Разрушение от выкалывания бетона основания

Обновлено: 26.04.2024

8. Расчет деталей включает в себя определение действующего усилия с коэффициентом надежности по нагрузкам, равным 1, подбор поперечного сечения деталей по прочности металла и определение глубины заделки изделия и размеров концевой части деталей по прочности бетона. Прочность бетона проверяется для двух возможных видов разрушения: выкалывания и локального разрушения в месте расположения концевой части анкера. Расчет по металлу выступающей части деталей должен быть выполнен в зависимости от типа детали и способов захвата.

9. Расчет строповочной детали ведется на действующее усилие F_n с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1, по нормативной кубиковой прочности бетона на осевое сжатие в момент первого подъема изделия.

10. Усилие (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) на деталь определяют путем деления нормативного веса изделия на число деталей, одновременно работающих при подъеме. Число деталей, принимаемых в расчете, равно 2, а при наличии специальных самобалансирующих траверс может быть и больше.

11. Диаметр d_s для арматуры строповочной петли (см. рис. 1) и стержня с крюком или шайбой (см. рис. 2, 3) назначается в зависимости от усилия (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) по табл. 1. Поперечное сечение детали из листовой стали определяют по расчетному сопротивлению металла в соответствии со СНиП II-23-81* с учетом коэффициентов динамичности 1,4 к надежности по нагрузке 1,1, на которые следует умножить величину действующего усилия.

Диаметр	Усилие на деталь с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1 кН
арматуры, мм	для строповочной петли с подъемом	для стержня без
без сгиба выступающей части	со сгибом выступающей части	сгиба выступающей части
10,5	7,6
16,5
22,5
19,6
37,5	24,8
46,5	30,6

При ослаблении сечения деталей резьбой или другим способом расчет следует вести по сечению нетто.

12.Глубина заделки деталей для подъема определяется по формуле

где F_n — действующее на деталь усилие с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1; y_d — коэффициент динамичности, равный 1,4; у_f — коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1; у₁ — коэффициент, равный 0,92 для строповочной петли, 1 — для стержня с шайбой на конце и 0,65 — для стержня с крюком на конце; t — толщина изделия; R_b_,1_cr — расчетное значение критического коэффициента интенсивности напряжении, принимаемое по табл. 2; а — коэффициент, принимаемый по табл. 3 и учитывающий отношение расстояния между деталью и краем изделия (или проемом) b к глубине заделки детали l. При расчете по формуле ( 1 ) выбор а по табл. 3 в зависимости от l производится методом последовательных приближений; при первом шаге можно принять а = 1.

Нормативная кубиковая прочность бетона на сжатие в момент первого подъема, МПа	Расчетное значение критического коэффициента интенсивности напряжений	Размер концевой зоны трещины, см
0,27
7,5	0,35
0,43
12,5	0,5
0,56	10,5
0,68
0,79

Примечания: 1. При кассетном способе изготовления изделий значения R_b_,1_cr следует умножить на 0,85. 2. Значениями R_b_,1_cr можно пользоваться при отношении l/d ³ 3. При l,5 £ l/d £ 3 эти значения R_b_,1_cr следует умножать на коэффициент, равный (0,19l/d + 0,43). 3. Значения R_b_,1_cr и d приведены для бетона с крупностью заполнителя 20 мм. Для бетонов с заполнителем 10 мм значения R_b_,1_cr необходимо уменьшать в 1,4, а значения d — в два раза.

b/l	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	2 и более
а	0,55	0,65	0,80	0,9	0,94	0,95

Глубина заделки l, вычисляемая по формуле (1), должна удовлетворять условию

где lu — предельная величина глубины заделки, определяемая согласно п. 13. Если условие (2) не выполняется, то деталь не может воспринять заданное усилие F_n. В этом случае следует изменить число деталей или их тип, либо параметры, от которых зависит lu.

13. Предельную величину глубины заделки деталей для подъема определяем по формулам:

для строповочной петли и стержня с крюком на конце

для стержня с шайбой на конце

где d_s_,_red = d_s + a/4; c_red = c + a/4; а ¾ максимальный размер заполнителя; h₁, h₂ — коэффициенты, принимаемые в зависимости от отношения t/d по табл. 4; h₃ — коэффициент, равный 2,4 для стержней с крюком; 3,4 — для строповочной петли при s = t/3 и 4,7 — при s = 2t (для промежуточных значений s величина h₃ принимается по линейной интерполяции); d — размер концевой зоны трещины, определяемый по табл. 2.

t/d	0,8	1,5	2,5
h₁	5,5	5,5	5,0	4,7	4,5	4,2
h₂	4,75	4,5	4,0	3,7	3,5	3,4

Примечание. Значения коэффициентов h₁ и h₂ для промежуточных значений t/d могут быть определены по линейной интерполяции.

14. Глубина заделки деталей из листовой стали назначается по формуле (1), в которой коэффициент у₁ = 1. Габариты концевой части детали принимают по расчету на местное сжатие бетона в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01—84.

15. Глубина заложения строповочного отверстия определяется по формуле (1), в которой коэффициент у₁ = 1.

Бетон у отверстия проверяется на местное сжатие в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01—84.

16. При проверочном расчете (заданы глубина заделки и нормативная кубиковая прочность бетона на сжатие в момент первого подъема) за усилие (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) F_n на деталь или строповочное отверстие принимают минимальное значение из величин усилий, определенных из условий разрушения от выкалывания бетона F_n_,_exp и локального разрушения F_n_,_loc.

Разрушение от выкалывания бетона. Усилие на деталь или строповочное отверстие определяется по формуле

Локальное разрушение. Усилие определяется по формулам: для строповочной петли и стержня с крюком па конце

для стержня с шайбой на конце

где y — коэффициент, равный: для стержня с крюком — 1, для строповочной петли при s = t/3 ‑ 1,7 при s ³ 2t — 2; для промежуточных значений s величина y принимается по линейной интерполяции, R_bt — расчетное значение сопротивления бетона при осевом растяжении; значения остальных величии, входящих в формулы (6) и (7), приведены в п. 12.

Для детали из листовой стали и для строповочного отверстия локальное разрушение оценивается расчетом на местное сжатие с учетом коэффициента динамичности и надежности по нагрузке.

Примеры расчета деталей

Пример 1. Требуется запроектировать детали для подъема стеновой панели толщиной 14 см, массой 6000 кг. Предполагается в каждой панели установить два стержня с шайбой на конце. Расстояние от места установки деталей до края панели — 120 см. Перевод в горизонтальное положение производится с помощью кантователя, подъем — с помощью самобалансирующих траверс (усилие направлено вдоль стержня). Нормативная кубиковая прочность бетона в момент первого подъема 7,5 МПа, крупность заполнителя — 20 мм.

Усилие на деталь (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) F_n = 60/2 = 30 кН. Диаметр стержня принимается по табл.1 равным 20 мм.

Глубина заделки определяется по формуле (1), в которой коэффициент y₁ = 1 (для бетона согласно табл. 2 R_b_,1_cr = 0,35 кН/см 3/2 , d = 17 см).

l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 1 × 14 × 0,35 × 1)] 2 = 57 см.

Так как расстояние до края панели 120 > 2 × 57, то близость к краю не учитывается.

Минимальный размер шайбы c_red определим решением уравнения (4), принимая l_u = 57 см, d = 17 см (по табл. 2), h₂ = 4,73 (по табл. 4 для t/d = 0,824):

решив это уравнение, найдем, что c_red = 5,7 см.

Минимально необходимый размер шайбы с = 5,7 — 2/4 = 5,2 см.

Пример 2. Требуется запроектировать деталь для подъема стеновой панели с исходными данными примера 1 при расположении детали на расстоянии 40 см от края панели.

Определение глубины заделки производим методом последовательных приближений. Сначала не учитываем близость к краю, тогда глубина заделки равна 57 см (см. пример 1). Отношение b/l = 40/57 = 0,7; ему соответствует а = 0,92 по табл. 3. Из-за влияния края величина l должна быть больше 57 см, а коэффициент меньше 0,92. Принимаем a = 0,82, тогда l = [(30 × l,4 × l,l)/(l,25 × l × 14 × 0,35 × 0,82)] 2 = 85 см.

Отношение b/l = 40/85 = 0,47. Коэффициент a = 0,835. Для а = 0,835l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 1 × 14 × 0,35 × 0,835)] = 82 см.

Отношение b/l = 40/82 = 0,49 » 0,5. Коэффициент a = 0,845 »0,85.

Принимаем l = 80 см. Для этой глубины заделки минимальный размер шайбы с_red, определяем из уравнения (4)

решив это уравнение, найдем, что с_red = 6,5 см.

Минимальный размер шайбы равен с = 6,5 — 2/4 = 6,0 см.

Пример 3. Требуется запроектировать детали для подъема стеновых панелей с исходными данными примера 1 при нормативной кубиковой прочности бетона при первом подъеме 10 МПа и крупности заполнителя 20 мм в случае установки двух стержней с крюками на конце (D = 3,5d_s = 7 см).

Глубину заделки определяем по формуле (1), в которой коэффициент y₁ = 0,65 (для бетона с прочностью 10 МПа по табл. 2 определяем R_b_,1_cr = 0,43 кН/см 3/2 , d = 13 см). l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 0,65 × 14 × 0,43 × 1)] 2 = 89 см.

Предельную глубину заделки определяем по формуле (3) (h₃ = 2,4; d_s_,_red = 2 + 2/4 = 2,5 см, при t/d = 1,08 по табл. 4 h₁ = 5,4), она равна

Подъем панели за стержни диаметром 20 мм и концевой частью в виде крюка невозможен.

Пример 4. Требуется запроектировать детали для подъема стеновой панели с исходными данными примера 3 в случае установки двух строповочных петель.

Перевод в горизонтальное положение производится с помощью кантователя, подъем — стропами со сгибом выступающей части. Параметры петли: D = s = 3,5d_s. Петли расположены на значительном расстоянии друг от друга и от края панели или проема.

Усилие на деталь (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) F_n = 60/2 = 30 кН. Диаметр стержня принимается по табл. 1 равным 20 мм, D = 7 см.

Глубину заделки определяем по формуле (1), в которой y₁ = 0,92; для бетона с нормативной кубиковой прочностью 10 МПа по табл. 2 R_b_,1_cr = 0,43 кН/см 3/2 , d = 13 см, l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 0,92 × 14 × 0,43 × 1)] 2 = 45 см.

Предельную глубину заделки для петли определяем по формуле (3) при h₃ = 3,6; d_s_,_red = 2 + 2/4 = 2,5 см; h₁ = 5,4 (при t/d= 1,07 — по табл. 4)

Принимаем глубину заделки равной 45 см.

Пример 5. Требуется запроектировать строповочные петли для подъема стеновой панели с исходными данными примера 3, для случая подъема с помощью самобалансирующих траверс усилие направлено вдоль петли.

Диаметр арматуры петли принимаем по табл. 1 равным 16 мм, D = 56 мм.

Глубину заделки определяем по формуле (1), так же, как и в примере 4, она равна 45 см.

Предельную глубину заделки для петли определяем по формуле (3) при h₃ = 3,5; d_s_,_red = 1,6 + 2/4 = 2,1cм; h₁ = 5,4 (при t/d = 1,07 табл. 4)

Возник вопрос, с которым прежде не сталкивался, а именно с необходимостью расчета бетонной (не железобетонной) плиты на продавливание. СНиП и СП не предусматривают расчета на продавливание для бетонных элементов, если я чего-то не пропустил.

В общем для ускорения решил спросить у вас: подобное ересь или есть корректная возможность оценить несущую способность?

Честно говоря, вероятнее всего, плита армирована, но из тех данных, которые имеются, этого на прямую не следует. Из архитектурного разреза известно лишь, что плита пола 200мм из бетона В25 по щебеночной подготовке 200мм. Поэтому хочу рассмотреть худший случай -- отсутствие армирования.

Конечно можно дать предписание сделать пациенту "вскрытие", но ситуация организационно весьма запущена в плане большого количества промежуточно-передаточных звеньев, а объект на другом конце страны, поэтому ищу возможность обойтись без вскрытия.

Думаю, можно применить формулу
Q < Rbt*U*ho из п. 3.42 СНиП "Бетонные и железобетонные. ", приняв вместо ho полную высоту плиты h.

То есть, если вообразить две конструкции с арматурой и без, то по этой формуле несущая способность не армированной плиты будет больше чем у армированной т.к. h>h_0. Что в общем-то выглядит неправдоподобно.

Ваш худший случай - наличие продольного армирования и h0 берете как положено и отсутствие поперечного

>студент063
Выходит как в парадоксе про алкоголика:
Чем больше я пью -- тем больше у меня трясутся руки. Чем больше у меня трясутся руки -- тем больше я проливаю. Чем больше я проливаю, тем меньше я пью. Вывод: чем больше я пью -- тем меньше я пью.

>Шмидт
Для версии 3.5 Арбата действительно можно в исходных данных выбирать из H и h, однако если прочитать справку, можно понять, что при выборе варианта H речь вовсе не идет о бетонной плите.

высота плиты (H), либо рабочая высота сечения (h), где h – расстояние от верха плиты до центра тяжести нижней арматуры (выбор осуществляется активизацией соответствующего маркера). В случае использования параметра высоты плиты H, величина h принимается равной 0.9H;

В расчете на продавливание арматура плиты (не поперечная) явно не учитывается. Но она оказывает влияние на механику продавливания, не дает берегам трещин расходиться, обеспечивая зацепление.
Короче говоря, СНиПовская методика расчета на продавливание для железобетонных конструкций неприменима для бетонных конструкций.

Короче говоря, СНиПовская методика расчета на продавливание для железобетонных конструкций неприменима для бетонных конструкций.

Господи! Они не ведают, что говорят.
Что то желание пропало читать всякую чушь - я смотрю спецы, все меньше и меньше пишут в темах- - устали, видимо, бороться с невежеством или да и бессмысленно эфто?

расчет плит на продавливание выполняется только при наличии продольной растянутой арматуры.

к сожалению это упущение нашего СНиП и СП, что нет минимальной продольной растянутой арматуры в зоне продавливания. но она там обязательно должна быть.
кстати такие требования есть в Eurocod2 и ACI318

При всех сомнениях в применимости сниповской формулы, нужно отметить, что она вполне понятна и естественна. На мой взгляд ее можно было бы применить к бетону, при условии учета корректной формы пирамиды продавливания соответствующей бетону. Если конкретно -- учесть другой угол наклона граней пирамиды.

Когда речь заходит о бетонных конструкциях, в голову приходит мысль о фундаментах (прилагаю выкопировку из "Линовича"). На сколько я помню рекомендуемое соотношение для уступов таких фундаментов 1:2. Это соответствует углу 63,4°.

Как думаете, можно ли применить такой подход, т.е. посчитать по сниповской формуле, но полупериметр взять для призмы с уклоном 63,4°?

Просто при продавливании стержни арматуры могут запросто выколоть защитный слой бетона, поэтому защитный слой в работе на продавливание СНиП не учитывает и дает в формуле ho, а не h. С другой стороны, стержни нижней арматуры помогут против продавливания, но их роль незначительна (зависит от диаметра арматуры, ее шага, класса бетона, положения стержней по высоте плиты - посередине высоты плиты наилучшее - для работы на продавливание) и СНиПом игнорируется.

Смотрите пункт 3.96 Пособия

[FONT=Times New Roman]по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры [/FONT][FONT=Times New Roman](к СНиП 2.03.01-84)[/FONT]

[FONT=Times New Roman][FONT=Times New Roman]РАСЧЕТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ[/FONT][/FONT][FONT=Times New Roman]Расчет на продавливание плитных конструкций (без поперечной арматуры) от действия сил, равномерно распределенных на ограниченной площади, должен производиться из условия. (далее по тексту)[/FONT]
Там на рисунках нарисована конструкция с продольной арматурой внизу подошвы пирамиды продавливания. Плитные конструкции без продольной арматуры не бывают. "Без поперечной"! Но не без арматуры вообще!

А про другие конструкции ничего не сказано!

Продольная арматура препятствует расхождению краев ("берегов") микротрещин в разные стороны. А зацепление "берегов" трещин участвует в работе на продавливание. Подробнее - читайте литературу по механике железобетона.
Поэтому продавливание плиты, в которой вообще нет арматуры будет отличаться от продавливания плиты с арматурой. Как - не знаю. Нормы (СНиП) об этом не говорят. А "массивные" фундаменты работают на сжатие. В пределах угла внутреннего трения материала фундамента. Там не продавливание, а сжатие.
В обычных же фундаментах - есть арматура в подошве.

Кстати, в Еврокоде угол продавливания 30 градусов, а не 45, как в СНиП.

А что касается фундаментов -- я вовсе не утверждал, что там имеется продавливание. Я говорил о тех мероприятиях, которые позволяют исключить продавливание. И из этого делал вывод об "угле распространения давления в материале" (если по терминологии Линовича, термин "угол внутреннего трения" здесь как-то не очень применим).

Про литературу по механике железобетона при работе на продавливание пожалуйста поподробнее. Очень интересно.

Где-то в Даунлоаде есть книга Карпенко по железобетону, название не помню. Высокозаумная вещь, непригодная для инженерных расчетов.
Там рассказывается про механизмы трещинообразования, про всякие там нелинейности и пр. Чистой воды физико-математические теории. Они лежат в основе СНиПов. На их основе и сделали нормы для практических инженерных расчетов. Встречались мне еще кое-какие англоязычные книги.
Так вот, то что в СНиПе - это все условности. Поперечная арматура учитывается в работе на продавливание явно. Но продольная арматура тоже оказывает влияние на продавливание, на работу на поперечную силу. Она не дает конструкции "рассыпаться" при продавливании. Почему в балках до опоры надо доводить не менее определенного процента стержней? Даже если по эпюре материалов они не нужны?
Как надо в плитах доводить арматуру до опоры (справочник Голышева - тоже был в Даунлоаде)?. Что такое "нагельный эффект"?
Но для одиночного проверочного расчета не стоит углубляться в эти дебри, Вы ведь не собираетесь писать диссертацию?

А что вы собираетесь опирать на эту плиту? Как я понял, это плита по грунту?

cделаем что прийдется

Видимо автор вообще нормы не смотрел, такого бы вопроса вообще бы не возникло.
Что здесь непонятного, см. СП 52-101

6.2.48 Расчет элементов с поперечной арматурой на продавливание при действии сосредоточенной силы (рисунок 6.14) производят из условия
F (6.100)
где Fsw,ult - предельное усилие, воспринимаемое поперечной арматурой при продавливании;
Fb,ult - предельное усилие, воспринимаемое бетоном, определяемое согласно

И здесь всё ясненько расписано.

Бетон может воспринять это усилие, если его (неявно) объединяет продольная арматура!
Раз Вы говорите про СП тогда смотрите пособие к СП, пункт 3.83:

[FONT=TimesNewRomanPSMT]Расчет на продавливание элементов производят для плоских железобетонных элементов [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]([/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]плит[/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]) [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]при действии на них [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]([/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]нормально к плоскости элемента[/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]) [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]местных концентрированно приложенных усилий [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]- [/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT]сосредоточенной силы и изгибающего момента[/FONT][FONT=TimesNewRomanPSMT].[/FONT]

[FONT=TimesNewRomanPSMT]Есть расчет при наличии поперечной арматуры и при ее отсутствии. Но продольная есть всегда - иначе это не железобетонный элемент![/FONT]

Расчет на продавливание в разделе "расчет железобетонных элементов по прочности".

В разделе "расчет бетонных элементов по прочности" говорится только о сжатии и изгибе. О продавливании и поперечной силе для бетонных элементов - ни слова нет!

а смысл обижаться? Вы видели разрушение живьем, мы - нет.
может под разрушение Вы поднимаете не выкалывание бетона, а лишь появление волосяных трещин. тут всяких "может быть" - много.
так что лучше найдите способ прикрепить фото и более детальное описание объекта.

Архитектор-конструктор. Строительство и проектирование коттеджей и интерьеров.

Да чтож такие фото плохие?

1. От замерзания не прореагировавшей воды.
2. От температурного перепада, когда горячий элемент резко начинает остывать. Это касается не толко заводских конструкций, но и литья "на кипятке" зимой в опалубку - надо утеплять.
3. От кислотных дождей - коррозия бетона (щелочной состав сам по себе)
4. Коррозия арматуры (и расширение) из-за малого защитного слоя или из-за пористого неплотного бетона.
5. Нагрузили конструкцию и арматура выперла неокрепший бетон.

Но там ничего не видно! Что это за фото?
Дайте и место разрушения чётко и что за конструкция стоит?

Геотехника. Теория и практика

Фото не очень качественное и понятно почему - снимали общим планом, потом вырезали фрагмент с недостаточным для него разрешением.
Что изображено на первом фото ?. Если присмотреться, то видна продольная (горизонтальная) арматура AIII. В колоннах их не ставят, в ДЖ - да. Тогда это скореее всего случай раздельного бетонирования диафрагмы или диафрагмы и примыкающей к ней колонны. Поставили опалубку и сбросили в нее бетон. Вибратора здесь или вообще не было, или как это бывает,потыкали вибратором в средине колонны а про углы - да науих .
Соответствует квалификации стоящих по утрам у ворот в надежде поймать случайный зароботок, или мастеру и прорабу все это . (надоело) и ему вообще нет до этого дела - зарплату уже полгода не платят.
Другого объяснения причины, кроме как потеря интереса и полное отвращение к работе у исполнителей, причем от самого низа до самого ВЕРХА у меня нет. В таких "мелочах" все это и проявляется.

а если так, то мое мнение - не провибрировали, не уплотнили смесь хорошо. лечение - закатать в бетон этих строителей.
крайне желательно провести обследование с дефектоскопией.
для колонн, если нет внутренних раковин - не сильно трагично. зачищать отшелушивающийся бетон, ставить опалубку и под давлением нагнетать раствор.
для плит перекрытия придется разбивать бетон и перезаливать. мое мнение.

Геотехника. Теория и практика

Да не фиксаторы это, а отдирали ломом опалубочный щит, а потом его естественно выбросили.
Но в принципе выложенные фото еще раз подтверждают, что работу на этом объекте выполняли каторжане, естественно, за бесплатно.
Откуда, интересно это - большой секрет?? У нас в Астане такого я еще не видел

Геотехника. Теория и практика

Нет, извиняюсь, вспомнил- был года 3-4 назад в моей практике расследования причин аварийного состояния зданий случай, когда в одной из колонн на практически построенном 9-ти этажном монолитном каркасном здании, когда велась уже кладка наружных и внутренних стен разорвало в нижней части на непровибрированном участке колонну первого этажа. Рабочую арматуру колонны- 8d20 выгнуло на участке 60-70 см бочкой, в центре осталась шейка бетона 20-30 см. Разрушение было хрупким и был по словам очевидцев слышен хлопок, причем куски бетона разбросало в радиусе 1,5-2 м от колонны. Разогнуло хомуты, которые как потом выяснилось не были загнуты внутрь. На этом участке внутри колонны был не бетон, а груда щебня, практически без цементного молока - произошло расслоение бетонной смеси при сбрасывании бетона, да и вибраторы до низа колонны не доставали - высота их на первом этаже 3,6 м - под автостоянку. Но цементное молоко, просочившееся по крям скрыло этот дефект. Спасли здание от обрушения деревянные круглые стойки под перекрытия и балки, стоящие на ростверке-плите. Трещины в перекрытиях и балках прослеживались и на на последующих 3-х этажах.
Чем закончилось - отобрали у подрядчика на 3 месяца лицензию, с объекты выгнали,(объект - административное здание), но прежде заставили все восстановить - выкол заделали, колонны усилили обоймами из уголка 160 + облицевали их листом 8 мм.
Вот и думайте - насколько это правдоподобно. или просто пуголка.

1 ¾ точка приложения нормальной силы N; 2 ¾ поверхность выкалывания; 3 ¾ проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам

Если число анкеров в направлении эксцентриситета больше двух, в условиях (220) и (222) силу N можно уменьшить на величину

Если концы анкеров находятся вблизи поверхности бетона, противоположной пластине закладной детали, необходимо произвести дополнительную проверку условия (222) без учета последнего члена правой части условия при h, равном расстоянию от пластины до противоположной грани элемента, при этом часть площади A_h, расположенная между крайними рядами анкеров, не учитывается.

3.107. При выполнении условия N¢_an > 0 и наличии усиления на концах анкеров расчет бетона на выкалывание (черт. 74) производится из условия

A₁ ¾ то же, что А в формуле (220), если поверхность выкалывания начинается от места усиления анкеров наиболее растянутого ряда (см. черт. 74);

Расчет на выкалывание можно не производить, если концы анкеров заведены за продольную арматуру, расположенную у противоположной от закладной детали грани колонны, а усиления анкеров в виде пластин или поперечных коротышей зацепляются за стержни продольной арматуры диаметром: при симметричном зацеплении — не менее 20 мм, при несимметричном — не менее 25 мм (черт. 75). В этом случае участок колонны между крайними рядами анкеров проверяется, согласно пп. 3.31 и 3.53, на действие поперечной силы, равной:

где Q_col ¾ поперечная сила на участке колонны, прилежащем к наиболее растянутому ряду анкеров закладной детали, определяемая с учетом усилий, действующих на закладную деталь.


417 × 279 пикс. Открыть в новом окне

1 — проекция поверхности выкалывания на плоскость, нормальную к анкерам; 2 — анкерная пластина; 3 — точка приложения усилия N_an


294 × 340 пикс. Открыть в новом окне

а — закладная деталь с коротышами, симметрично зацепленными за продольную арматуру колонны; б ¾ эпюра Q участка колонны с закладной деталью; в ¾ анкера закладной детали с анкерными пластинами, несимметрично зацепленными за продольную арматуру колонны; 1 — поперечные коротыши, приваренные контактной сваркой к анкерам; 2 ¾ анкера; 3 ¾ анкерные пластины

3.108. Если сдвигающая сила Q действует на закладную деталь по направлению к краю элемента (черт. 76), при отсутствии наклонных анкеров расчет на откалывание бетона производится из условия

где d₁ ¾ см. п. 3.106; при расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделий из легких бетонов коэффициент d₁ уменьшается на 20 %,

b ¾ ширина элемента, равная b = c₁ + c₂ + s (где c₁ и c₂ ¾ расстояния от крайних рядов анкеров до ближайших краев элемента в направлении, нормальном к сдвигающей силе, принимаемые не более h, s ¾расстояние между крайними рядами анкеров в том же направлении);

h ¾ расстояние от наиболее удаленного ряда анкеров до края элемента в направлении сдвигающей силы Q, принимаемое не более толщины элемента b₁ (см. черт. 76);

В случае приложения к закладной детали кроме сдвигающей силы Q отрывающей силы N правая часть условия (224) умножается на коэффициент , принимаемый не менее 0,2 (где A_out ¾ площадь проекции на плоскость, перпендикулярную отрывающей силе N, поверхности откалывания).


225 × 371 пикс. Открыть в новом окне

В случае приложения сдвигающей силы к закладной детали с наклонными анкерами, приваренными внахлестку и имеющими на концах усиления (см. п. 5.113), расчет на откалывание бетона производится в соответствии с Рекомендациями, упомянутыми в п. 3.102.

3.109. Если на концах анкеров закладной детали имеются усиления в виде анкерных пластинок или высаженных головок (см. п. 5.113), бетон под этими усилениями проверяется на смятие из условия

Бетонные и железобетонные конструкции в процессе эксплуатации постоянно подвергаются разрушению. Причины бывают разные: химическое и физическое воздействие окружающей среды, высокие эксплуатационные нагрузки, низкое качество используемого бетона, неточности при проектировании, ошибки при укладке бетонной смеси и т.д.

В целом, причины разрушения бетона можно разделить на 4 больших группы:

1. ХИМИЧЕСКИЕ
Являются следствием взаимодействия Компонентов бетонной смеси между собой или с окружающей средой

Карбонизация
Выщелачивание
Агрессивное воздействие сульфатов
Агрессивное воздействие хлоридов
Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

2. ФИЗИЧЕСКИЕ
Являются следствием воздействия температуры или условий твердения бетона.

Циклы замораживание/оттаивание
Воздействие высоких температур
Усадка и растрескивание

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ
Являются следствием внешнего воздействия

Истирание
Ударное воздействие
Эрозия или кавитация.

4. ДЕФЕКТЫ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Связаны с ошибками в процессе производства работ

Приготовление бетонной смеси
Устройство арматурного каркаса
Укладка и уход за поверхностью и т.д

Далее мы подробно разберем причины разрушения бетона, приведем типовые примеры и решения.

ХИМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Карбонизация

Процесс карбонизации бетона возникает вследствие проникновения углекислого газа (СО2) в тело бетонной конструкции с образованием карбоната кальция (CaCO3), который в свою очередь снижает защитные свойства бетона.

Защитные свойства бетона измеряются с помощью показателя кислотности pH. pH здорового бетона превышает 13 единиц.

В этих условиях на стержнях арматуры возникает пассивирующая защитная пленка оксида железа (FeO), изолирующая их от негативного воздействия извне, препятствуя образованию коррозии. В результате процесса карбонизации pH бетона снижается.

Когда уровень pH бетона становится ниже 11 единиц, пассивирующая защитная пленка вокруг арматуры нейтрализуется и стальная арматура становится подверженной воздействию кислорода и влаги.

В дальнейшем коррозия арматуры начинает прогрессировать, и бетон, окружающий арматуру, отслаивается, что в свою очередь открывает новые пути доступа для разрушающего воздействия кислорода и влаги

Следствием карбонизации является прогрессирующее разрушение бетонной конструкции, сопровождающееся процессами коррозии арматурных стержней.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано образованием карбонатов, применяется методика, основанная на изменении цвета бетонного образца после специальной обработки. Бетонный образец обрабатывается 1% раствором фенолфталеина в этиловом спирте (стандарт UNI EN 13295:2005). Поверхность здорового бетона, обработанная таким образом, краснеет. Поверхность карбонизированного бетона после обработки цвет не меняет.

Выщелачивание

Бетон также подвержен такому явлению как выщелачивание. Выщелачивание представляет собой процесс размывания цементного камня под воздействием воды.

Такие методы, как химический, термический анализ, методики, основанные на дифракции рентгеновских лучей, не могут быть применимы при анализе выщелачивания бетона. Вещество, которое получается в процессе разрушения подобного типа, представляет собой отлично растворимый в воде бикарбонат кальция. Вымываясь с поверхности, он не оставляет следов для подробного анализа. Еще одной причиной, по которой вышеперечисленные тесты непригодны, является тот факт, что на первой фазе образования бикарбоната возникает карбонат кальция, который присутствует в большинстве видов бетона, поэтому установить, входит ли он в состав этих материалов, или образовался из-за агрессивного воздействия двуокиси углерода, не представляется возможным.

Единственным методом выявления выщелачивания бетона является пристальный визуальный осмотр поверхности. На поверхности бетона, подверженного выщелачиванию, будут видны обширные зоны заполнителя, не связанные цементным камнем.

Агрессивное воздействие сульфатов

Наиболее распространенными растворимыми сульфатами, встречающимися в грунте, воде и промышленных стоках, являются соли кальция и натрия.

Можно также упомянуть и сульфаты магния, но они менее распространены, хотя и наиболее разрушительны.

Сульфаты присутствуют в воде и грунте, кроме того, их можно встретить непосредственно в заполнителе, где они являются загрязняющими примесями. Сульфаты, находящиеся в грунте или воде, контактируют с сооружением, их ионы проникают вместе с влагой в цементный камень бетона (основной механизм переноса), реагируют с гидроокисью кальция, в результате чего образуется гипс.

Впоследствии он реагирует с гидроалюминатами кальция, из-за чего формируется вторичный эттрингит, который приводит к увеличению объема, расслоению, набуханию, растрескиванию и разрушению.

Чтобы убедиться в том, что разрушение бетона вызвано воздействием сульфатов, необходим химический анализ, позволяющий установить уровень их присутствия. В обычном бетоне содержание сульфатов кальция не превышает 0,4-0,6 %.

Агрессивное воздействие хлоридов

Воздействие хлоридов наблюдается в условиях контакта со средой, отличающейся высоким их содержанием, например, с морской водой или антиобледенительными солями, а также в случаях, когда при изготовлении бетона используются загрязненные сырьевые материалы.

Если хлор проник в бетон и достиг арматурных стержней, он снимает с них пассивирующую защитную пленку оксидов железа.

Коррозия появляется в результате проникновения внутрь конструкции хлоридов, снимающих защитную пассивирующую пленку с арматуры, в сочетании с воздействием влаги, содержащей кислород.

Например, в случае, если сооружение полностью погружено в морскую воду, содержание хлора будет выше. Однако поры бетона будут полностью насыщены водой, препятствующей проникновению кислорода. Коррозия арматуры в данном случае может либо вообще не протекать, либо наблюдаться в малой степени.

Однако если рассмотреть другое сооружение, погруженное в морскую воду, с участком, находящимся на открытом воздухе и подверженном морским брызгам, то участком, который в наибольшей степени подвержен разрушению, будет являться зона оседания брызг. Соли, используемые зимой на дорогах в качестве антиобледенительных реагентов, проникают во время таяния и дождей в бетонную конструкцию, вызывая коррозию и разрушение. Как только этот процесс начинается, где бы сооружение ни находилось, коррозия будет продолжаться с увеличенной скоростью, поскольку образуются легкодоступные пути для проникновения агрессивных веществ.

Концентрация хлоридов, требуемая для поддержания коррозии арматурных стержней, прямо пропорциональна рН бетона. Чем выше щелочность, тем больше концентрация хлоридов, которая требуется для начала процесса коррозии. Этим данный процесс разрушения бетона похож на процессы, возникающие вследствие карбонизации.

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителем

В результате взаимодействия щелочей цемента с заполнителем могут происходить существенные разрушения бетонных сооружений. Некоторые типы заполнителей, например, содержащие реакционноспособный кремнезем, взаимодействуют с двумя щелочами, которые находятся в цементе, солями калия и натрия или солями этих металлов, которые поступают извне в форме хлорида натрия (противообледенительные реагенты, морская вода).

Взаимодействие щелочей цемента с заполнителями бетона представляет собой медленно протекающий гетерогенный процесс, поскольку он связан с составом заполнителей, содержащих аморфный кремнезем. В результате реакции в подобных условиях образуются силикаты натрия и гидратированный калий, отличающиеся чрезвычайной объемистостью. Реакции взаимодействия щелочей цемента с заполнителями бетона проявляются в защитном слое бетона. При этом на поверхности появляются микро- и макротрещины, или даже начинается подрыв небольших участков бетона над областями, где в заполнителях имеется реакционноспособный кремнезем (явление вспучивания). Этот феномен, в частности, наблюдается на полах промышленных зданий.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Циклы замораживание/оттаивание

Негативное воздействие льда проявляется только тогда, когда вода в жидкой фазе проникает внутрь бетона. Это вовсе не означает, что бетон должен быть абсолютно сухим, просто уровень влажности не должен превышать определенную величину, называемую «критическим насыщением». Речь идет о том, что количество воды в порах должно быть меньше этой величины. Расширившись при превращении в лед, она должна оставаться в пределах полостей и не создавать напряжения. Однако если вода заполняет или почти заполняет весь объем пор, а затем замерзает, лед начнет ломать бетон, создавая внутреннее давление.

Чтобы ограничить негативные последствия влияния низких температур, необходимо принять меры к сокращению капиллярной микропористости и стимулировать макропористость (чтобы размеры полостей были 100-300 мкм). Для этого при приготовлении бетона используют воздухововлекающие добавки, которые поддерживают соотношение между водой и цементом на низком уровне, используют морозостойкие заполнители.

Воздействие высоких температур

Влияние на бетон высоких температур носит деструктивный характер. Арматурные стержни выдерживают температуры до 500°С, а бетон — до 650°С. Роль бетона, окружающего арматурные стержни, в этом случае носит фундаментальный характер — он замедляет распространение тепла. Чем толще бетон, тем дольше протекает разогрев до температуры 500°С, при которой арматурные стержни теряют прочность.

Огонь способен привести ко многим видам повреждения бетона, причем в очень серьезных масштабах.

Даже если арматурные стержни защищены бетоном, они, разогреваясь, увеличиваются в объеме, создают в бетоне очаги напряжения, что может привести к частичному его разрушению.
Арматурные стержни, нагреваясь, расширяются значительно быстрее бетона, при этом теряется сцепление арматуры с бетоном.
Даже если температура, при которой теряется несущая способность, не достигнута, бетон может утратить свои эксплуатационные качества при внезапном охлаждении, что обычно наблюдается при пожаротушении. В этой ситуации оксид, образовывающийся при нагреве, трансформируется в известь, которая разрушает бетон.
На поверхности, обращенной к огню, наблюдается растрескивание, вызванное быстрым расширением. Некоторые заполнители разрываются и могут отделиться от окружающего бетона. При этом происходит то же явление, что и при быстрой конденсации водяного пара, сопровождающейся небольшими взрывами.
Если воздействие огня носит длительный характер, арматурные стержни достигают температуры, при которой теряют прочность на растяжение, в результате разрушается все сооружение.

Усадка и растрескивание

В этом разделе обсуждается два типа усадки — пластическая и гигрометрическая. Пластическая усадка наблюдается, когда бетон находится в пластичной фазе и выделяет часть влаги, содержащейся внутри него, в окружающее пространство, что приводит к сжатию. Растрескивание в этом случае зависит от условий в среде, окружающей уложенный бетон.

При укладке бетона в опалубку по очевидным причинам испарение не наблюдается. Если же бетон непосредственно контактирует с окружающей средой, происходит испарение, вызванное сравнительно высокой температурой и очень низкой влажностью снаружи либо сильным ветром. При пластической усадке свежего бетона на его поверхности могут возникать микротрещины. Гигрометрическая усадка вызвана выделением влаги в окружающую среду с низким уровнем относительной влажности в течение всего срока эксплуатации сооружения.

Чтобы избежать проблем, создаваемых пластической усадкой, следует принять меры для остановки слишком быстрого испарения имеющейся воды. Это можно реализовать несколькими способами:

Укрыть уложенный бетон водонепроницаемым материалом, который препятствует испарению.
Орошать всю поверхность бетона водой в течение первых нескольких дней после укладки.
На свежий бетон нанести материал, создающий защитную пленку, которая препятствует испарению.

Поскольку по большей части гигрометрическая усадка протекает в течение первых шести месяцев после укладки, поддерживать влажность все это время не представляется возможным. В связи с этим прибегают к таким мерам, как снижение водоцементного отношения и увеличение соотношения между инертными материалами и цементом.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА

Истирание

Истирание наблюдается, когда материал подвергается повторяющимся ударам более твердых частиц. Это вызвано трением между порошком из более твердых пород о поверхность материала. Отсюда следует, что истирание напрямую зависит от характеристик материалов, из которых состоит бетон. Таким образом, стойкость к истиранию можно повысить за счет уменьшения пропорции между водой и цементом или путем нанесения на поверхность бетона смеси цемента с твердыми добавками и заполнителями.

К числу сооружений, которые в наибольшей степени подвержены этому явлению, относятся полы промышленных объектов, чье состояние постоянно ухудшается вследствие непрерывного движения транспортных средств.

Ударное воздействие

Другой формой разрушения механической природы являются ударные воздействия. В этом случае приходится учитывать множество факторов, поскольку бетон является хрупким материалом, который в результате достаточно интенсивных ударов разрушается, а прочность его снижается. Ущерб, наносимый в результате ударов, визуально проявляется не сразу.

В некоторых случаях должно пройти множество циклов подобного воздействия, например, в стыках бетонного покрытия при движении механических транспортных средств. В этой ситуации единственный способ избежать разрушения — изготовить как можно более прочный бетон.

Чтобы повысить ударостойкость, можно прибегнуть к армированию стальными волокнами, что способствует более равномерному распределению энергии ударного воздействия по всей конструкции.

Эрозия

Эрозия — это частный случай износа, вызываемый ветром, водой или льдом, который сопровождается уносом материала с поверхности. Характер процесса определяется скоростью движения, концентрацией твердых частиц пыли и качеством бетона. В этом случае единственным средством защиты являются специальные меры при изготовлении бетона. Следует воспользоваться теми же рекомендациями, что и при истирании.

Кавитация

Кавитация наблюдается там, где присутствует поток воды (при скорости свыше 12 м/с). Быстрое движение воды и неровная поверхность канала, по которому она протекает, способствуют возникновению турбулентного течения и образованию зон пониженного давления, где формируются вихри, вызывающие эрозию стенок. Воздушные пузырьки, которые образуются в потоке воды ниже по ходу течения, попадая в зоны повышенного давления, лопаются, оказывая сильное ударное воздействие, приводящее к эрозии. При очень большой скорости течения воды масштабы кавитации могут быть довольно серьезными. Кавитации можно избежать, создавая гладкие поверхности без каких-либо препятствий для течения воды.

Читайте также: