Сборные балки

Стык нижних рабочих стержней предусматривался встык контактной сваркой, но в отдельных случаях, при отсутствии соответствующей электросварочной аппаратуры, разрешались стыки с дуговой сваркой накладок. Фактически большая часть таких балок выполнена с накладками; всего таких балок установлено в покрытиях около 500 тыс. шт.

В процессе эксплуатации в балках серии ПК-01-05 стали появляться косые трещины в стенках на опорных участках, изредка наблюдались вертикальные трещины в нижней зоне в середине пролета. Были случаи обрушения балок, выполненных с накладками, из-за разрыва нижней рабочей арматуры.

Все случаи обрушения произошли в период строительства зданий и, как правило, в зимнее время при температуре-30, -40°С вследствие разрыва арматуры в зоне сварного стыка из-за хладноломкости стали при низких температурах.

По причине ненадежной работы (при низких температурах) железобетонных балок, выполненных по серии ПК-01-05 с применением накладок в стыках стержней нижнего пояса, в 1961 г. последовало распоряжение Госстроя СССР об усилении таких балок шпренгелями с предварительным натяжением нижнего пояса. Случаев разрушения балок от косых трещин на опорах не зарегистрировано.

Нормами проектирования бетонных и железобетонных конструкций (СНиП) разрешаются в изгибаемых элементах как вертикальные, так и наклонные трещины с шириной раскрытия при отсутствии агрессивной среды не более 0,3 мм. Для балок же, выполненных по серии ПК-01-05, Госстрой делает исключение и допускает ширину раскрытия трещин 0,5 мм (для неагрессивной среды). Если ширина раскрытия трещин больше 0,5 мм, то требуется усиление балок. Промстройпроект разработал конструкцию усиления и дал чертежи усиления в серии ПК-01-05 вып. 2.

Согласно этим чертежам усиление балок с вертикальными трещинами в пролете производится стальными шпренгелями, а опорные участки балок с косыми трещинами усиливаются постановкой натяжных хомутов диаметром 14-16 мм в пределах распространения трещин с шагом 250 мм.

Причина появления косых трещин заключается в том, что балки запроектированы с большой величиной главных растягивающих напряжений, превышающих предел прочности бетона растяжению. Главные растягивающие напряжения в балках с равномерно распределенной нагрузкой имеют наибольшую величину у опор и направлены под углом 45° к оси балки. При напряжениях, превышающих предел прочности бетона растяжению, и возникают у опор косые трещины. Нормами эти трещины допускаются, ограничивается лишь ширина раскрытия их, как это указано выше.

Таким образом, балки серии ПК-01-05 запроектированы с косыми трещинами на опорных участках.

При изготовлении балок на заводе не всегда получается требуемая проектом марка бетона, а нередко балки выпускаются с пониженной прочностью. Ширина раскрытия трещин в таких балках больше проектной, и длина распространения трещин в пролете увеличивается.

Кроме того, в стадии строительства промышленных зданий установленные в покрытие балки часто подвергаются перегрузке снегом, так как в период строительства не всегда бывает организован нормальный надзор за состоянием кровель и на них нередко скапливается много снега.

Согласно распоряжению Госстроя СССР от 23 декабря 1963 г. требуется обследовать все имеющиеся в покрытиях промышленных зданий балки, изготовленные по серии ПК-01-05, и сомнительные балки усилить.

Рекомендуется следующая методика освидетельствования балок. Балки тщательно обследуются с мостовых кранов, с приставных лестниц, с гидроподъемников или при помощи других средств, позволяющих осмотреть поверхность балки с обеих сторон по всей длине и по всей высоте на близком расстоянии. Все имеющиеся трещины регистрируются: измеряются координаты начала и конца каждой трещины, по которым трещины наносятся на чертеж балки, а координаты записываются под балкой дробью - в числителе указывают расстояния по горизонтали от опорной стойки до начала и конца каждой трещины, а в знаменателе - расстояния по вертикали от низа до начала и конца трещин.

Когда трещина доходит до полки балки, то ордината обозначается "П". Измеряется ширина раскрытия трещин с помощью микроскопа отсчетного типа МПБ-2 с 24-кратным увеличением и с точностью отсчета 0,025 мм. Результаты обследования наносятся на фасад балки. Если ширина раскрытия косых трещин больше 0,5 мм, то требуется усиление опорного участка балки натяжными хомутами.

Если ширина раскрытия косых трещин не превышает 0,5 мм и усиление балки не требуется, то сделанный чертеж фасада балки с нанесенными на него трещинами позволит при последующих технических осмотрах балок судить о затухании или дальнейшем развитии существующих трещин или о появлении новых трещин, что даст возможность своевременно принять необходимые меры по усилению балок. При наличии в середине балок вертикальных трещин шириной более 0,5 мм потребуется усиление таких балок стальными шпренгелями по чертежам серии ПК-01-05, вып. 2. Кроме зарисовки имеющихся трещин, рекомендуется наклеивать на большие трещины (6 = 0,4 - 0,5 мм) гипсовые маяки - по 2-3 маяка на каждом опорном участке с большим развитием трещин. Маяки должны регистрироваться и периодически осматриваться.

Арки работают на внецентренное сжатие, затяжки - на центральное растяжение.

При выполнении затяжки без предварительного напряжения арматуры в пей возникают при эксплуатационной нагрузке большие трещины. Они обычно появляются вблизи опор, и, в зависимости от длины пролета, ширина раскрытия их может достигать 10-15 мм. Трещины в затяжках возникают вследствие органического недостатка бетона - малой величины предельных деформаций растяжения. Если арматура затяжки применена даже из стали низкой марки (Ст. 3), для которой принимали величину допускаемого напряжения 1250 кг/см2, то и в этом случае получается относительная деформация в арматуре при эксплуатационной нагрузке по закону Гука 0,0006 больше 0,00015, т. е. больше предельной растяжимости бетона, поэтому в бетоне появляются трещины.

Эти трещины не опасны, так как при расчете затяжки бетон в расчет не принимается, сечение стали рассчитывается на полное усилие, действующее в затяжке. Все такие трещины необходимо заделывать цементным раствором состава 1:3 (цемент: песок). Заделывать трещины рекомендуется в зимний период, когда на покрытии имеется снег, следовательно, затяжка будет в наиболее напряженном состоянии и, соответственно, будет наблюдаться наибольшее раскрытие трещин.

В современных железобетонных конструкциях центрально растянутые элементы (затяжки арок, нижние пояса стропильных ферм) делаются, как правило, предварительно напряженные, поэтому в них трещины не появляются.

Новости светотехники