Трещинообразование в строительных элементах и конструкциях, страница 5

Приведенные примеры показывают, что для оценки состояния опасности потрескавшейся балки необходимо знать величину сечения арматуры, так как оценка только на основании вида трещин может привести к ошибочным выводам. Появление даже одной трещины при слабом армировании может свидетельствовать о больших перегрузках, в то время как при сильном армировании большое число трещин не опасно, а говорит только о правильной работе балки во второй фазе.

Несколько иначе происходит трещинообразование неразрезных балок с распределенной нагрузкой. Трещины появляются в пролете в нижней зоне либо над опорами в верхней зоне. Образование трещин и излом балки между опорами могут быть вызваны нагружением одного пролета, а на опорах — нагружением двух соседних пролетов, что случается реже. Характер трещин подобен их характеру в однопролетных балках.

В плитах форма трещин, вызванных изгибом, и расстояние между ними зависят от способа опирания плит и от направления рабочих стержней арматуры. В плитах, опертых по двум сторонам, трещины перпендикулярны стержням рабочей арматуры и параллельны между собой; расстояние между ними обычно большое, так как эти плиты, как правило, слабо армированы. Так же располагаются трещины в плитах, опертых по четырем сторонам, но работающих только в одном направлении (рис. 13). Здесь рабочая арматура размещается в направлении меньшего пролета - между балками, а распределительная арматура — в направлении большего пролета, т. е. между прогонами. Трещины параллельны между собой и перпендикулярны к рабочей арматуре. При возрастании нагрузки около остальных двух сторон сверху появляются трещины, вызванные опорным моментом, так как плита монолитно связана с прогонами.

Типичный вид трещин в плите с перекрестной арматурой, т. е. работающей в двух перпендикулярных направлениях, представлен на рис. 14 (вид на плиту снизу). Трещины образуют в средней части плиты сетку, соответствующую расположению стрежней арматуры, и наклонно расходятся от этой сетки к углам плиты. Перед разрушением таких плит от них снизу отваливается бетон; если вес плиты небольшой, то бетон разрушенной плиты после частичного выкрошивания повисает на сетке арматуры.

В верхней плоскости плиты, опертой по четырем сторонам и имеющей перекрестную арматуру, трещины часто появляются в углах и располагаются перпендикулярно диагонали плиты. Известно, что в этих местах в зависимости от способа опирания плиты могут действовать довольно большие крутящие моменты. Плита с перекрестной арматурой, показанная на рис. 15, оперта с трех сторон на стены толщиной 30 см, а с четвертой стороны — на трехпролетный прогон. Трещины в углах образуются либо из-за нехватки арматуры здесь, либо из-за сдвига арматуры во время бетонирования в глубь плиты. Третью причину появления такого рода трещин следует искать в нормах по проектированию железобетонных конструкций, по которым углы плиты, свободно опертой по четырем сторонам, необходимо армировать вверху стержнями в двух направлениях на 1/5 длины большего пролета. Однако влияние крутящих моментов распространяется на большие площади. Это показано на рис. 15: плита имеет размер 13,1  13,7 м, трещины в углах с левой стороны, которая частично закреплена, выходят за сетку углового армирования. Правая сторона свободно оперта, поэтому сетка арматуры там более густая.

Трещинообразование в плитах, как правило, свидетельствует о наличии перегрузок, но иногда является признаком слишком высоких напряжений в арматуре.

1.1.2.3. Срез, кручение

Срез всегда появляется вместе с изгибом. Обычно трещины, вызванные срезом, образуются в железобетонных балках на опорах — в местах действия наибольших поперечных сил. Аварийные трещины в опорной зоне, вызванные поперечными силами, в большинстве случаев имеют значительную ширину и наклонены к оси балки под углом 30°. При последующем разветвлении трещины в сжатой зоне наступает разрушение бетона. Аварийное трещинообразование от среза в практике строительства — довольно редкое явление, так как при существующих методах расчетов запас прочности на срез больше, чем на изгиб. В зависимости от того, что именно оказывает большее воздействие на балку — изгибающий момент или поперечная сила, — трещины, больше или меньше, наклонены к оси балки. Трещина, вызванная значительным изгибающим моментом и умеренной поперечной силой, а также развитие трещины при увеличении нагрузки представлены на рис. 16, а. На рис. 16, б показана типичная трещина от среза при малом изгибающем моменте. Такие трещины возникают в опорной зоне: на рисунке — на отрезке между опорой А и сосредоточенной силой Р. Угол наклона трещин (см. рис. 16, б) к оси балки примерно 30°. Трещины этого типа образуются только в случае отсутствия или недостаточного числа хомутов и отогнутой арматуры; появление таких трещин свидетельствует об аварийном состоянии конструкции.