17. Чем характеризуется сцепление?
Характеризуется длиной зоны анкеровки lan, т.е. такой длиной заделки арматуры в бетоне, которая обеспечивает полное использование прочности стали. Иначе говоря, если стержень заделан на вели-
|
чину lx lan, то выдернуть его из бетона невозможно, он разорвется или потечет в другом месте при усилииNs1 = RsAs; если на величинуlx< lan, то он выдернется при усилииNs2 = RsAs(lx / lan), недоиспользовав свою прочность (рис. 11). |
Рис. 11 |
В последнем случае говорят, что стержень слабо заанкерен в бетоне. (Шутливый пример: если при выдергивании морковки у нее обрывается ботва, это значит, что морковка хорошо “заанкерена” в грядке.)
Чем лучше сцепление, тем выше сц, тем меньше lan. Эпюра сц для простоты расчетов принимается прямоугольной, а эпюра Ns соответственно треугольной, хотя в действительности обе они криволинейны (пунктирные линии на рис.11). Длину зоны анкеровки определяют по эмпирической зависимости lan = (anRs /Rb + an)d, где an и an – коэффициенты, учитывающие профиль арматуры и характер усилий (сжатие или растяжение), d – диаметр стержня, Rs и Rb.– расчетные сопротивления арматуры и бетона. Задача конструктора состоит в том, чтобы обеспечить заделку арматуры по обе стороны опасного сечения на величину не менее lan.
18. Почему величинАlanЗависит от диаметра арматуры?
При увеличении диаметра вдвое площадь сечения увеличивается вчетверо; вчетверо (при той же прочности) увеличивается и усилие в стержне. Чтобы удержать этот стержень в бетоне от выдергивания, нужно вчетверо больше сил сцепления, в то время как периметр, а значит, и площадь контакта арматуры с бетоном возросли только вдвое. Следовательно, нужно еще вдвое увеличить площадь контакта, т.е. вдвое увеличить длину анкеровки.
В процессе эскизного конструирования при армировании наиболее распространенной сталью класса A-IIIможно пользоваться простыми зависимостями: для растянутой арматурыlan= 40d, для сжатойlan= 30d, для растянутых стыков внахлесткуlan= 50d, для сжатых стыков lan= 35d. Окончательное решение, разумеется, следует принимать с учетом формулы, приведенной в ответе 17.
19. Почему величинАlan зависит от прочности арматуры?
С увеличением прочности (расчетного сопротивления Rs) растет и выдергивающие усилие:Ns = RsAs. Для удержания арматуры требуется увеличить сумму силТсц, а это возможно (при прочих равных условиях) только увеличив длину анкеровки арматуры в бетоне. Поэтому, чем вышеRs, тем больше требуемая величинаlan.
20. Почему величинАlan зависит от прочности бетона?
Во-первых, чем выше прочность бетона (расчетное сопротивление Rb), тем выше его адгезия (силы склеивания) с металлом. Во-вторых, чем выше прочность бетона, тем лучше его выступы сопротивляются силам зацепления выступов арматуры. Поэтому, чем вышеRb, тем меньше величинаlan.
21. Как быть, если арматуру в бетоне невозможно заделать на величинУlan ?
Когда такие случаи встречаются в проектной практике, приходится заанкеривать арматуру дополнительно. Например, концы монтажных петель загибают в “крюки” (рис. 12,а), концы рабочих стержней в узлах ферм загибают в “лапы” или приваривают к ним “коротыши” (рис. 12,б), продольную рабочую арматуру в изгибаемых элементах приваривают к опорным закладным изделиям (рис. 12,в).
Кстати, до середины 1950-х годов применяли преимущественно гладкую арматуру, сцепление которой с бетоном очень слабое. Поэтому для ее анкеровки в бетоне концы стержней всегда загибали в “крюки” или в “лапы”.
Рис. 12