Понятие о железобетоне

В железобетоне происходит совместная работа двух мате­риалов - бетона и арматурной стали. Бетон хорошо сопротив­ляется   сжимающим   усилиям   и   плохо - растягивающим.   Его прочность     при     растяжении в 10-15 раз меньше, чем при сжатии.   Стальная    арматура, наоборот,  очень   хорошо   вос­принимает растягивающие на­пряжения.  Большинство строительных конструкций, одновре­менно испытывает и сжатие, и растяжение. Поэтому располо­жение арматуры и бетона в них должно быть таким, чтобы каж­дый из указанных материалов воспринимал соответствующие на­пряжения. Бетон - сжимающие а сталь - растягивающие.

На рисунке 19 показана работа железобетонной балки под действием изгибающей нагрузки. Верхняя зона балки (выше нейтральной оси 0-0) сжата, а нижняя - растянута. Поэтому расположенные внизу стальные арматурные стержни восприни­мают растягивающие напряжения, а бетон - сжатие в верхней зоне.

Рис. 19 Схема работы железобетонной балки на изгиб
Совместная работа бетона и стали определяется следующими основными факторами:
-бетон прочно сцепляется с арматурой, и они при этом испы­тывают одинаковые деформации;
-коэффициенты температурного расширения бетона и стали близки между собой;
-бетон защищает сталь от ржавления (коррозии)

Железобетонные конструкции изготавливаются как с обыч­ной, так и с предварительно напряженной арматурой. Обычный способ армирования (укладка стальных стержней в растяну­тую зону) не предохраняет конструкцию от появления в ней трещин, так как бетон обладает весьма незначительной растя­жимостью. В эти трещины проникают влага и газы, кото­рые вызывают коррозию арматуры; кроме того, с появлением трещин увеличивается прогиб конструкции. Значит, растя­нутую зону нужно сжать. Это достигается предварительным напряжением арматуры. Ее растягивают на специальных машинах, а затем укладывают в бетонную смесь. Стержни сжимаются, а вместе с ними за счет сцепления сжимается и бетон.

По способу изготовления различают два вида предвари­тельно напряженных конструкций. В первом случае арматуру растягивают до бетонирования, а после укладки бетона в форму и его затвердения освобождают от напряжения, и она, сокра­щаясь, сжимает окружающий ее бетон. Во втором случае рас­тяжение арматуры производят после затвердения бетона. При этом ее располагают в стальных каналах в теле бетона, натя­гивают и закрепляют по концам анкерными устройствами. За­тем каналы заполняют раствором для предупреждения коррозии стали.

Применение предварительно напряженных конструкций, кроме устранения преждевременных трещин в растянутой зоне бетона, позволяет снизить вес конструкций, повысить их долго­вечность и сократить расход арматуры.