Трещинообразование в строительных элементах и конструкциях, страница 6

На рис. 17—19 показаны три разных способа армирования балки, работающей на срез. При нагружении сосредоточенными силами наибольший интерес представляет собой участок около опоры на отрезке А—Р, так как средний участок Р—Р только изгибается.

В случае недостатка хомутов и отогнутых стержней (см. рис. 17) при перегрузках сначала образуется трещина  с характерными горизонтальными ответвлениями, затем появляются трещины , , и . Возникновение последней трещины свидетельствует о выпирании бетона из-за выпрямления отогнутых стержней арматуры. При достаточном армировании опорной зоны (см. рис. 19) балка разрушается вследствие изгиба.

В сильно армированных опорных зонах трещины не доходят до опоры (см. рис. 19). Угол наклона трещин изменяется с уменьшением изгибающего момента и возрастанием поперечной силы, действующей вдоль оси балки. Характерный вид трещин в неразрезных балках при больших опорных моментах показан на рис. 20. Типичным в этих случаях является радиальное расположение трещин относительно оси колонн.

Аварийным состоянием для конструкции, требующим немедленного принятия соответствующих мер, является возникновение трещин на конце балки около опоры и на самой опоре. Обычно это наклонные трещины, свидетельствующие о выклинивании угла опоры. Трещинообразование этого типа рассмотрено в п. 1.1.3.

К трещинам, вызванным срезом, относятся трещины в коротких железобетонных консолях (рис. 21). На рисунке показаны трещины в железобетонной консоли, появившиеся в момент одновременного достижения консолью и колонной своей несущей способности. В практике часто в консолях образуются трещины из-за неправильного их армирования или неправильного приложения нагрузки.

Недостаточная или плохо выполненная анкеровка верхней части консоли вызывает появление у её основания вертикальных трещин, идущих вдоль наружной поверхности колонны. Вследствие неточного изготовления консоли сосредоточенная сила нагружает ее не там, где предусмотрено проектом, а у самого края — это часто встречаемая в практике строительства ошибка.

Довольно часто трещины появляются в элементах, испытывающих кручение. К таким элементам относятся крайние ребра, монолитно соединенные с плитами или оболочками, или крайние прогоны, в которые заделаны железобетонные ребра. Трещины, типичные для кручения, показаны на рис. 22. Они всегда наклонены к оси элемента под углом 45°. Такие трещины, однако, не опасны, если не велики моменты, их вызывающие.

Трещины, вызванные кручением, появляются одновременно на всех ненагруженных гранях балки и равномерно располагаются на небольших расстояниях друг от друга.

1.1.3.  УСАДКА, ПОЛЗУЧЕСТЬ, РАЗБУХАНИЕ

Усадка вызывает появление в бетоне растягивающих напряжений, если линейное перемещение элемента ограничено внутренне — сопротивлением арматуры или внешне — условиями опирания элемента (защемление или опирание на неподвижный шарнир). Превышение растягивающими напряжениями допустимых значений вызывает появление трещин в элементе. Причем трещинообразование может наступить после бетонирования через несколько дней, месяцев или лет, в зависимости от рода бетона и от температурно-влажностных условий атмосферы.

Практически усадка бетона продолжается обычно в течение двух-трех лет. В первые 8—14 мес (в зависимости от местных условий) усадка бетона достигает приблизительно 80% своего конечного значения, которое в конструктивных бетонах составляет около 0,5%, а в растворах — около 2%.

Полное разрушение бетонной конструкции, вызванное только усадкой, наблюдается в конструкциях с ограниченным линейным перемещением с двух сторон (рис. 23).

В изгибаемых элементах трещина обычно появляется в середине пролета, где напряжения от усадки суммируются с растягивающими напряжениями от изгиба. На рис. 24 показаны трещины на ленточном бетонном фундаменте. Ленточные фундаменты большой протяженности трескаются чаще всего перед кладкой на них кирпичных стен, особенно если до этого фундаменты долго не были застроены или засыпаны.