Касаясь экономики предварительно напряженного железобетона, С. Я. Максимов указал на ошибочность оценки экономической эффективности конструкций из предварительно напряженного железобетона, основанной на сопоставлении не фактического расхода стали в сравниваемых изделиях, а стоимости стали на базе действующих отпускных цен.

Раздробление бетона при напряжениях в арматуры

Ошибочность такого толкования заключается в том, что отпускная цена стали является величиной конъюктурной и еще не установившейся, в особенности в отношении к высокопрочной стали, осваиваемой металлургической промышленностью и выпускаемой пока лишь в небольших количествах. Поэтому он считает правильным при определении эффективности железобетонных изделий исходить только из снижения расхода стали и уменьшения веса изделий. Ранее было отмечено, что на экономию от применения высокопрочных материалов можно рассчитывать лишь при условии полного использования их прочности. Так, использование высокопрочного бетона при изготовлении центрально сжатых элементов, в которых гибкость не играет решающей роли, вполне целесообразно, так как это может значительно повысить их прочность при одних и тех же поперечных размерах.

Разрушение таких элементов происходит за счет раздробления бетона при незначительных напряжениях в арматуре. Поэтому использование арматуры повышенной прочности было бы нерациональным. Напряженное армирование центрально загруженной колонны арматурой повышенной прочности может иметь смысл лишь когда колонна представляет собой элемент сборного железобетона. В этом случае обеспечивается ее монтажная трещиностойкость. Что касается железобетонных конструкций, в которых возможно появление растягивающих напряжений, то применение в этих конструкциях бетонов высокой прочности без напряжения арматуры не может быть оправдано, так как с повышением марки бетона его трещиностойкость при растяжении нарастает весьма незначительно. Наиболее целесообразное сочетание высокопрочного бетона и арматуры с применением напряженного армирования бесспорно имеет место в конструкциях, работающих на растяжение, изгиб, а также в первом случае внецентренного сжатия. Напряженная высокопрочная арматура, обжимая растянутую зону бетона, предохранит ее от преждевременных трещин, а высокопрочный бетон даст в сжатой зоне повышенную прочность на сжатие.

Другое назначение высокопрочного бетона в растянутой зоне предварительно напряженных конструкций - это надежное заанкеривание арматуры за счет сцепления с бетоном, заметно нарастающего с увеличением марки бетона и напряжения арматуры. Эффективность применения высокопрочных материалов зависит еще от ряда факторов, из которых наиболее существенными являются рациональное проектирование конструкций с использованием всех преимуществ нового прогрессивного способа армирования, а также правильный выбор технологии их массового производства. Рациональные конструктивные решения, принятые при проектировании напряженно армированных железобетонных изделий, в большинстве случаев одновременно являются и экономичными решениями. Опыт проектирования подтверждает, что целесообразность принятых решений в значительной степени зависит от выбора формы поперечного сечения конструкций. Для уяснения этой зависимости приведем сравнительный анализ двух сечений предварительно напряженных железобетонных конструкций, работающих на поперечный изгиб.

Для сравнения два поперечных симметричных сечения балок из сборного железобетона одного и того же пролета: тавровое и рельсовидное, армированные двойной напряженной арматурой. Арматура верхней зоны принята того же сечения и прочности, что и нижняя, но в количественном соотношении 1 : 5. При одной и той же высоте сечений рельсовидное целиком вписывается в тавровое, составляя примерно 85% от таврового. Таким образом, достигается экономия бетона при сохранении той же несущей способности. Сравнение показывает, что нижняя граница ядра рельсовидного сечения находится дальше от его центра тяжести, чем у таврового, приближаясь к зоне расположения нижней напряженной арматуры. При поперечном изгибе балки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения, это свойство рельсовидного сечения дает ему значительные преимущества перед тавровым. Внецентренное сжатие, которому подвергается сечение при натяжении арматуры, в обоих случаях определяется изображенной условной трапецеидальной эпюрой.

Счетчик