8. Область распространения и простейшие конструкции железобетонных балок

Железобетонные балки применяются в составе железобетонных каркасов зданий промышленного и гражданского назначения как элементы кирпичных зданий, при строительстве мостов, эстакад и т.д., могут называться: прогонами, ригелями, перемычками. Как балки работают плиты, ростверки и другие конструкции.

Железобетонные балки изготавливаются сборными и монолитными. Конструкция железобетонных балок зависит от их назначения и действующих на них нагрузок. В сборных железобетонных балках предусматриваются монтажные петли или отверстия для монтажа. Для крепления балок и конструкций, которые на них опираются, в балках могут устанавливаться закладные детали. Крепление балок к опорам осуществляется через закладные детали на сварке, на болтах.

Формы сечения балок принимаются: прямоугольная, тавровая и др., определяемые конструктивными требованиями.

При опирании на кирпичные стены под балки следует укладывать железобетонную подушку, при опирании небольших балок их можно укладывать непосредственно на кирпичную кладку.

Балки армируются сварными или вязаными каркасами. При пролетах более 4,5 м балки могут выполняться предварительно напрягаемыми.

8. Особенности работы ж/б балок под нагрузкой.

Ж/б балки при воздействии равномерной нагрузки разрушаются по след схеме:

1. В середине балки возникают перпендикулярно к оси балки (вертик) трещины, с удалением от середины трещины уменьшаются, и увеличивается угол наклона (до 40⁰)

2. Вблизи опор ширина наклонных трещин увеличивается. Трещины в ж.б балках неизбежны и допустимы в установ нормами пределах.

Цель постановки армирования-предотвратить разрушение балки, возникновение чрезмерного раскрытия трещин. В местах образования трещин растягивающие усилия полностью воспринимает арматура, а между трещинами бетон и арматура работают совместно-поэтому балка в 20 раз прочнее бетонной. Наиболее опасными при равномерно распределенный нагрузке является участок в близи опор = ¼ длинны балки.

Рационально располагать арматуру перпендикулярно трещине в растянутой зоне бетона с использованием продольной рабочей арматуры.

В наклонном сечении, проведенном по наклонной трещине перпендикулярно этой трещине можно расположить арматуру - "отгибы", но это не практично и трудоемко, поэтому чаще применяют вертикальные стержни, которые объединяются в сарные или вязанные карскасы. Поперечные стержни пересекая наклонные трещины обеспечивают прочность наклонного сечения.

Поведение балок под нагрузкой показывает, что от начала действия нагрузки до разрушения можно выделить 3 стадии напряженно-деформированного состояния:

1. Состояние небольшой нагрузки.

-при нем образуются трещины в растворе бетона, при этом в состоянии 1А напряжение в бетоне применяется по линейному закону-упругого, 1B, где момент μ 2> μ 1, характерно состояние ж/б балки перед появлением трещин: в сжатой зоне бетон продолжает работать упруго, а в растянутой зоне эпюра напряженной линии искривляется, что связано с появлением пластичных деформаций. В арматуре возникают небольшие упругие деформации.

2. Характеризуется появлением трещины в растянутой зоне, т.к. μ 3> μ 2(нагрузка увеличивается), бетон выключается из работы, где трещина, так работает только одна арматура ɣs, в сжатой зоне тоже искривление (пластические деформации).

3.Стадия разряжения происходит по 2 случаям:

а) из-за того, что не выдерживает бетон сжатой зоны, в то время как несущая способность арматуры еще не исчерпана.

б) напряжения в арматуре достигает предельного значения(текучести), арматура удлиняется или рвется, трещина увеличивается-происходит разрушение.

Минимальный % армирования – η=0,03-0,05%, а максимальный зависит от прочности бетона и меньше 3%. Оптимальный % η =1-2% для балок и 0,3-0,6% для плит.