Временное сопротивление
Понятие о железобетоне. Железо (сталь) является материалом, хорошо воспринимающим растягивающие напряжения. Если при бетонировании в опалубку той части конструкции, где ожидаются растягивающие усилия уложить стальную арматуру в виде прутьев, эта конструкция будет также хорошо сопротивляться растяжению, как и сжатию. Материал, в котором кроме бетона работает также металлическая арматура, носит название железобетона.
Свойство совместной работы двух материалов железа и бетона обеспечило железобетону широкое распространение в строительстве. Как же практически осуществляется и в чем смысл совместной работы этих двух разнородных строительных материалов? В большинстве строительных конструкций мы имеем дело не только с осевыми сжимающими силами, но также и с изгибом.
При этом в одной части конструкции появляются сжимающие, а в другой растягивающие напряжения.
Рассмотрим примеры. На двух опорах уложена балка.
Верхние частицы материала балки сближаются, нижние, наоборот, раздвигаются и соответственно этому в верхней зоне балки происходит сжатие, а в нижней — растяжение. Если балка сделана из бетона, то в ней, из-за неспособности бетона сопротивляться растягивающим усилиям, в нижней зоне появляются трещины, направленные снизу вверх.
При увеличении изгибающей нагрузки трещины могут достигнуть верхней зоны балки и она обрушится.
Если при бетонировании балки в нижнюю зону ее уложить железные прутья (арматуру), — балка, будучи впоследствии нагружена в несколько раз большим грузом, не даст никаких трещин, и прогиб ее будет весьма незначительным. Произойдет это по причине того, что растягивающие усилия железобетонной балки будут восприняты уже не бетоном, а арматурой, сопротивление растяжению которой во много раз превышает сопротивление бетона. Если временное сопротивление растяжению бетона равно 15-20 кг/см2, то временное сопротивление растяжению стали обычно составляет около 4000 кг/см2.