, б); сил трения, развивающихся при контакте арматуры с бетоном под влиянием его усад­ки; склеивания арматуры с бетоном, возникающего бла­годаря клеящей способности цементного геля. Наиболь­шее влияние на прочность сцепления оказывает первый фактор: он обеспечивает около ¾ общего сопротивления скольжению арматуры в бетоне; если арматура гладкая и круглая, сопротивление скольжению уменьшается. Прочность сцепления возрастает с повышением класса бетона, уменьшением водоцементного отношения, а так­же с увеличением возраста бетона.

Исследования показали, что распределение напряжений сцепления армату­ры с бетоном по длине заделки стержня неравномерно; наибольшее напряжение сцепления не зависит от длины анкеровки стержня. Среднее напряжение сцеп­ления определяют как частное от деления усилия в стер­жне N на площадь заделки.

При недостаточной заделке к концам стержней при­варивают коротыши или шайбы (по концам стержней из гладкой стали класса А-1 устраивают крюки).

При вдавливании арматурного стержня в бетон проч­ность сцепления больше, чем при его выдергивании вследствие сопротивления окружающего слоя бетона поперечному расширению сжимаемого стержня. С увели­чением диаметра стержня и напряжения в нем проч­ность сцепления при сжатии возрастает, а при растяже­нии уменьшается (рис. 1.29,в). Отсюда следует, что для лучшего сцепления арматуры с бетоном при кон­струировании железобетонных элементов диаметр растя­нутых стержней следует ограничивать.

Усилие сцепления: N=τ_bd,m·πdl_an

74. Классификация бетона. Какие бетоны применимы для изготовления несущих конструкций.

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения специальной смеси из вяжущего вещества, воды, заполнителя и добавок.

Бетоны подразделяют по:

• структуре — плотные, крупнопористые, поризованные, ячеистые;

• плотности: более 2500 кг/м³ – особо тяжелые; 2200 - 2500 кг/м³ – тяжелые; 1800 - 2200 кг/м³ – облегченные; 500 – 1800 кг/м³ – легкие; менее 500 кг/м³ – особо легкие;

• виду заполнителей — на плотных или пористых заполнителях;

• зерновому составу — крупнозернистые и мелкозернистые;

• условиям твердения — бетон естественного твердения; подвергнутый тепловлажностной обработке при атмосферном давлении; подвергнутый автоклавной обработке при высоком давлении.

В зависимости от назначения железобетонных конструкций и условий эксплуатации устанавливают показатели качества бетона, основными из которых являются:

класс по прочности на осевое сжатие В; указывают в проекте во всех случаях как основную характеристику;

класс по прочности на осевое растяжение Bt; назначают в тех случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве;

марка по морозостойкости F; назначают для конструкций, подвергающихся в увлажненном состоянии действию попеременных замораживания и оттаивания (открытые конструкции, ограждающие конструкции и т. п.);

марка по водонепроницаемости W; назначают для конструкций, к которым предъявляются требования ограниченной проницаемости (резервуары и т. п.);

марка по средней плотности D; назначают для конструкций, к которым кроме требований прочности предъявляются требования теплоизоляции, и контролируют на производстве.

Заданные класс и марку бетона получают соответствующим подбором состава бетонной смеси с последующим испытанием контрольных образцов.

Классом бетона по прочности на осевое сжатие В (МПа) называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размером ребра 150 мм, испытанных в соответствии со стандартом через 28 сут хранения при температуре 20±2 °С с учетом статистической изменчивости прочности.

Классы и марка бетона для железобетонных конструкций;

а) Классы по прочности на сжатие:

для тяжелых бетонов — В7,5; В10; В 12,5; В15; В20; В25; В30В35; В40; В45;В50;В55В60;

для мелкозернистых бетонов групп:

А — (на песке с модулем крупности 2,1 и более) — те же в диапазоне от В7,5 до В40;

Б — (на песке с модулем крупности 2 и менее) — те же в диапазоне от В7,5 до В30;

В — (подвергнутого автоклавной обработке) — те же в диапазоне от В15 до В60;

для легких бетонов при марках по средней плотности:

D800, D900 — B3,5; B5; B7,5; ……….D2000 —B20...B40.

б)Классы бетона по прочности на осевое растяжение: Они характеризуют прочность бетона на осевое растяжение (МПа) по нормам с учетом статической изменчивости прочности:

(1.4)

При растяжении принято

в) Марки бетона по морозостойкости.

Они характеризуются числом выдерживаемых бетоном циклов попеременных замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии. При снижении прочности не более чем на 15 %: тяжелый и мелкозернистый бетоны — F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500; легкий бетон — F25, F35, F50, F75, F1ОО, F150, F200, F300, F400, F500; ячеистый и нормированный бетоны — F15, F25, F35, F50, F75, F100.

г) Марки бетона по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W\0; W12. Они характеризуются предельным давлением воды (кг/см²), при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец.

д) Марки бетона по средней плотности (кг/м³): тяжелый бетон от D2200 до D2500; легкий бетон от D800 до D2000; поризованный бетон от D800 до D1400; градация 100 для всех марок.

Оптимальные класс и марку бетона выбирают на основании технико-экономических соображений в зависимости от типа железобетонной конструкции, ее напряженного состояния, способа изготовления, условий эксплуатации и др. Рекомендуется принимать класс бетона для железобетонных сжатых стержневых элементов — не ниже B15; для конструкций, испытывающих значительные сжимающие усилия (колонн, арок и т. п.) — В20...ВЗО; для предварительно напряженных конструкций в зависимости от вида напрягаемой арматуры — B20—В40; для изгибаемых элементов без предварительного напряжения (плит, балок)—B15. Для железобетонных конструкций нельзя применять: тяжелый и мелкозернистый бетоны класса по прочности на сжатие ниже 7,5; легкий бетон класса по прочности на сжатие ниже 3,5.

Легкие бетоны на пористых заполнителях и цементном вяжущем при одинаковых классах и марках по морозостойкости и водонепроницаемости применяют в сборных и монолитных железобетонных конструкциях наравне с тяжелыми бетонами. Во многих случаях они весьма эффективны, так как приводят к снижению массы конструкций.