Обычно наблюдаемое влияние продольного изгиба на выпучивание сжатых элементов конструкций, независимо от марки применяемого бетона и способов армирования, также существенно ограничивает уменьшение тех же поперечных размеров. Оба эти независимые друг от друга влияния на жесткость конструкций, в ряде случаев действующие одновременно, до известной степени объясняют, почему применение высокопрочных бетонов при изготовлении сборных железобетонных конструкций далеко не всегда дает ожидаемый экономический эффект.

Сокращение поперечных размеров конструкций

Помимо указанных трудностей производственного характера, приходится считаться еще с одним существенным препятствием к уменьшению поперечных размеров конструкций. Необходимость разместить в сечении требуемое расчетом количество арматуры растянутой зоны часто вызывает вынужденное развитие этой части сечения конструкции, бесполезно увеличивая объем бетона. Высказанные соображения находят подтверждение в опытах, проведенных лабораторией УКРНИИС с образцами равнопрочных железобетонных балок прямоугольного сечения, изготовленных из бетона различных марок.

Опыты показали, что при переходе от марки бетона 140 к 300 наблюдается значительное увеличение экономии бетона (до 46%). Прямоугольное сечение балки размером 275X95 мм сокращается до 250X55 мм. Повышение марки бетона до 500 уже не дает такой же ощутимой дополнительной экономии бетона. Целесообразность применения высокопрочного бетона в сочетании с напряженной арматурой определяется почти исключительно экономией в расходе арматуры. Для эффективного использования высокопрочного бетона необходимо перейти к более рациональному поперечному профилю прогонов, применение которого позволит значительно сократить площадь их поперечного сечения и даст реальную экономию бетона. На основании значительного опыта проектирования, изготовления и испытаний предварительно напряженных железобетонных прогонов рельсовидного и двутаврового профиля, проведенных под руководством автора за последние годы, достигнутая экономия в бетоне марки 400-500 по сравнению с прогонами и балками в обыкновенном железобетоне (с маркой бетона 150-200) составляет в среднем 25-27%.

По данным исследований, проведенных в Швейцарии, высота рационально спроектированных предварительно напряженных железобетонных балок составляет в среднем около 2/3 высоты таких же балок из обыкновенного железобетона. Эволюция формы поперечного сечения несущих железобетонных конструкций, работающих на изгиб, логически привела к значительному внедрению в строительную практику несущих конструкций в виде пустотных настилов, которые в настоящее время почти полностью вытеснили ранее применявшиеся в жилищном и гражданском строительстве прогоны и балки с вкладышами. Их неоспоримым преимуществом, с точки зрения приведенных соображений, является развитие поперечных размеров при сохранении легких сечений, как это имеет место, например, в пустотных настилах института Ленпроект, что обеспечивает их поперечную жесткость. С другой стороны, значительная ширина сжатой зоны бетона в сочетании с применением высокопрочных бетонов позволила сократить высоту этой зоны и увеличить пустотность настилов. Не случайно многие зарубежные специалисты в своих выступлениях на международном съезде по предварительно напряженному бетону в Амстердаме указывали на то, что применение наиболее распространенного способа укладки и натяжения арматурных пучков при их последующем напряжении (предложение инж. Фрейсинэ) отличается трудоемкостью и может быть оправдано лишь при использовании пучков значительной длины.

При уменьшении длины пучков с 40 до 8 ж трудоемкость этого вида армирования повышается в три раза, а стоимость возрастает примерно на 50%. Попытка внедрить этот способ при армировании сборных предварительно напряженных изделий небольших размеров показала его неэкономичность. Отставание технологии изготовления сборных предварительно напряженных железобетонных конструкций и деталей, армированных до твердения бетона, как уже отмечалось, объясняется, главным образом, несовершенством способов раскладки и напряжения арматуры, особенно в случае использования тонкой проволоки диаметром 2-3 мм. Это обстоятельство привело к внедрению в практику арматуры укрупненных диаметров из стали повышенной прочности. Эта арматура одновременно уменьшает количество напрягаемых стержней в сечении конструкции, а при использовании арматуры периодического профиля обеспечивает надежную ее связь с бетоном без применения специальных анкеров.

Счетчик