kompozitais armuotos betoninės konstrukcijos - Vilniaus Gedimino ...

209
ma neišsprendžiama rumbelio kampą padarius statmeną strypo ašiai (t. y. φ = 90°
ir p v = p · cos90 = 0), nes didėjant slinkčiai priešais rumbelį susiformuoja pasviręs
suglemžtos cemento matricos sluoksnis. Tokiu būdu pasikeičia atraminės reakcijos
kampas iš buvusio φ į naują φ * (10.9 pav., a). Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad
šio kampo reikšmė yra 30 ≤ φ * < 45°, todėl armatūros rumbelių posvyrio kampas
turi būti φ > 30 . Armatūros strypuose su mažesniu rumbelių posvyrio kampu nebelieka
efektyvaus mechaninio inkaravimo dedamosios ir jie kur kas blogiau sukimba
su betonu. Jėgos perdavimo posvyrio kampo pasikeitimas iš φ į φ * sumažina
horizontaliosios dedamosios p h
dydį ir padidina vertikaliąją komponentę p v
. Dėl
šio efekto pradeda greičiau plisti išilginiai mikroplyšiai. Antrojoje stadijoje dėl atsiveriančių
skersinių ir išilginių mikroplyšių sukibimo įtempių ir slinkties diagrama
įgauna netiesinį pobūdį (žr. AB dalį, 10.8 pav.).
Trečiojoje stadijoje pasiekiami maksimalūs sukibimo įtempiai τ ≈ (1–3) f ct
. Šioje
stadijoje intensyviai plinta skersiniai ir išilginiai mikroplyšiai, o sukibimo įtempius
praktiškai sudaro tik mechaninė sukibimo dedamoji – rumbelių reakcija į betoną.
Stipriai padidėjus skersiniams plyšiams, susidaro atskirti pasvirę betoniniai spyriai,
kurie iš vienos pusės remiasi į armatūros rumbelius, o iš kitos pusės – į nepažeistą
betono žiedą (10.10 pav., a). Didėjant slinkčiai, atraminė rumbelių reakcija iš pradinės
p pereina į p * , kartu dėl vertikaliosios dedamosios p v
*
poveikio stipriai padidėja
vidinis slėgis į betoną. Kaip minėta, šis tariamas vidinis slėgis sukelia žiedinius
tempimo įtempius σ y betone (10.10 pav., b), kuriems viršijus betono tempiamąjį
stiprį, pradeda vertis išilginiai plyšiai (pradedant nuo armatūros paviršiaus). Esant
pakankamam betono apsauginiam sluoksniui (paprastai c ≥ 5∅, čia ∅ – armatūros
skersmuo), išilginiai plyšiai susidaro betono viduje ir į paviršių neprasiskverbia.
Esant mažam betono apsauginiam sluoksniui (c < 5∅), išilginiai plyšiai dažnai pasiekia
išorinį betono sluoksnį, pažeidžiamas išorinis betono žiedas ir staigiai sumažėja
sukibimo įtempiai. Tokiu atveju trečiojoje sukibimo įtempių perdavimo stadijoje
įvyksta suirimas dėl išilginių plyšių poveikio (10.8 pav.).
Išilginių plyšių atsivėrimą veiksmingai suvaržo skersinė armatūra. Skersine kryptimi
stipriai armuotuose elementuose, išilginiams plyšiams net ir pasiekus betono
paviršių, gelžbetoninis elementas gali atlaikyti augančią išorinę apkrovą. Išilginio
plyšio vietoje tempimo įtempius perima skersinė armatūra, kaip schemiškai parodyta
10.10 pav., c.
Įtempių būvis ir išilginių plyšių plitimas trečiojoje apkrovos stadijoje pateiktas
10.10 pav., b. Čia τ – šlyties įtempiai betone; σ r – radialinė betono reakcija į tariamą
vidinį slėgį (į jėgos projekciją p v ); σ y – žiediniai tempimo įtempiai betone; σ x – tempiamosios
armatūros perduodami išilginiai įtempiai betone. Įtempiams σ x
pasiekus
betono tempiamąjį stiprį, atsiveria įprasti normaliniai, dažnai vadinami pagrindiniais,
plyšiai. Būtent šių plyšių atsivėrimo plotį reglamentuoja inžinerinėje praktikoje