АиСК Лек.-1-2каз.-СК. АиСК Лек.-1-2каз. 1 дріс. рылыс конструкцияларын жобалау. рылыс конструкцияларыны даму тарихы
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
1 – дәріс. Құрылыс конструкцияларын жобалау. Құрылыс конструкцияларының даму тарихы. Құрылыс конструкцияларының пайда болуы қоғамның материалдық тұрмысымен және өндiргiш күштердiң дамуымен тығыз байланысты. Бәрiнен де бұрын тастан жасалған конструкциялар қолданылды. Алғашқы өңделмеген тастан жасалған ғимараттар тас ғасырында жасалды. Соңынан өндiрiс құралдарының дамуына байланысты конструкциялар үшiн күйдiрiлген кiрпiштер пайдаланылды. Ежелгi құл ұстау заманы және феодалдық дәуiрде тастан жасалған конструкциялар дамудың шегiне жеттi. Бiздiң заманымызға дейiн сақталған тас сәулетiнiң (зодчество) көптеген ескерткiштерiн әлемнiң түкпiр-түкпiрiнен кездестiруге болады. Солардың мысалы ретiнде X ғасырда салынған алғашқы тас палаталарын, Киев Русiнiң храмдарын айтуға болады. 1333 жылы Москва Кремлiнде Архангель соборы, 1367 жылы Кремль қабырғалары салынды және де одан 100 жылдан аса уақыт өте қайта жөнделiп, күнi бүгiнге дейiн маңызын жойған жоқ. Тас конструкциялар қолдануға өте қолайлы, ұзақ мерзiмдi және отқа төзiмдi конструкциялар, түрлі жасанды накладка және арматура енгізілген тастар қолданылады. Қазiргi уақытта түрлi жасанды тастар және арматура енгiзiлген тастар қолданылады. Таспен бiрге ертеректе қолданылған конструкциялардың бiрi- ағаш конструкциялары. Кейiнiрек ағаш үй қүрылысында бөрене (кесiлген) түрiнде қолданылды. ХII-ХVIII ғасырлардағы орыс халқы сәулет өнерiнiң көрнектi үлгiлерiн Москва, Киев, Новгород және басқа қалалардан кездестiруге болады. Ертедегi сәулетшiлер ғимараттарды есептеудiң ешқандай әдiсiн бiлмедi, сондықтан олар құрылыста өздерiнiң практикалық тәжiрибелерiне сүйендi. XVIII-XIX ғасырларда плотина, көпiр, өнеркәсiп және қоғамдық үй сияқты ғимараттар мен инженерлiк конструкциялар үшiн ағаш кеңiнен қолданылады. Ағаш конструкцияларының iшiндегi дамығаны-желiмделген, заводта дайындалған ағаш конструкциялары. Ағаштан жасалған конструкциялардың салыстырмалы берiктiгiне, жеңiл өңделетiнiне, азғантай меншiктi салмағына қарамастан олардың оңай шiритiнiне, жанғыштығына байланысты қолдану саласы азаяды. ХII ғасырдың басынан металдан жасалған құрылыс конструкциялары қолданыла бастады. Олар алғашқыда шойыннан байланыс, тартпа түрiнде шойыннан жасалып, конструкцияларда қолданылды. Жеке көтергiш конструкция ретiнде ХVII-ХVIII ғасырларда қолданыла бастады. Капитализмнiң дамуы темiр жолдардың, көпiрлердiң, өнеркәсiп үйлерiнiң жаппай салынуына әсер етiп, металл конструкциялардың кең тарауына және дамуына ықпалын тигiздi. Металл конструкциялар алғашқыда шойыннан кейiннен болат түрiнде қолданылды. Металл конструкциялардың жоғары берiктiгiне байланысты өзiндiк салмағы аз. Металл конструкцияларды шығарудың өнiмдiлiгi жоғары, оларды заводтарда шығару, құрастыру тез аз, шығынмен орындалады. Соған қарамастан тотығуға өте тез ұшырайтын болғандықтан қорғаныш бояуын ауыстырып отыру-қосымша шығын болып есептеледi. Алғашқыда шегелеп тойтаратын (заклепка), содан соң балқытылған металл арқылы бiрiктiрiлген конструкциялар қолданылды. Кейiнiрек алюминий қорытпаларынан және алдын-ала кернеуленген металдан жасалған конструкциялар қолданыла бастады. Содан соң 1850-1885 жылдары темiрбетон конструкциялар пайда болды. Олар бiр уақытта бiрнеше жоғары дамыған елдерде (Англия, Германия, Франция, АҚШ) пайда болды. Россияда 1917 жылға дейiн-ақ темiрбетоннан өндiрiс үйлерiнiң жабындары, су қоймалары, көпiрлер, өтпе жолдар (жолды кесiп өтетiн көпiр жасап, оларды бiрiнiң үстiнен бiрiн өткiзу) жасалды. Темiрбетонның құрылыста кең құлаш жайып дамуы, оларды индустриялық әдiстер қолданып, жиналмалы темiрбетон конструкциялар түрiнде дайындап, жаппай пайдалануға мүмкіндік берді. Құрылыс конструкцияларына қойылатын талаптар. Құрылыс конструкцияларының жетiстiктерi мен кемшiлiктерi. Құрылыс конструкцияларына жобалау, дайындау, тасымалдау, монтаждау және тұтыну кезінде олар қанағаттандыратын талаптар қойылады. Жобалау кезiнде конструкцияның берiк, мықты болуы қарастырылады, рационалды конструкциялық шешiм қабылданады, материал шығыны аз болуына көңiл бөлiнедi. Құрылыс конструкциялары шешiмдерiнiң барлық кезеңдердегi тиiмдiлiгi олардың материалдарына және оның берiктiктерінің толықтай пайдалануына тiкелей байланысты. Жобалау кезiнде материалдар шығыны көрсеткiштерiн, конструкцияның дайындалу қиыншылығын, уақытын, бағаланылуын көрсететiн бiрнеше конструктивтік шешімдерінің нұсқалары құрылып, салыстырылып, олардың ең тиiмдiсi алынады. Материалдық шығыны аз конструкция деп, бүкiл қимасы түгел көтеру қабiлеттiлiгiне жұмсалатын, берiктiгi бiр қалыпты конструкцияны айтады. Құрылыс конструкцияларының жетiстiктерi мен кемшiлiктерi төмендегідей негiзгi көрсеткiштер арқылы анықталады: 1. Салмағы. Салмағы жөнiнен жетiстiгi бар құрылыс конструкциясы деп, бiрдей жағдайларда салмағы аз болатын конструкцияны айтады. Мысалы: белгiлi бiр сығу күшiне жұмыс жасайтын металл конструкцияларының салмағын 1-ге тең деп есептейтiн болсақ, онда сол күшке жұмыс жасайтын ағаштан жасалған конструкциялардың салмағы одан 1-1,5, темiрбетон - 3-7, тас конструкциялары - 15-25 есе үлкен болады. 2. Отқа төзiмдiлiк. Темiрбетон және тас конструкциялары отқа төзiмдi. Алдын-ала кернеуленген темiрбетон конструкциялардың отқа төзiмдiлiгi аз болады. Металл конструкциялары отқа төзiмсiз. Ағаш конструкциялары iшiнде шомбал, көлемдi конструкциялар отқа төзiмдi. 3. Индустриалдығы. Темiр, темiрбетон, iрi блокты тас конструкциялар және дайын ағаш конструкциялар индустриалды конструкциялар болып есептеледi. 4. Тұтыну шығыны. Металл конструкцияларын коррозиядан қорғау үшiн бояу-сыр, ағаш конструкцияларын шiруден сақтау үшiн оларға сiңiретiн әртүрлi заттар керек, ал олардан басқа конструкциялардың шығыны жоқ десе болады. Металдан, бетоннан, тастан, темiрбетоннан және арматура салынған тастан жасалған конструкциялар мәңгiлiк. Ағаш конструкцияларын жақсы күтiп, шiруден сақтаса, олар да үзақ жұмыс жасайды. Кейбiр ағаш конструкциялары 100 жылдан аса жұмыс жасайды. 6. Қолданылу салалары. Тастан және арматураланған тастан жасалған конструкциялар негiзiнен бағаналар және қабырғалар үшiн қолданылады. Бетон және темiрбетон конструкциялар бiртұтас, жиналмалы-бiртұтас және жиналмалы конструкциялар түрiнде қолданылады. Бiртұтас конструкциялар негiзiнен гидротехникалық (дамбы, бөгет) ғимараттарда ауыр күштердi көтеретiн iргетастар ұшiн қолданылады. Жиналмалы-бiртұтас конструкциялар жабын тақталары, арқалықтар түрiнде азаматтық және өнеркәсiп үйлерiнде, көпiрге өтетiн аралық конструкциялар үшiн қолданылады. Металл конструкциялары үлкен аралық жабын, биiк мұнаралар мен дiңгектер, қара металлургия зауыттарының қаңқалары мен жабындары, ангарлар, павильондар және қоймалар үшiн қолданылады. Алюминий қорытпаларынан жасалған конструкциялар жеңiл салмақтарына байланысты үлкен аралықты, иiлуге және созылуға жұмыс жасайтын конструкциялар үшiн қолданылады. Ағаш конструкцияларын негiзiнен орманға бай аудандарда, жергiлiктi материал ретiнде, кейбiр арнайы ғимараттар үшiн қолданады. Құрылыс конструкцияларын жобалауда шектiк жағдайлар бойынша есептеу әдiсiн қолдану. Берiктiк қоры коэффициенттерi. Кеңес Одағында 1955 жылға дейiн материалына байланысты конструкцияларды есептеуде әр түрлi әдiстер қолданылды. Металл және ағаш конструкцияларын шектеулi кернеу, бетон, темiрбетон, тас және арматураланған тас конструкцияларын қиратқыш күштер, темiр жол көпiрлерiнiң темiр-бетон конструкцияларын шектеулi кернеу әдiстерi бойынша есептейтiн. 1955 жылдың 1 қаңтарынан бастап, құрылыс конструкцияларын есептеудегi ең негiзгi әдiс ретiнде, шектiк жағдайда есептеу әдiсi енгiзiлдi. Бұрынғы қолданылған есептеу әдiстерiнiң өзiндiк кемшiлiктерi болатын. Олар: - қиратқыш күштер әдiсi бойынша есептеуде бiрiккен коэффициенттер жүйесiн қолдану: ол коэффициенттер жүктемеде болатын айнымалылықты, өзгерiстердi дәл бағалай алмады, сондықтан ол конструкцияның көтергiштiк қабiлетiн дұрыс есептеуге мүмкiндiк бермедi; - ал шектеулi кернеу бойынша есептеу - материалдардың иiлiмдiлiк, созылымдық қабiлетiн есепке алмады; ол материалдардың берiктiк қабiлетiн толық жұмсауға мүмкiндiк бермей, материалдар шығынына ұшыратуға мәжбүр еттi. Шектiк жағдайда есептеу әдiсi бойынша берiктiктiң бiрiккен коэффициенттерi орнына жекелеген коэффициенттер (тәжiрибе жүзiнде анықталған) қолданылады. Күштер үшiн, олардың айнымалылығын бағалайтын, күштер бойынша  - сенiмдiлiк коэффициентi; нақты жағдайларда конструкцияға күштердiң бiрiгiп әсер етуiн ескеретiн  - күштердiң бiрiгу коэффициентi және ғимараттардың тағайындалу жауапкершiлiгiн ескеретiн  - коэффициент енгiзiлдi. Конструкция материалының берiктiгiн қамтамасыз ету үшiн  - материал бойынша сенiмдiлiк коэффициентi, сонымен бірге жұмыс жағдай ерекшелiктерiн ескеретін -  - коэффициентi енгiзiлдi.Шектiк жағдайлар әдiсi бойынша есептеуде жекелеген коэффициенттердiң қолданылуы, сонымен бiрге материалдардың созымдылығы қасиеттерiнiң есепке алынуы - конструкция есебiн, оның нақты жағдайлардағы жұмысына сәйкестіндіре түседi. Құрылыс конструкцияларын есептеудiң негiздерi Құрылыс конструкцияларын шектiк жағдайлар әдiсi бойынша есептеу. Конструкцияның шектiк жағдайы дегенiмiз-конструкцияның дайындалу және пайдалану талаптарын қанағаттандырмауы. Құрылыс мөлшерлерi және ережелерiнде шектiк жағдайдың екi тобы қарастырылады: 1) конструкцияның көтергiштiк қабiлетiнiң жойылуы немесе пайдалануға тіптен жарамсыздығы; 2) қажетті деңгейде пайдалануға жарамсыздығы. Шектiк жағдайдың I-тобы бойынша есептеудiң мақсаты: конструкцияны қираудан (морт, тұтқыр, шаршап қирау), оның пiшiнiн, тұру қалпын жоюдан сақтау. Шектiк жағдайдың II-тобы бойынша есептеудің мақсаты: конструкция бөліктерінің шектен тыс орын ауыстыруын болдырмау, жарықтың пайда болуы мен ашылуына жол бермеу. I - топ бойынша есеп шарты  түрiнде жазылады, мұндағы,  - конструкцияның қарастырылатын элементiндегi қолайсыз сыртқы күш әсерiнен пайда болатын ең үлкен iшкi күш;  - элемент қимасының геометриялық өлшемдеріне, материалының берiктiгiне байланысты ең аз көтергiштiк қабілеті.Шектiк жағдайдың II-тобы бойынша есеп  шарты бойынша жүргiзiледi, мұндағы,  - тұтыну кезiнде пайда болатын жарықтың ашылу енi, деформацияның мөлшерi;  - мөлшерлер (нормалар) бойынша пайдалануға кепiлдiк беретiн, немесе жобалау кезiнде берiлетiн шектi мөлшер.Құрылыс конструкциялары берiк, қатты және орнықты болуы керек. Күштер мен әсерлер. Мөлшерлiк және есептiк күштер. Конструкцияның жұмыс iстеу қабiлетi негiзiнен күштер және әсерлерге байланысты, сонымен бiрге материалының берiктiгiне, пайдалану жағдайына, жұмыс iстеу ерекшелiгiне байланысты. Мөлшерлер бойынша конструкцияның жұмыс iстеуiне мүмкiндiк беретiн күштер мәнiн мөлшерлiк күштер деп атайды. Мұндай мөлшерлік сыртқы күштерге конструкция тарапынан пайда болатын iшкi мөлшерлiк күштер сәйкес келедi. Мысалы:  -мөлшерлiк сыртқы күш,  -мөлшерлiк момент,  - мөлшерлік бойлық күшi және т.с.с.Кенеттен күштердiң мөлшерлiк мәнiнен қолайсыз жаққа өзгерісін күш бойынша сенiмдiлiк коэффициентi арқылы ескереді. Есептiк күштер формуласымен анықталады  мұндағы - күш бойынша сенiмдiлiк коэффициентi.Сыртқы есептiк күштерге сәйкес келетiн iшкi күштер есептiк iшкi күштер деп аталады, мысалы:  . Конструкциялар есебіндегі күштердің мөлшерлерi 2.01.07-85 “Күштер мен әсерлер. Жобалау мөлшерлерi” деп аталатын құрылыс мөлшерлерi және ережелерiнен (ҚМжЕ-ден) алынады. Күштер мен әсерлер - тұрақты және уақытша болып бөлiнедi. Тұрақты күштер (өздерiнiң бағыты мен орналасу орындарын өзгертпейтiн) деп көтергiш, шектегіш конструкциялардың салмақтары, топырақтың салмағы мен қысымы және алдын-ала кернеуленудiң әсерi есептеледi. Уақытша күштер уақыт бойынша тұрақсыз, олардың белгiлi бiр уақытта әсер етпеуi де мүмкiн, сол сияқты орны ауысып отырады. Уақытша күштер ұзақ мерзімді, қысқа мерзімді және ерекше болып бөлiнедi. Уақытша ұзақ мерзімді күштерге тұрақты қондырғылардың, сұйықтар мен қатты денелердiң (қоймалардағы мен кiтапханалардағы және дән қоймаларындағы) салмақтары, жабынға, қабырғаға түсетiн күштер, газдар мен сұйықтардың, төгiлетiн денелердiң салмақтары, кейбiр, қары көп жататын аудандар үшiн қар жабынының салмағы жатады. Бұл күштердi “Құрылыс мөлшерлерi және ережелерi”, каталог, стандарттар бойынша қабылдайды.[1,2] Қысқа әсер ететiн күштерге адамдардың, жиһаздардың, жеңiл қондырғылардың, көтергiш транспорттық қондырғылардың салмақтары, атмосфералық - қардың, желдiң әсерлерi жатады. Қардың әсерiнен болатын күштер, негiзiнен, белгiлi бiр жердегi қар жабынының қалыңдығына және үй төбесiнiң пiшiнiне байланысты. Метеорологиялық қызметтiң зерттеулерi бойынша ТМД территориясы 6 ауданға бөлiнген. Әрбiр аудан үшiн қардан болатын мөлшерлiк күштер:  ;мұндағы,  - 1м2 жер бетiндегi қар салмағы, ол құрылыс мөлшерлерi мен ережелерiнде берiледi;  - үй төбесiнiң пiшiнiне байланысты жер бетiндегi (жазық беттегi) қар жабынынан пайда болатын күштен, төбедегi қар жабынынан болатын күшке көшу коэффициентi;  - әртүрлi төбе пiшiндерiне байланысты алынатын коэффициент, оның мәні еңіс және тік төбе пішіндері үшін, сәйкесінше,  ,  болғанда,  және  , ал мәндері интерполяциямен алынады.Желден болатын мөлшерлiк күш жел жылдамдығы қысымына байланысты анықталады:  , мұндағы,  - жел жылдамдығы қысымының 10м биiктiктегi мөлшерлiк көрсеткiші. Мөлшерлер бойынша жел күшiне байланысты ТМД территориясы 7 ауданға бөлiнедi, I-VII аудандар үшiн жел күшi  аралығында өзгередi;  -жел жылдамдығы қысымының жер бетiнен биiктiгiнiң өсуiне қарай алынатын түзету коэффициентi:  биiктiкте  ;  биiктiкте  ;  м-ден үлкен немесе тең биiктiкте  -ге тең деп алынады;  - құрылыс объектiсiнiң кескiнiне және жел күшiнiң схемасына байланысты алынатын аэродинамикалық коэффициент; мәнi мөлшерлерде берiледi.Ерекше күштерге жататындар: сейсмикалық күштер, технологиялық процестiң кенеттен бұзылуынан, жарылыстан пайда болатын күштер. Құрылыс конструкциялары күштердiң түрлiше бiрiгiп әсер етуiне есептеледi. Құрылыс конструкцияларын есептеуде күштердiң ең қолайсыз бiрiгуi алынады. Күштердiң бiрiгуi екi түрге бөлiнедi: негiзгi бiрiгу, ерекше бiрiгу. Тұрақты күш пен ұзақ мерзімді уақытша күштiң және ең бiр маңызды қысқа мерзімді күштiң бiрiгуiн негiзгi бiрiгу деп атайды. Ерекше бiрiгу - тұрақты күш, ұзақ мерзімді және мүмкiн болатын қысқа мерзімді уақытша күштер мен бiр ерекше күштен тұрады. Егер негiзгi бiрiгуде бiр қысқа мерзімді күш алынса, онда бiрiгу коэффициентi бiрге тең болады. Егер екi немесе үш қысқа мерзімді ететiн күштер алынса, бiрiгу коэффициентi  -ға тең, төрт не одан да көп қысқа мерзімді күштер алынса, бiрiгу коэффициентi  -ге тең.Ерекше бiрiгуде бiрiгу коэффициентi -ге тең.Бiрiгу коэффициентi бiр уақытта бiрнеше қысқа мерзімді күштiң әсер етуi мүмкiн еместiгiн ескередi. Құрылыс конструкцияларын есептеуде құрылыс конструкциясы материалы берiктiгiнiң қасиетi оның мөлшерлiк кедергiсiмен -  анықталады, ал оның мәнi үлгiлердi сынау арқылы алынады. Тастан қаланған конструкция үшiн - тiкелей анықталмайды, себебi ол конструкция тас пен ерiтiндiден түрады.Ал бiркелкi конструкциялар, мысалы, металдар үшiн мөлшерлiк кедергi сынақ арқылы анықталады. Құрылыс конструкцияларын есептеуде, есептiк кедергi қолданылады, ол  формуласымен анықталады, мұндағы,  - конструкция сенiмдiлiгiн арттыру мақсатында қолданылатын, конструкцияның материалы бойынша сенiмдiлiк коэффициентi.Конструкциялар есебінде шектiк жағдай пайда болуының маңыздылығы ескерiлiп, - тағайындалу бойынша сенiмдiлiк коэффициентi қолданылады.Тағайындалуы бойынша объектiлер 4 топқа бөлiнедi: 1. Өте маңызды халық шаруашылық объектiлерi АЭС, телемұнаралар, театрлар, мектептер, ауруханалар, олар үшiн -  ;2. Маңызды халық шаруашылығы объектiлерi - өнеркәсiп орындары, ауыл шаруашылық объектiлерi, тұрғын және азаматтық үйлер, олар үшiн -  .3. Шектелген халық шаруашылық объектiлерi, бес жылдан артық жұмыс iстейтiн қоймалар, уақытша үйлер, олар үшiн -  .4. 5 жылға дейiн жұмыс iстейтiн уақытша үйлер, олар үшiн -  .2-дәріс. ТЕМIРБЕТОН КОНСТУКЦИЯЛАРЫ 2. Темірбетон негізі 2.1. Бетон және темiрбетон конструкциялық материалдар Қатқан, күштi көтере алатын бетон өзiнiң құрылымы бойынша негiзгi бөлiгi-ұсақ шағыл тастан, қиыршық тастан және цемент ерiтiндiсiнен (цемент, құм және судан) тұратын бiркелкi емес материал. Цемент тасында (судың цементпен қосындысы) химиялық процестер ұзақ уақыт жүредi. Сондықтан бетон қатқан сайын берiктiгi артады, көлемi кiшiрейедi (ауада кiшiрейедi, шөгедi), ал ылғал ауада iсiнедi. Мұның бәрi бетонның құрамына (ондағы цемент құрамына) байланысты. Сөйтiп, бетонның құрылымы оның берiктiк және деформативтiк қасиеттерiне өте үлкен әсер етедi. Мұны түсiну үшiн, бетонның физикалық-химиялық түзiлу процесiн қарастырайық. Цемент пен толтырғыш тастардың қоспасына су қосқанда, химиялық реакция (гидротация) басталады, соның нәтижесiнде сiлiкпе зат – гель пайда болады, қосылымның кей бөлiгi химиялық реакцияға түспейдi, кристалл ретiнде бөлiнедi. Араласу процесiнде гель толтырғыш тастардың түйiрлерiн бiрiктiрiп, уақыт өткен сайын iрi кристалл бөлшектерге айналдырады. Гель қатайып, цемент тасына айналады да, бiртұтас қатты бетон пайда болады. Сөйтiп, бетон құрылымы бiркелкi емес, цемент тастарынан тұратын кеңiстiк тор, ол құм мен iрiлiгi әртүрлi ұсақ шағыл тастан құралады, бұл толтырғыш түйiрлердің арасында қуыстар (микропоры, капилляры) болады. Ол қуыстар химиялық жолмен байланыспаған судан, су буынан және ауадан тұрады. Физикалық жағынан қарағанда бетон дегенiмiз құрылымы бiркелкi емес, үш түрлi күйде - қатты, сұйық және газ түрiнде болатын капиллярлы-саңылаулы (қуысты) материал. Бетонның сығылуға берiктiгi, созылуға қарағанда, 15-20 есе үлкен. Осыған байланысты иiлуге немесе созылуға жұмыс iстейтiн бетон конструкциялар өте үлкен көлемдi және ауыр салмақты болып, практикалық жағынан қолдануға тиiмсiз болар едi. Керiсiнше, болат созылуға да, сығылуға да жақсы жұмыс жасайды. Осындай қасиеттерiн пайдалана отырып, бетон iшiне болат арматура орналастыру арқылы жаңа темiрбетон конструкциясын жасауға мүмкiндiк туды. Темiрбетон - бетон және арматурадан тұратын, бетонның сығылған және созылған бөлiгiне арматура тиiмдi орналасқан, өзара ілінісуіне байланысты сыртқы күш әсерiне бірігіп жұмыс iстейтiн, кешенді құрылыстық материал. Бұл материал қасиеті бойынша өзінің құрамдас бөліктерінен ерекшеленеді. Темiрбетон конструкцияларды жасаудағы негiзгi мақсат бетонды сығылуға, арматураны созылуға жұмыс iстеуге пайдалану. Бетон және темiрбетон конструкциялар жұмысындағы айырмашылықтарды олардың жүктеме астындағы жұмысын салыстыруға болатын төмендегі суреттен байқауға болады (1-сурет). Б  етон арқалық сығылған бөліктегі кернеудің әлдеқайда аз мәнінде, ал созылған бөліктегі кернеу өзінің ең үлкен шектік мәніне сай келетін сыртқы көлденең күште қирайды. Темірбетон арқалықта сығылған бөліктегі кернеу өзінің шектік мәніне жеткенше, яғни қирау сығылу бөлігінен басталғанша, арматура орналасқан созылған бөлікте жарықтар пайда болып, созылу күштерін тек қана арматура қабылдайды. Бетон арқалыққа тең қималы темірбетон арқалық ол көтеретін күштен 10 есе көп күшті көтереді. Темірбетон арқалықтағы арматураның шектеліп қолданылуы - оның бетонмен біріккен жұмысының әсерінен, яғни, ондағы деформациялардың бетонның шектік деформацияларынан асып кетуі мүмкін еместігінен. Бетон мен болат арматураның бірігіп жұмыс істеуінің негізі – табиғи қасиеттерінің тиімді үйлесуі. Олардың  температураға дейінгі сызықтық ұлғаю коэффициенттерінің мәндері бір-біріне жақын, бетон үшін  , арматура үшін  .Темірбетонның негізгі жетістіктеріне оның отқа қарсы тұрақтылығы, мәңгілігі, жоғары механикалық беріктігі, әртүрлі әсерлерге үлкен кедергісі, түрлі тиімді конструкциялар жасау мүмкіндігі, тұтыну шығынының аздығы, жергілікті материалдарды қолдану мүмкіндігі жатады. Темірбетонның негізгі кемшіліктері: үлкен тығыздығы, жоғары жылу және дыбыс өткізгіштігі, жөндеу қиындығы, керекті беріктігіне жеткенше уақыттың керектігі, қата бастағанда және күш әсер еткенде жарықтың пайда болуы. Арматуралық болат шығынын азайту және жарыққа төзімділікті арттыру мақсатымен қазіргі уақытта құрылыста алдын-ала кернеуленген темірбетон қолданылады. 2.2. Бетонның негiзгi физико-механикалық қасиеттерi Темiрбетон конструкцияларына арналған бетонның қажеттi берiктiгi болуы, арматурамен жақсы жалғасуы, арматураны коррозиядан сақтау үшiн жеткiлiктi тығыздығы болуы керек. Құрылыс талаптарына байланысты бетон арнайы қасиеттермен қамтамасыз етiлуi керек: аязға төзiмдiлiк, жоғарғы температура ұзақ әсер еткенде ыстыққа төзiмдiлiк, агрессивтi ортада коррозияға шыдамдылық, су өткiзбеушiлiк және тағы да басқалары. Бетондар келесi белгiлерi арқылы топталады: Құрамы бойынша - тығыз, кеуектi қуысты, iрi қуысты; Тығыздығы бойынша - өте ауыр  , ауыр  , орташа  ; жеңiл  ; Тұтқыр қоспа түрi бойынша – цементтi, полимерцементтi, iзбестi, гипстi, аралас және арнайы қоспалы; Толтырғыш түрi бойынша - тығыз толтырғышты (гравий, щебень, кварц құмы), қуысты арнайы толтырғышты. Қуысты толтырғыш ретiнде табиғи (перлит, пемза, ракушечник), жасанды (керамзит, шлак және т.б.) толтырғыштар қолданылады. Соңғы жылдары полимербетон және фибробетон сияқты арнаулы бетондар қолданыла бастады. Полимербетон кәдiмгi бетонға полимер немесе мономер сiңiру арқылы алынады, шашыраған талшық арматура қосылған бетон фибробетон деп аталады. Полимербетон - берiк, әсiресе созылуға және соққыға, химиялық әсерлерге, ал фибробетон соққыға жақсы қарсы тұрады. Фибробетон - жол және аэродром жабындары, өндiрiс үйлерінің едендерi үшiн қолданылады. Бетонның берiктiгi. Бетонның берiктiгi көптеген себептерге байланысты, олар: қатаю уақыты, кернеулену жағдайы, үлгiлердiң түрлерi мен өлшемдерi, күштердiң әсер ету ұзақтығы. Бетон берiктiгiнiң уақыт өткен сайын қарқындап өсуi алғашқы мезгiлде байқалады, одан ары азаяды, нөльден жоғары температурада және ылғалды ортада бiрнеше жылдарға жалғасады. Осы себептен темiрбетондар автоклавты өңдеуден өткiзiледi (2-сурет).  Бетонда күштiң әртүрлi түрлерiне байланысты әртүрлi берiктiк болады: Кубтық берiктiк R - бетонды кубтардың сығылуға байланысты уақытша кедергiсi. К  убтарды осьтiк күштермен сыққанда, кубтар бетонның көлденең бағытпен жарылуы әсерiнен қирайды. Тiреу қырымен үйкелiс күшi әсер ететiн болғандықтан, ол көлденең деформациялар дамуына кедергi жасайды. Егер үйкелiс күштерiн жойсақ (мысалы, түйiскен беттердi майласақ), үлгiдегi жарықтар сығу күшiне параллель өтедi және кубтың кедергiсi едәуiр төмендейдi. Стандарт бойынша кубтар майламай сыналады (3-сурет). Неғұрлым кубтың өлшемдері аз болса, соғұрлым оның берiктiгi жоғары болады. Егер қыры 15см кубтың берiктiгi -  болса, онда қыры  кубтың берiктiгi –  ,  кубтың берiктiгi -  болады. Iс жүзiнде конструкциялардың пішіні кубтан өзгеше болғандықтан кубтық берiктiк - есептерде қолданылмайды, тек бетон сапасын бақылауда қолданылады.Призмалық берiктiк  - бетонды призмалардың ось сызығымен сығылғандағы уақытша кедергiсi. Тәжiрибелер көрсеткендей, призманың биiктiгi өскен сайын үйкелiстiң үлгi берiктiгiне әсерi азаяды:  болғанда, ол нөлге тең болады, ал берiктiк шамасы  -ге тең тұрақты болып қалыптасады. - сығылған және иiлген элементтер есептерiнде қолданылады.Призмалық берiктiк  , (3.1)мұндағы  - ғылыми тәжiрибелiк коэффициент: .Созылу берiктiгi  - цемент тасының берiктiгiне және оның толтырғыштармен тұтасуына байланысты. Бетон берiктiгi өс бойымен созылғанда сығылу берiктiгiнен  есе аз.Бетонның кубтық берiктiгi - өскен сайын оның салыстырмалы созылу берiктiгi азаяды: . (3.2)Тәжiрибе жолымен - сегiз түрiндегi үлгiлердi созу, цилиндр түрiндегi үлгiлердi жанасу немесе бетон арқалықтарды ию арқылы анықталады.Жергiлiктi сығылу берiктiгi -  , егер күш элементтiң барлық ауданына емес, тек ғана бiр бөлiгiне әсер еткенде орын алады. Олай болса ; (3.3)мұндағы,  ;  - жергiлiктi сығылу ауданы;  - есептiк аудан.Нақты конструкцияларда әдетте кесілу таза түрде кездеспейдi, өйткенi оларға бойлық күштер әсер етедi.  - кесілу кезiндегi уақытша кедергi. Ол ережелерде көрсетiлмейдi, бiрақ қажет жағдайда  (3.4)формуласымен анықталады. 2.3. Арматура және арматуралық бұйымдар Темiрбетон конструкцияларда арматураны көбiнесе созылу күштерiн қабылдауға және бетонның сығылу бөлiгiн күшейтуге қолданады. Конструкция элементтерiн күштер әсерiне есептеу арқылы арматура мөлшерiн қабылдайды. Есептеу арқылы алынатын арматура-жұмыстық, технологиялық пiкiр бойынша алынатын - монтаждық, есепсiз қойылатын - конструктивтiк деп аталады. Монтаждық арматура жұмыстық арматурадағы және жеке сырықтардағы (стерженьдердегі) күштi бiр қалыпты тарату үшiн қойылады. Жұмыстық және монтаждық арматураны арматура бұйымдарына - дәнекерленген және байланыстырылған қаңқалар мен торларға бiрiктiредi (4-6-суреттер).  Арматура төрт белгiсi бойынша топтастырылады: Жасау технологиясына байланысты сырықты және сымды арматура болып бөлiнедi (олардың  ), шыбық ( , ұзындығы  -ге дейiн), оралған сым /байлам/ ( массасы  -ға дейiн).Нығайту тәсiлiне байланысты ыстыққа қақталған, термиялық өңделген (нығайтылған) немесе созу арқылы суық түрде нығайтылған арматура болып бөлiнедi. Бетiнiң пiшiнi бойынша периодты кескiндi және тегiс болады. Сырықты арматураның қабырға сияқты қырлары, сымды арматураның кедiр-бұдырлары арматураның бетонмен жалғасуын жақсартады (7- сурет).   Қолданылу тәсiлi бойынша кернеуленген арматура, яғни, алдын ала созудан өткiзiлген және кернеуленбеген болып бөлiнедi. Арматура түрін оның дайындалу әдісіне және бетінің пішініне байланысты анықтайды. Сырықты ыстыққа қақталған арматура өзiнiң механикалық қасиетiне байланысты шартты 6 класқа бөлiнедi: А-I, А-II, А-III, A-IV, A-V, A-VI. Арматураның  класы тегіс арматураға, ал басқалары периодты кескіндіге жатады.Термиялық нығаюдан арматураның 4 класы өткiзiледi, олар былай белгiленедi: Ат-III, Aт-IV, Aт-V, Aт-VI. Қосымша  әрпiмен арматуралардың қосылған жерлерiн дәнекерлеу мүмкiндiгiн,  әрпiмен коррозияға қарсы берiктiгiн көрсетедi. Суық жағдайда созылған А-III класты арматураны  әрпiмен белгiлейдi.    болатын арматура аз көмiртектi және жоғарғы берiктiктi болып екi түрге бөлiнедi. Аз көмiртектi кәдiмгi арматура -  , ол негiзiнен тор үшiн қолданылады. Оның диаметрiн  етiп шығарады. Жоғарғы берiктiктi арматура  белгiлеуiндегi “ ” әрпi оның бетiнiң кедiр-бұдыр екендiгiн көрсетедi. Арматураның массасы  -ға дейiн жетедi. Кернеуленбеген арматура ретiнде  , кей жағдайда  және қолданылады. Олардың диаметрлерi  -ге, ұзындықтары -ге жетедi. Арматураның  класының бетi тегiс болып дайындалады.Кернеуленген арматура ретiнде  ,  қолданылады. Олардың диаметрлерi  кластары үшiн  -ге,  класы үшiн  -ге жетедi. Кернеуленген жұмыстық арматура ретінде дәнекерленген қаңқалар мен торлар үшін  , ал өрілген қаңқалар үшін  арматура кластары қолданылады.  арматура класстары түрлері көлденең (қамыттар) және монтаждық арматура үшін қолданылады. Арматураның  кластардағы “ ” әрпімен берілетін индекс, олардың термиялық өңдеу арқылы нығайтылғанын, ал  класындағы “ ” индексі – механикалық жолмен нығайтылғанын (вытяжка) көрсетеді. Сонымен қатар құрылыс конструкцияларында бұрамды сым арматураның екi класы -  және  қолданылады. Оларды арматуралық сымның  к ласының сәйкесiнше  және  сымын бұрау арқылы жасайды (8-сурет).Өндiрiстi индустрияландыру мақсатымен темiрбетон конструкцияларды дәнекерленген жазық және орамды торлар, жазық немесе кеңiстiк қаңқалар түрiндегi iрiлендiрiлген арматуралық элементтермен арматуралайды. Арматуралық торлар мен қаңқаларды арматуралық цехтарда өнiмдiлiгi жоғары дәнекерлеу машиналарымен ағынды технологиялық жүйе бойынша дайындайды. Торлар мен қаңқаларды құрастыруда қадалған нүктелiк дәнекерлеудiң технологиялық мүмкiндiктерiн ескерген жөн. Дәнекерлеу кезiнде арматуралар арасына электродтар кедергiсiз орналасуы керек. Төменде дәнекерленген торлар мен қаңқалар үшiн ұсынылатын арматуралық стерженьдердiң диаметрлерi келтiрiлген. Қадалған нүктелік дәнекерлеудегі арматуралар диаметрлерінің өзара қатынастары 1-кесте
Дәнекерленген торларды негiзiнен тақталы конструкцияларды арматуралау үшiн қолданады. Торлар стандартты немесе жекеше жобалануы мүмкiн. Стандартты торларды диаметрi   және диаметрі  -ге дейінгі А-III арматура класынан дайындайды. Торлар жазық және орамды болып келедi (4-сурет).Жазық торлар ұзындығы  -ге, ал орамды тор орам массасы  байланысты. Жазық қаңқалар бойлық жұмысшы және монтаждық арматуралар мен оларға дәнекерленген көлденең арматуралардан тұрады.Дәнекерленген қаңқаларда бойлық жұмысшы стерженьдер бiр және екі қатарлы болып, көлденең арматуралардың бір немесе екi жағына да орналасуы мүмкiн. Жазық дәнекерленген қаңқалардағы стерженьдердiң ең аз ара қашықтығының олардың диаметрiне байланыстылығы төмендегi кестеде берiлген (2-кесте). Дәнекерленген қаңқалардағы стерженьдердің ең аз қашықтығы 2-кесте
Кеңiстiк қаңқалар жазық қаңқалардан жиналады. Өрiлген торлар мен қаңқалар негiзiнен күрделi конфигурациялы бiртұтас конструкцияларда қолданады. Олар стерженьдердi қиылысқан жерлерiнде жұмсақ өрiлгiш сымдармен байлау арқылы алынады. Темiрбетон элементке салынатын бөлшектер болаттан жасалады. Олар элементке қатты бекiтiлiп, бiр жағы оның бетiне шығып тұрады. Ол бөлшектердi негiзiнен болат конструкцияларды, жиналатын бөлшектердi, технологиялық және басқа құрал-жабдықтарды темiрбетон элементке бекiту үшiн қолданады. Олар үшiн беттiк және пiшiндi прокат пайдаланылады, ал оларға арматураның  кластарынан анкерлер дәнекерленеді. Анкерлік сырықтар прокатпен тавр түріне немесе айқастыру арқылы дәнекерленеді. Анкер диаметрі  -ден кем болмауы керек, ал ұзындығы бетон мен болат кластарына байланысты  болып қабылданады. Пластина қалыңдығы   -ден, ал фасондық прокат қалыңдығы  -ден кем емес болуы керек.     | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
