Требования к трещиностойкости
К трещиностойкости конструкций (или их частей) предъявляют требования соответствующих категорий в зависимости от условий, в которых работает конструкция, и от вида применяемой арматуры:
1-я категория — не допускается образование трещин;
2-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии обеспечения их последующего надежного закрытия (зажатия);
3-я категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.
Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительным — только постоянных и длительных нагрузок.
Категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций, а также значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды приведены; для ограничения проницаемости конструкций — в табл. 3.1, для обеспечения сохранности арматуры — в табл. 3.2.
Эксплуатационные нагрузки, учитываемые при расчете железобетонных конструкций по образованию трещин, их раскрытию или закрытию, принимают в соответствии с табл. 3.3.
Если в конструкциях или их частях, к трещиностойкости которых предъявляются требования 2-й и 3-й категорий, трешины не образуются при соответствующих нагрузках, указанных в табл. 3.3, расчет по непродолжительному раскрытию и по закрытию (для 2-й категории) или по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин (для 3-й категории) не производят.
Указанные категории требований к трещиностойкости железобетонных конструкций относятся к нормальным и наклонным к продольной оси элемента трещинам. Если рассматриваются нормальные трещины, категории требований к трещиностойкости различных зон по высоте сечения элемента устанавливают по виду и классу продольной арматуры соответствующей зоны, если наклонные — по виду и классу поперечной и отогнутой арматуры, а при расположении продольной арматуры в стенке двутаврового и таврового сечений — также по виду и классу этой продольной арматуры.
Во избежание раскрытия продольных трещин следует принимать конструктивные меры (устанавливать соответствующую поперечную арматуру), а для предварительно напряженных элементов, кроме того, ограничивать значения сжимающих напряжений в бетоне в стадии предварительного обжатия — см. табл. 3.9.
На концевых участках предваритечьно напряженных элементов с арматурой без анкеров в пределах длины зоны передачи напряжений при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке = 1,0, образование трещин не недопускается.
Указанное требование можно не учитывать для части сечения, расположенной по его высоте от уровня центра тяжести приведенного сечения до растянутой от действия усилия предварительного обжатия грани, если в этой части отсутствует напрягаемая арматура без анкеров, а длина зоны передачи напряжений не превышает 2h0 (где h0 определяют по сечению у грани опоры).
В случае, если сжатая при эксплуатационных нагрузках зона предварительно напряженных элементов, не обеспечена расчетом в стадиях изготовления, транспортирования и возведения от образования трещин, нормальных к продольной оси, следует учитывать снижение трещиностойкости растянутой при эксплуатации зоны элементов, а также увеличение их кривизны. Для элементов, рассчитываемых на воздействие многократно повторяющейся нагрузки, образование таких трещин не допускается.
Исчерпание несущей способности железобетонных слабоармированных элементов (обычно это элементы покрытий и перекрытий) одновременно с образованием трещин приводит к хрупкому, внезапному обрушению включающих их конструкций и поэтому особенно опасно. В обычных случаях предельный по прочности момент существенно выше момента образования трещин, в связи с чем разрушению предшествуют значительные трещины и деформации. Это позволяет при эксплуатации конструкций принимать соответствующие меры (например, снять нагрузку, провести при необходимости усиление и т.д.). Большие трещины и прогибы как бы сигнализируют о возможном обрушении. При образовании трещин (в результате, например, случайных перегрузок) усилие, которое обычно воспринимается арматурой после выключения из работы бетона растянутой зоны, вследствие малой несущей способности арматуры оказывается неуравновешенным, внешнее усилие становится больше несущей способности, происходит хрупкое, внезапное обрушение.
С учетом сказанного при проектировании слабоармированных элементов площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена не менее чем на 15% по сравнению с требуемой из расчета по прочности.
Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции, Киев, 2001