Бетон

Бетон, как и естественный камень, хорошо сопротивляется сжатию и много хуже (в 10-20 раз) растяжению. Поэтому разрушение изгибаемой бетонной балки (рис. 1, а) начинается с крайних волокон растянутой зоны вследствие достижения бетоном временного сопротивления растяжению. С появлением трещины рабочая высота сечения бетонной балки, т. е. расстояние от верха трещины до сжатой грани сечения, уменьшается и растягивающие напряжения в волокнах над трещиной возрастают. Трещина быстро развивается и разрушение бетонной балки происходит 110 сечению, в котором появилась первая трещина, раньше, чем появятся трещины в других сечениях. Разрушение носит хрупкий характер.

Следовательно, прочность бетонной балки определяется прочностью бетона растянутой зоны. Прочность сжатой зоны при этом остается далеко не использованной Поэтому бетонные конструкции применяют преимущественно в тех случаях, когда они работают на сжатие (стены, фундаменты, подпорные стенки и др.) и только иногда при работе на изгиб при малых растягивающих напряжениях, не превышающих временного сопротивления 6етона растяжению (балки, лежащие на песчаной или другой подготовке, и др .).

Чтобы расширить возможности использования бетона в строительных конструкциях, растянутые зоны бетонных элементов начали усиливать введением арматуры* в виде стальных стержней, проволоки или прокатных профилей. Это привело к созданию нового комплексного строительного материала - железобетона, который представляет собой рациональное сочетание стальной арматуры и бетона, совместно работающих в элементах конструкций до их разрушения. В некоторых странах железобетон называют сталебетоном.

* Арматура - от французского слова armement - вооружение.

В качестве арматуры можно применять не только стали, но и стекловолокна и некоторые синтетические материалы. Иногда в качестве арматуры применяют деревянные бруски, доски и бамбуковые стволы.

В армированных изгибаемых элементах усилия в сжатой зоне воспринимаются бетоном, обладающим высоким сопротивлением сжатию, а в растянутой - арматурой, хорошо работающей на растяжение. Благодаря этому прочность железобетонной балки значительно больше прочности бетонной балки, имеющей те же размеры. Меняется и характер разрушения железобетонных балок по сравнению с бетонными. С увеличением внешней нагрузки в бетоне растянутой зоны наиболее напряженного сечения железобетонной балки появляется первая трещина, т. е. бетон выключается из работы на растяжение и растягивающие усилия в этом месте воспринимаются арматурой. По мере дальнейшего увеличения изгибающих моментов в сечениях, расположенных по обе стороны от трещины, появляются новые трещины (рис. 1, 6). Разрушение железобетонной балки происходит при достижении арматурой предела текучести или временного сопротивления, а при избыточном количестве арматуры - с достижением бетоном сжатой зоны временного сопротивления сжатию. Возможно одновременное разрушение растянутой арматуры и сжатой зоны бетона в наиболее напряженном сечении.

Сталь хорошо работает не только на растяжение, но и на сжатие, поэтому арматуру иногда размещают и в сжатой зоне сечения для ее усиления (сечения с двойной арматурой).

:: Никогда не делайте ничего правильно с первого раза, иначе никто потом не оценит, как это было сложно.