Защитный слой бетона. Назначение. Величина и влияющие на неё факторы.

Защитный слой арматуры в бетоне – это слой бетонной смеси от поверхности до начала арматурных частей. Он необходим для анкеровки (закрепления) арматуры в бетоне, совместной работы железа с бетоном и главное – для защиты арматуры от воздействия внешней среды: нагрева, повышенной влажности, коррозии, агрессивной среды и пр.

От чего зависит толщина защитного слоя?

Если защитный слой бетона сделать слишком тонким, то металл вскоре начнет портиться, а вместе с ним будет разрушаться и вся конструкция. Слишком толстый защитный слой дорого обойдется, поэтому очень важно знать требуемую толщину. Она может зависеть от:

§ роли арматуры – продольная или поперечная, рабочая или конструктивная;

§ нагрузки на арматуру – напряженная, ненапряженная;

§ вида железобетонной конструкции – балки, плиты, опоры, фундаменты и т.д.;

§ высоты или толщины сечения элемента;

§ условия использования – в помещении, на открытом воздухе, при контакте с землей, в условиях повышенной влажности и т.д.

Выбор правильной толщины защитного слоя

Существуют специальные нормы (СНиП), с помощью которых можно определить нужную толщину защиты арматуры. Рассмотрим варианты, которые встречаются наиболее часто.

Для продольной ненапрягаемой арматуры или с натяжением на упоры толщина слоя защиты не должна быть меньше диаметра каната или стержня. Если стенки и плиты имеют толщину меньше 100 мм – минимальный защитный слой должен быть 10 мм; толщину больше 100 мм и в балках с высотой до 250 мм – 15 мм. Защитный слой балок высотой от 250 мм – 20 мм; фундаментов – 30 мм.

Напрягаемая продольная арматура в области передачи нагрузки с арматуры на бетон должна иметь толщину защитного слоя бетона не менее 2d (два диаметра) для арматурного каната или стальных стержней А-IV, Ат-IV; не менее 3d для стержней А-V, Ат-V, А-VI, Ат-VI. Причем минимум для арматурного каната – 20 мм, для стержней – 40 мм.

Если продольная напрягаемая арматура натягивается на бетон и располагается в каналах, то слой бетона (от поверхности до ближайшего канала) не должен быть меньше половины диаметра канала – 20 мм и более. При пучке стальных стержней диаметром, превышающим 32 мм, толщина будет соответствовать 32 мм и более.

Минимальный защитный слой бетона промышленных сооружений:

§ плоских и ребристых плит, стенок, стеновых панелей – 20 мм;

§ балок, ферм, колонн – 25 мм;

§ фундаментов, фундаментных балок – 30 мм;

§ подземных сооружений – не менее 20 мм.

Для защиты торцов арматуры рекомендуют слой бетона в 10 мм для изделий длиной до 9 м, 15 мм – длиной до 12 м, 20 мм – свыше 12 м.

Для каркасов и хомутов с поперечными стержнями учитываю высоту сечения: менее 250 мм – защитный слой 10 мм, более 250 мм – слой защиты 15 мм.

Защитный слой бетона в сложных условиях окружающей среды

Прежние нормы толщины защитного слоя предлагались для конструкций в нормальных погодных условиях. Но бывают и другие варианты:

§ при наличии бетонной подготовки фундамента – не менее 40 мм;

§ при постоянном контакте бетона с землей – 76 мм;

§ при контакте с землей и под воздействием негативных погодных явлений для арматуры d18-d40 – 52 мм, для арматуры d10-d18 – от 25 мм;

§ на открытом воздухе – от 30 мм;

§ в помещениях с повышенной влажностью – от 25 мм.

Для проверки толщины защитного слоя бетона используют магнитный метод, по принципу которого созданы специальные измерители.

Метод расчета жбк по предельному состояниям. Сущность метода. Система расчетных коэффициентов (коэффициентов надежности и условий работы), их назначение. Две группы предельных состояний.

Сущность методав том, что устанавливаются предельные состояния и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих предельных состояний при самых невыгодных сочетаниях нагрузок и минимальной прочности материалов.

Предельнымназывают такое состояние конструкции, при котором она (конструкция) перестает отвечать предъявляемым к ней требованиям (например, в ней образуются трещины, когда они недопустимы по условиям эксплуатации; либо ее прогибы превышают предельно допустимые; либо конструкция разрушается).

Две группы предельных состояний.

В МПС установлены две группы предельных состояний, у каждой из которых свои определенные задачи, и в каждую из которых входит несколько расчетов, обеспечивающих достижение этих задач.

Первая группапредельных состояний называется – предельные состояния по несущей способности (иначе его называют – по пригодности к эксплуатации).

Расчет по 1 группе предельных состояний выполняют, чтобы гарантировать несущую способность конструкции , то есть предотвратить следующие явления:

хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности);

потерю устойчивости конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т.п.);

усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющихся подвижных или пульсирующих нагрузок: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов или перекрытий под неуравновешенными машинами)

разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных воздействий внешней среды (агрессивность среды, попеременное замораживание и оттаивание и т.п.).

Вторая группапредельных состояний объединяет предельные состояния по пригодности к нормальной эксплуатации конструкций.

Во вторую группу входят расчеты:

по образованию трещин;

по раскрытию трещин;

по закрытию трещин;

по деформациям.

Как видно из названий этих расчетов, их задача состоит в обеспечении нормальной эксплуатации конструкций или оборудования, расположенного на них.

Для того, чтобы понять смысл методики МПС, рассмотрим кратко подход к назначению основных расчетных факторов в МПС.