logo

Сопротивление бетона срезу

Часть 1   Часть 2

Переходим к рассмотрению следующей механической характеристики бетона — его временному сопротивлению срезу Rср.

Явление среза в его чистом виде состоит в разделении бруска на две части по тому поперечному сечению, в котором приложены перерезывающие силы. Этот случай действия внешних сил предполагает напряженное состояние без участия нормальных напряжений; прочность материала здесь зависит исключительно от интенсивности касательного сцепления между частицами Rt.

Явления среза, встречающиеся в практических задачах, гораздо сложнее только что описанного чистого среза: они сопровождаются одновременным действием касательных и нормальных напряжений. Так например, разрушение призматического бруска сжимающими силами часто происходит, вследствие среза по наклонным плоскостям; однако в этих плоскостях кроме тангенциальных напряжений имеются и нормальные.

В железобетонных конструкциях расчет или поверка на срез встречаются сравнительно редко. Для примера можно указать случай нагружения балки большими сосредоточенными грузами, расположенными вблизи опоры. Если расстояние силы от опоры меньше плеча внутренней пары сил, то поверка балки на срез может оказаться предпочтительнее расчета на главные растягивающие усилия. Аналогичный пример можно видеть в расчете коротких консолей.

Однако независимо от задач, в которых явление среза преобладает, знание величины временного сопротивления бетона срезу Rcp совершенно необходимо, так как на этой величине основывается выбор безопасно допускаемых касательных напряжений при любой комбинации внешних сил.

Практическая методика определения Rср для бетона, к изложению которой мы сейчас приступим, еще недостаточно разработана.

1. В свое время предлагалось определять сопротивление срезу из опытов на кручение цилиндрических бетонных образцов; исходили из того соображения, что в поперечном сечении скручиваемого образца возникают только сдвигающие напряжения. Однако опыты показали, что образцы разрушаются не по поперечному сечению, а по некоторой винтовой поверхности. Трещины разрушения наклонены примерно под углом в 45° к оси образца, и их нужно объяснить действием не касательных напряжений, а главных растягивающих напряжений, поскольку сопротивление бетона разрыву меньше его сопротивления срезу.

2. Проф. Тулли (Thullie) определял сопротивление срезу из опыта на изгиб. С этой целью изготовлялись балки с продольными вырезами возле среднего слоя и небольшими стоечками, соединяющими растянутую и сжатую зоны балки. При нагружении такой балки в стоечках возникают значительные напряжения сдвига. Если в растянутую зону балки ввести арматуру и тем предотвратить возможность преждевременного нарушения прочности балки от разрыва бетона, то при малом размере с стоечек разрушение балки определится именно вышеупомянутыми напряжениями сдвига.

3. Гораздо большее количество опытов для определения временного сопротивления срезу Rcp было проведено по схеме, применяемой обычно при испытании металла на срез. При производстве подобного опыта в бетонном образце сначала появляются трещины, очевидно, происходящие от изгиба образца. Однако эти трещины не доводят брусок до разрушения, и его сопротивление продолжает возрастать, пока не появятся трещины другого типа, ведущие уже к срезу. Деля разрушающую нагрузку на двойное поперечное сечение образца, получают условную величину среднего сопротивления срезу Rt.