Текст
                    в. п. НЕКРАСОВА
HoBtflmie приемы
и задачи железо¬
бетонной техники.
С.-П е т е р б у р г ъ.
Электропечатня К. Четверикова, Караванная 7»
1909.


Электронпчотпя К. А. Четиорпкооа. Караван воя 7.
Мы займемъ внийатпе—читателя- эксперимен¬ та льыымъ и теоретическимъ изучешемъ свойствъ н'Ькоторыхъ сочетай!й металла и бетона, въ на¬ стоящее время еще далеко не обслЬдоваиныхъ въ полной дгЬр’Ь. Съ этою цФлыо мы удълимъ мЪсто краткому обзору важиЬйшихъ изслЪдовашй, уже сдЪланныхъ въ иитересующемъ насъ направле- нпъ ЗатЬмъ мы сообщнмъ результаты собствен- ныхъ изслЪдовашй, начатыхъ осенью прошлаго года, хотя они еще далеко не доведены до конца. Въ то ж е время мы будемъ говорить и о томъ, какъ утилизируетъ свойства этихъ сочетаний сов¬ ременная практика. Съ этой стороны мы также не найдемъ вопроса, исчерпаннымъ въ полной M'bpis и увидимъ, что практика также еще не охва¬ тила всего возможнаго здЪсь разно образ] я npie- мовъ. Къ умножешю этихъ пр!емовъ быть можетъ по служи тъ предлагаемая ниже желЬзо-бетонная система, основанная на свойствахъ нЪкоторыхъ изъ этихъ видовъ сочеташЙ металла и бетона, отчасти уже извЪстныхъ, отчасти-же зам’Ьчен- ныхъ нами, и невидимому впервые. I. Классификация арматуръ. Современная литература, не только русская! но и иностранная, еще не выработала сколько ни- будь рациональной классификации металлическихъ арматуръ, вводимыхъ въ бетонъ; этому отвЪча- ётъ и отсутствие удобопонятной терминологии До сего времени продолжаютъ довольствоваться 1
4 неудовлетворительнымъ пр!емомъ характеристики арматуръ по ихъ внешнему виду, разделяя арма¬ туры, наприлгЬръ, па продольный и поперечный. Въ основу опытной ращональпой классифика¬ ции арматуръ мы вложимъ, помимо внЪшнйхъ признак о въ, еще и тгЬ, кои отличаютъ арматуры по ихъ назначение, по той роли, каковую онФ играютъ въ укрепляемой ими бетонной массе. Въ плоскихъ и сводчатыхъ покрытаяхъ системы Монье-Коанье, сталь и железо вводятся въ виде отдЪльныхъ стержней или сЪтокъ въ тгЬ слои бе¬ тона, где ожидаются растягиваюгшя усюпя» Наз- начен!е железа, введеннаго сказаннымъ путемъ, заключается въ томъ, чтобы воспринимать непо¬ средственно на себя большую часть растягиваю - щихъ усилш, и этимъ какъ-бы разгружать растя¬ нутый волокна бетона. Прим'Ьнензе железа одновременно и въ сжа- тыхъ слояхъ плоскихъ и сводчатыхъ перекрытш, въ виде сЬтокъ и продольныхъ стержней, распо- лагаемыхъ по направленно у сил in сжапя, а равно и въ колоннахъ, имеетъ то же значеше, что и въ случаяхъ применешя продольныхъ стержней въ растянутыхъ слояхъ; здесь, какъ и въ первомъ случае, железо воспришшаетъ непосредственно на себя большую или меньшую часть ежи маю щихъ усизпй и этимъ разгружаетъ сжатыя волокна бетона. Въ 1892 году Геинебикомъ предлагается из¬ вестный пр!емъ дополннтельнаго вооружен]я ба- локъ и вообще изгибаемыхъ частей путемъ, такъ называемыхъ, подвесокъ на срезываше (6triers) Сътой же целью вместо Геннебиковскихъ ско- бокъ изъ плоскаго железа применяются подвески изъ кругл аг о железа, решетки и т. п. Наз начете этого вида поперечныхъ конструкций заключается
— h — въ томъ, чтобы передавать непосредственно же¬ лезу большую или меньшую часть перерез ываю- щихъ усилш, и этимъ опять-таки разгружать во¬ локна бетона, работающая на скалываше. Какъ составныя части сооружешя, все озна¬ ченный арматуры являются основными рабочими элементами; расчетъ сооружешй прежде всего касается этихъ арматуръ, По этимъ причинамъ означенный арматуры слЪдуетъ относить къ кате- ropin основных*. Но общее заключается не только въ этомъ. Читатель заметил ъ, что во всгЬхъ случаяхъ мы могли сказать, что эти арматуры восприиимаютъ непосредственно на себя часть дъйствующихъ усилш и этимъ разгружаютъ г1з волокна бетона, въ коихъ онЪ заложены, Въ этомъ смысле ихъ роль одинакова, и это позволяетъ основный арма¬ туры на растяжеше, сжат!е и срезываше выде¬ лить въ особую группу непосредственных^ арматуръ. Есть другая группа основныхъ арматуръ, где дФло обстоитъ несколько иначе, что и заставитъ иасъ раз сматривать эту группу особо, давъ ей наймем овате арматуръ косвенных*. Когда зайдетъ речь объ этихъ арматурахъ, мы надеемся доказать своевременность выделешя такой особой группы; но пока мы перейдемъ къ другой категории арматуръ, а именно къ армату- рамъ второстепенным* или къ конструктивным* Эо- бавкам*^ некоторые виды коихъ одновременно мо- гутъ иметь з начете и косвенныхъ арматуръ, яв¬ ляясь какъ-бы переходнымъ типомъ къ косвеннымъ арматурамъ спец! аль наго вида. Въ железо-бетонныхъ сооруженгяхъ можно встретить большое разнообраз!е второстепенных* металлическихъ частей, такъ называемаго верна или конструктивных* добавок*.
6 По аналог!п съ решетками трубчатыхъ рас- косовъ и стоекъ жел^зныхъ фермъ, продольные стержни железо бет о ннЫхъ колон нъ соединяются между собой хомутами, скобками и переплетами. Безъ этихъ поперечныхъ арматуръ железо-бетон¬ ная колонна также слаба, какъ и сжатый трубча¬ тый раскосъ иди стойка, въ коей отсутствуютъ решетки, но назначеще перевязокъ въ колоний сложнее, ч'Ьмъ назначен!е рфшетокъ въ железной стойк’Ь, Въ послЪднихъ рЕшетки перевязываютъ отдельны я фасонный части сФченкя въ одно trb- лое (въ отношеши моментовъ инерщи) и въ то же время сокращаюсь свободную длину каждой фасонной части въ отдельности, уменьшая опас¬ ное вл!ян1е продольнаго изгиба. Перевязки про- до льны хъ стержней въ жел’Ьзобетонныхъ колон- нахъ нужно разсматривать, во-первыхъ по отно¬ шение къ продольнымъ стержнямъ, а во-вТорыхъ, по отношение къ бетону. По отношение къ про¬ дольнымъ стержнямъ перевязки им'Ьютъ совер¬ шенно то же значеше, что и решетки въ жел'Ьз- ныхъ раскосахъ и стойкахъ, т. е. онЪ связываютъ продольные стержни между собой и уменьшаюсь степень ихъ продольнаго изгиба. Не мен'Ье важно значен1е этихъ перевязокъ и по отношение къ къ бетону. Если бы мы построили колонну, въ коей продольный желг1ззныя части были бы на¬ столько сильны, что не было бы причины опа¬ саться ихъ продольнаго изгиба и посему можно было бы оставить ихъ безъ перевязки между со¬ бой, то бетонъ въ такой колоний былъ бы въ услов!яхъ гораздо худшьхъ, чньмъ въ простомъ бетон- номъ пилонтъ; отъ мал'Ьйшаго несоглас!я въ дефор- мащяхъ ейльныхъ продольныхъ частей можно было бы ожидать продольнаго разелаивашя бе¬ тона. Во изб'Ьжаше такого мреждеврсменнаго раз-
7 рушешя бетона, примкнете поперечныхъ перевя- зокъ совершенно необходимо. Съ тою же целью предотвратить преждевременное разрушен ie бе¬ тона отъ т’Ьхъ же причинъ, конструкторы иногда • Фиг. 1. прим'Ьн яютъ по¬ перечный армату -г ры и независи¬ мо отъ про ДО ЛЬ” ныхъ стержней, На фиг. 1 изобра¬ жена железо-бе¬ тонная шпунтовая доска системы Геннебика, Поми¬ мо поперечныхъ п е р е в я з о къ k между продоль¬ ными стержнями, мы паходимъ не¬ зависимый жел'Ьз- ныя полосы иг. Совершенно оче¬ видно, что обра- зоваше продоль- ныхъ трещи нъ а-а въ случае отсут¬ ствия попереч¬ ныхъ полосъ иг, было бы неиз¬ бежно. Распола- гая въ сжатыхъ частяхъ указан- ныя поперечный арматуры, практики обыновенно ограничиваются или глазомЪромъ или своимъ строительнымъ опытомъ.
8 Особою неопределенностью расположев!я от¬ личаются конструктивный добавки, применяемый въ виде разнаго рода дополнительныхъ сТержнёй, поковокъ и переплетовъ въ местахъ резкаТо пе- рехода формъ и сопряжешй отдельныхъ р^бочихъ элемёнтовъ другъ съдругомъ, напримеръ, балокъ съ колоннами, тимпановъ съ арками и т. п. Также въ местахъ, где необходимо осуществить проч¬ ную заделку, въ местахъ сооружений, работа ко- а> Фиг, 2, ихъ или трудно определима по расчету, или должна считаться съ усилиями случайныхъ направлен^. Характерны некоторые частные виды, конст- руктивныхъ добавокъ. Въ большихъбалкахъГен- небика (фиг. 2) иногда применяются отдельный поперечный полосы t или „шпигъ*, съ целью предотвратить образован^! трещинъ по направ¬ ленно а-а, что можетъ иметь место вследствие односторонней погрузки, скручивашя балки и т. п. Въ плитахъ помимо продольныхъ стержней R на растяжете (фиг. 3) иногда укладываются по¬
9 перечные стержни г въ верхнихъ слояхъ. Изъ поперечнаго с'кчёшя тп-wi ясно, что поперечные стержни г полезны въ томъ отношенш, что они распределиютъ в;пян|е сосредоточеннаго груза .Р на большее число раббчихъ стержней R, почему и носятъ назван! е „распределительныхъ стержней * barres de repartition). Фиг. 3, Роль железа въ железобетоне, и цели его применен!я, еще не исчерпываются перечислен¬ ными случаями. Уже не новымъ является вопросъ о томъ, что некоторые даже изъ упомянутыхъ видовъ • арматуръ сильно видоизменяютъ свойства и самого бетона, и таковой начинаетъ обнару¬ живать сопротивляемость большую той, которая для него обычна, особенно въ сжатыхъ частяхъ. Эти замечательный свойства бетона экёплоа- тировались въ колоннахъ Геннебика, правда,, лишь въ неявной, въ нёсмЬлой форме. Обнару¬ жить это можно, исходя изъ критики практиче- скихъ пр!емовъ расчета колоннъ, применявшихся этой школой. По Геннебиковскимъ пр1емамъ расчёта на бе- . лс кгр, тонъ въ колонне ооычно допускаютъ 25—а ~ см. на железо въ продольныхъ стержняхъ одновре¬
10 — менно 1000 “~у нисколько не справляясь съ упру¬ гими деформацшми бетона и желЪза. Счптаясь же съ этими деформащями, обыкновенно определяютъ напряжен 1я бетона (зь) и железа ) при помощи формулъ □ь = Еь X % и <й£ = х й » где -&ь и -Ь'с — коэффищенты упругости бетона и желФза, гь и it — относительные укорочения. Если де ф о рма ц! и бетон а и пр одо л ьн ы хъ’ стерж н е й м е ж ду собою солидарны, то — £ следовательно О1> ~ Еъ’ т. е. отношен!е напряжений железа и бетона въ к оло н йе рав н 6 oTiFo nieuTio ко эфф ищеитовъ* ^пру- гост1Г*жЬ лева ’ йг бёт она. По опытнымъ даннымъ и въ ши роки хъ- прёдЪлахъ величина эта колеб¬ лется отъ 8 до 20, между тЪяъ‘ nTb^3W№fuii Геннебика сл’едуетъ, что ,Въ результате действительны я напряжен! я въ колоннахъ Геннебика не отвЪчаютъ расчет- нымъ, напряжения бетона въ нихъ всегда более 25 кгр./см.2, а напряжешя железа менФе 1000 кгр./см.2. Перегрузъ бетона оказывается темъ большимъ, чЪмъ больше процентное содержаше же¬ леза, достигая вънЪкоторыхъ случаяхъ 50 кгр./см.- и более. Къ сему надо добавить, что Геннебикъ применяетъ бетонъ не съ большимъ содержа- н!емъ цемента (300 кгр. на куб. мтр.). Короче говоря, мы не рискнули-бы построить простой бетонный пилону нагрузивъ его при тЪхЪ’Же усло- в!яхъ до 50 кгр, на кв. см.; темъ не менее прак¬ тика показываетъ, что колонны Геннебика пре¬
11 красно несутъ свою службу. Во время разнагб рода пробныхъ иагрузокъ и бывающихъ здесь случайностей, реже всего разрушения начинаются съ колоинъ. Незаменимый опьггь практики приводить къ тому убежден1ю, что нагрузка на бетонъ въ Ген- иебиковскихъ колоннахъ можетъ быть допущена большей) чгъмъ въ случать простых* бетонных* пило¬ нов*. Причину надо искать во влгянъи на бетон* арматур* колонны. Переходя къ вопросу объ изучении этого влгя- шя, остановимъ внимаше иа тЪхъ явленняхъ, кои происходятъ при разрушении камней отъ сжатия. При разрушены камеииыхъ или бетонныхъ образ- цовъ кубической формы, если направление ежи- мающихъ уснлШ хорошо центрировано, обыкно¬ венно пр о и сход итъ отделение лещадокъ съ четы¬ рехъ яаружныхъ сторонъ образца. Лещадки эти имЪютъ наибольшую толщину по середине, вы¬ клиниваясь къ опорамъ машины. По отделены лещадокъ мы получаемъ характерную форму раз- рушеннаго образца съ перетяжкою по середине, что придаетъ ему видъ катушки. Разрушению образца предшествуютъ деформации, кои въ общихъ чертахъ сводятся къ следующему. Основ¬ ной деформацией является продольное укорочение; этому последнему всегда сопутствуетъ попереч-' ное расширение. Въ то время, какъ въ средиемъ сечении образца эти расширения обнаруживаются въ полной мере, плоскости соприкасашя образца съ челюстями машины не могутъ свободно рас¬ ширяться благодаря образующемуся треийо. Въ результате образецъ принимаешь боченкообраз- ную форму и волокна бетона, ранЪе быволя вер¬ тикальными, получаютъ неравномерное искрив- лен}е къ опорамъ машины; следствнемъ этого
— 12 — искривлены являются скалывающая напряжен!я, кои даютъ объяснение направленно трещинъ, идущихъ отъ верхнихъ и нижнихъ углов ъ къ центру образца. Приближаясь къ середииФ образца, трещины эти принимаютъ вертикальное направление и пересФкаютъ среднее сфчеше подъ прямымъ угломъ; но какъ разъ посере¬ дине вертикальный волокна не имФли искрив¬ ления, въ то время какъ горизонтальный волокна получили наибольшее уллин еше вслФдств!е попе- речнаго расширения; эти поперечный удлинешя и послужили началрмъ образованы вертикал ьныхъ трещинъ, какъ-бы отъ разрыва средней части образца воображаемыми горизонтальными силами. Все сказанное приводить къ заключенно, что при сжат!и бетоннаго или каменнаго кубика опасны не продольный укорочены, не сжимающая напряжен!я, а искривлеше волоконъ и попереч- ныя растяжения, т. е, скалываюиця и растягиваю- щ!я усилия. Къ этому добавимъ, что въ опытахъ надъ с-жат!емъ кубиковъ скалывающая деформащи про¬ являются въ большей степени, чФмъ то имФетъ мФ сто въ услов!яхъ практики. Известно, что если поверхности кубиковъ, соприкасающаяся съ челю¬ стями машины, смазать саломъ (опыты ЕоррГя), т. е. уменьшить треше между поверхостмми куби¬ ковъ и опорами машины, то трещины при разру¬ шены принимаютъ отвФсиое направлеше, что го¬ ворить о разрывФ горизонтальныхъ волоконъ по всей высотФ кубика. Если мы подвергнемъ сжатию безъ этихъ предосторожностей не кубикъ, а бол Фе или менфе высокую призму, то вертикальные участки трещинъ окажутся большими, чФмъ въ случаФ кубиковъ. Въ результатФ этихъ изучен!!! мы приходимъ
13 — къ известному уже и практически, важному за¬ ключению, что всякгя препятствья поперечными рас- ширен/ямг бетона должны увеличивать. его сопротив¬ ляемость со/сатйо. Въ колонн^ Геннебика система продольныхъ ртержней, перевязанныхъ хомутами, заключала внутреннее ядро бетона въ некоторую клетку, которая препятствовала поперечнымъ расшире- шямъ этого ядра, чемъ и объясняется ея высо¬ кая сопротивляемость, Такимъ образомъ вся система арматуръ ко¬ лонны, можетъ служить и въ другой роли; она можетъ увеличивать сопротивляемость бетона, т. е. вооружать его какъ-бы косвеннцмъ образомъ. Все те арматуры, или системы арматуръ, ко- т.ррыя, не разгружая бетона непосредственно, ста- вятъ его въ татя условья f что его собственная со¬ противляемость возрастает^ мы будемъ называть косвенными арматурами. Разъ мы желаемъ при помощи косвенныхъ арматуръ увеличивать сопротивляемость бетора до известнаго предела, т. е. желаемъ сознательно э, коп л оа тировать ихъ свойства, то этимъ самымъ мы вводимъ косвенный арматуру въ разрядъ ра- бочихъ элементовъ сооружешя; мы уже будемъ не въ праве ограничиваться практическим^ гл азо- меромъ, какъ то было въ случае конструктив- ныхъ добавокъ, а посему должны будемъ ум^ть расчитывать выбранный нами видъ косвенныхъ арматуръ. ВслЬд CTsie сего косвенных арматуры также, какъ и арматуры непосредственныя, надо относить къ категории основныхъ арматуръ. 11 Современное положеше вопроса о носвенномъ вооружена бетона въ наунЪ и въ практике. Выделение особой группы арматуръ, при по-
— u — мощи коихъ осуществляется косвенное вооружение бетона, автору настоящей статьи представляется вполне своевременнымъ. Однимъ изъ устарЪлыхъ пр!емовъ коевеннаго в ору жен in бетона является уп ом инавш in ся пр!емъ вооружен in колонны продольными стержнями съ перевязками. Некоторый данный касательно та¬ кого типа арматуръ мы находимъ въ разъясне- шяхъ къ известному французскому Циркуляру отъ 20 октября 1906 г.г а именно (см. ,,Le Ciment* ноябрь 1906 г., стр. 174).*). „§ 5. Важно ввести рациональное применение металла не только въ качестве продольной арма¬ туры > ио также поперечной и косой, съ тЪмъ, чтобы воспрепятствовать выпучиванпо бетона подъ действ^емъ продольнаго сжат1я. Сопротив¬ ление бетона на раздробление при этомъ возра- стаетъ въ значительной пропор i и и, и когда попе¬ речная арматура сковываетъ бетонъ въ доста¬ точной мере (va jusqu’a un frettage suffisemnient serre), это сопротивление достигаетъ такихъ раз- мЪровъ, кои не могли быть предзидены ранее, чемъ то обиаружилъ опытъ. Поэтому естественно увеличивать допускаемое напряжете въ зависи* мости отъ объема и расположения поперечной и косой арматуры. Трудно будетъ дать вполне точный указания по этому вопрос}'. Несколько ла боратор ныхъ и заводскихъ опытовъ, сд ел ай¬ ны хъ сравнительно надъ бетономъ безъ попереч¬ ной арматуры и съ таковою, обнаружатъ степень увеличешя сопротивляемости, которое окажется у по следи и хъ, и позволятъ назначить соответ- '") Русск. перев. см. журналъ „Цементъ, его производ¬ ство и приыЬнешяи, 1907 г., выпускъ 3-й, стр. 60. Зам-Ь- ченяыя неточности исправлены.
— 15 - ственное безопасное увеличение временной на¬ грузки. ТЪмъ не менее опыты, произведенные Цементной Комиссией, позволяютъ, за неим’Ьшемъ ничего лучшаго, допустить, что поперечная арма- тура увеличиваете сопротивлегпс бетонной призмы на раздробление въ отношении vf I ГПГ ч . V ’ где v'—объемъ поперечный или косой арматуры» v — объемъ бетона на единицу длины призмы; nV — коэффищентъ, меняющийся въ зависимости отъ силы связей между продольными стержнями. Когда оиЪ состоять изъ перевязокъ, проэкти- рующнхсд на поперечное сечете призмы прямо- угольникомъ, то коэффищентъ nV меняется отъ 8 до 15, minimum относится къ случаю, где раз- стоягле между поперечными связями равно наи¬ меньшему поперечному размеру даннаго бруса, и maximum,, когда упомянутое разстояше равно одной трети (самое большее) этого размера0. Эти относительно новыя данныя, ясно гово- рятъ, что даже самый старый типъ косвенной арматуры колонны въ виде перевязокъ между продольными стержнями, й тотъ представляется мало освещеннымъ Teopieii. Приводя свою фор¬ мулу, Цементная Комисшя говорите, что она даете ее „за неимешемъ ничего лучшаго*, И дей¬ ствительно. достаточно самаго поверхностнаго взгляда, чтобы убедиться въ большой прибли¬ женности этой формулы. Аналитические выражегпе степени увеличешя сопротивляемости бетона косвенной арматурой разсматриваемаго типа должно было быть постав¬ лено въ зависимости не только отъ перевязокъ между продольными стержнями^ но и отъ продоль-
Фиг. 4
17 пыкь стерэ/снсй. Съ точки зр’Ьтя практической точное рЪшеюе этого вопроса врядъ-ли пр едет ав- ляетъ особый иитересъ, ибо разсмотрЬннын пр!емъ косвенной армировки является устарЪлымъ м песо вершен нымъ, какъ недостаточно приспо¬ собленный для новой спешальной цЪли. Въ настоящее время практика уже можетъ располагать специально выработанными пр!емами косвеннаго вооружения бетона, кои позволяютъ при незначительной затратЬ желЬза въ косвенной арматура, увеличивать сопротивляемость бетона въ значительно большихъ степеняхъ. Изъ косвенныхъ арматуръ спещальнаго вида наибольшей популярностью пользуются арматуры Консидера. Первыя со об щен! я и публикации изобретателя „beton frette" были сдЪланы имъ сравнительно недавно, всего въ 1902 году, но въ настоящее время уже р’Ьдюй техникъ не знакомь съ этой системой и ея свойствами хотя-бы въ общихъ чертахъ. Основою въ арматурахъ Консидера является обручъ, стягивающий большую часть сЪченхя сжа- таго бруса. Техническая трудность при осущест- влеши надлежащаго замыкашя отдЪльныхъ обру¬ чей. заставляетъ Консидера отдать предпочтете спиральной обмоткЬ, изготовляемой изъ возможно длинныхъ кусковъ круглаго желЪза или прово¬ локи; стыковъ при этомъ меньше; сопряжешя отдгЬльныхъ спиралей достигаются путемъ заве- дешя нгЬсколькихъ витковъ сосЬднихъ спиралей одинъ за другой. Практическая соображения побу¬ ждаюсь Консидера дополнять спирали рядомъ продолыгыхъ стержней, расположеиныхъ съ вну¬ тренней стороны спиральной обмотки, н обра¬ зующих!, вм’Ьст'Ь съ последнею некоторую сЪтку, 2
18 — ЧТО ВЪ KOHirh концовъ и приводить къ кон¬ струкции. изображенной на фиг. 4 (колонна или вообще сжатый брусъ). Внутреннее ядро бетона оказывается закованнымъ въ клЪтку, весьма удачно приспособленную для того, чтобы сопро¬ тивляться поперечнымъ деформащямъ бетона и позволяющую, какъ показываетъ опытъ, увели¬ чивать сопротивлен!е бетона на единицу площади въ весьма большихъ предЪлахъ. КромЪ сего известно, что арматуры К он си¬ дера выгодные простыхъ продольныхъ арматуръ, т. е. требу ю тъ для достижения одинакова го увели¬ чена прочности бетона меньшей затраты жел'Ьза. ЗатЪмъ известно, что призмы изъ „beton irette" обнаруживаютъ удивительный свойства при ихъ разрушенш, каковое не наступаете вне¬ запно у какъ въ случай простыхъ бетонныхъ призмъ или призмъ съ продольными стержнями, даже если послЪдшя вооружены и большимъ ко¬ ли чествомъ перевязокъ, чфмъ то принято на практик^, но происходить медленно и сопровож¬ дается громадными продольными умроченъями, какъ въ случай пластичныхъ и нехрупкихъ матерь- яловъ. Такимъ образомъ арматуры Консидера въ сжа- тыхъ брусьяхъ даютъ слФдующИ! эффекты 1) Увеличивагатъ временное сопротивление призмъ; 2) требуютъ меньшей затраты желЪза по сра¬ внение съ продольными стержнями, и 3) дЪлаютъ призму медленно разрушающейся нехрупкой, при максимальныхъ иагрузкахъ. Посл'Ьдшя свойства Консидеровскихъ арма¬ туръ могутъ быть присущими не всФмъ косвен- нымъ арматурамъ, почему эти арматуры могутъ быть поставлены рядомъ съ Консидеровскими
19 — лишь въ тЪхъ случаяхъ, если со стороны всЬхъ указами ыхъ свой ст въ будутъ обнаруживать не худсше результаты. При определен! и основного свойства косвен- н ыхъ ар м ату ръ—у величи ват ь с о п роти в л я ем ос ть бетона сжагпо, мы исходили непосредственно изъ разсмотр'Ьшя явленЮ при сжатии бетона. Коней- деръ дЪлаетъ иную постановку вопроса *) и исходить изъ разсмотргЬн1я влияния цилиндриче¬ ской желФзной оболочки, заключающей въ себ'Ь песокъ, и приходить къ выводу, что для того, чтобы разорвать оболочку при помощи давлешя на пе- сокъ, необходимо приложить грузъ св 2.4: раза больипй^ ч'Ьмъ для разрушешя желЪзныхъ стерж- пей того же в'Ьса и высоты, что и оболочка ци¬ линдра, при допущены, что сопротивление на сжатье стержней равно сопротивление оболочки на разрыву Заменяя по отношение к ь бетону оболочку обру¬ чами или спиралями, Консидеръ ожидаетъ того же эффекта. Числовое опредЪлеше выгодности косвенныхъ арматуръ по сравнение съ продольными предста- вляетъ интересъ какъ въ теоретическомъ такъ и въ практическомъ отношение ниже мы приведемъ тгк основашя, изъ коихъ Консидеръ выводить за¬ ключен! е, что для спиралей и бетона, такъ же какъ для оболочки и песка, этотъ ксэффицгентъ выгодности, какъ мы будемъ называть, также при¬ мерно равенъ 2, 4; мы коснемся критически этого вывода Ко нс и дера, сдЪлавъ предварительно сл'Ь- дупля опредЪлешя общаго характера. Если мы имгЬемъ рядъ призмъ съ некоторой арматурой и безъ арматуры и установит» изъ *) „Genic Civil", 190Л г. Ру сетей переводъ см. жур. „Цемелтъ" за 1903 г.
— 20 опыта среднее временное сопротивление длятЬхъ н другпхъ призмъ на единицу поверхности, то разность этихъ велиминъ устаиовнтъ степень вл1яжя арматуры, допустимъ въ килограммахъ на кв» см. Если это увеличение сопротивления, про¬ изведенное данной арматурой, отнести къ 1°/а с о держа Hi я железа, то мы получимъ число кило¬ грамме въ на кв. см., на каковое увеличилъ сопро- тивлеше призмы 1°/° железа. Такой пр1емъ опре- Л’Ьлежя вл1ятя арматуры, самь по себЪ, ничего намъ не дастъ, особенно, если-бы мы пожелали сравнить результаты разныхъ опытовъ, ибо вре¬ менное сопротивлеше бетона, съ конмъ сравни¬ вается сопротивление бетона съ арматурой, есть величина весьма переменчивая. Мы сд'Илаемъ ре¬ зультаты въ большей мЪр'Ь сравнимыми, если во всякой cepiu опытовъ будемъ пргьнгьмать временное сопротгьвленье бетона за 100%. //о соответствью временное сопротивленье призмы съ изсльъдуемой арма¬ турой выразится нпкоторымъ число мъ Если полученную разницу А%—100% мы отпесемъ къ 1% железа, то получимъ величину, которая при непосредственномъ взгляд’Ь будетъ намъ говорить гораздо больше. Величину эту, или увеличенье со- противленья въ процента^ производимое въ бетоюъ однимъ процентом* желпза, мы будемъ называть позсЬатиинтомъ полезного, действья арматуры дан- наго типа. По таком}' пр1ему и изъ не по ср едет венны хъ опытовъ всегда можно определить коэффищентъ полезнаго ;г1>йств1я любой косвенной или про¬ дольной арматуры. Если мы будемъ брать отно¬ шенья этихъ коэффициенте въ полезнаго дгЬйств1Я, то будемъ получать коэсМуиигенты выгодности дан¬ ной косвенной арматуры по сравнен по съ про¬ дольной.
— 21 Коэф фи щен ты полезнаго д.ейств1я арматуръ намъ будутъ нужны для определен!я эффекта армату ръ независимо отъ чего либо; коэфф и щен ты выгодности выясняютъ преимущества косеенныхъ арматуръ передъ продольными. Желательно иметь возможность определять коэф фи щен ты выгодности кос ве нныхъ арматуръ въ разнообразиыхъ опытахъ, кои уже произве¬ дены, и кои не имели параллельныхъ испытаний призмъ съ продольной арматурой; съ другой стороны, указанный выше путь непосредственна™ сравнения имЪетъ и свои недостатки; определяя коэффициенты полезнаго действуя призмъ съ кос¬ венной и съ продольной арматурой, мы нако- пляемъ погрешности два раза. Вследствие сего мы откажемся отъ опытнаго определения коэффи- шентовъ полезнаго действи! продольныхъ арма¬ туръ и выберемъ его одиимъ и тЪмъ же. Съ этою целью мы обратимся къ практике и посмотримъ, какъ она учитываетъ выгоду про¬ дольныхъ стержней. Большинство существующихъ нормъ для рас¬ чета железо бе то нныхъ колоинъ съ продольными стержнями даютъ формулу Р 9 (14- тр), где Р — грузъ колонны, — напряжение на бе- тоиъ, Й — площадь сечения колонны, m—отноше¬ ние коэффиц!ентовъ упругости железа и бетоца, равное 1з въ среднемъ, р—отношение площадей съчення стержней и колонны (или объемовъ на единицу длины бруса). Если мы имеемъ 1% железа, то р = 0,01 и наша формула получить видъ: Р = ав Q (1 + 0,15),
— 22 — откуда слйдуетъ, что по допущеньям*, наиболее распространенныхъ пргемовъ расчета, одинъ про- центъ железа въ продольныхъ стержняхъ увеличи¬ вает* сопротивляемость колоннъ на 15®jo. Величгьну эту мы и будемъ принимать за коэффицгснтъ по¬ лезного действья продольныхъ стержней. Определяя по настоящему способу коэффи¬ циенты выгодности арматуръ Консидера, мы по¬ лу чимъ цифры иногда значительно болъе высоте, Ч)ъмъ средняя цифра3,4, данная самимъ Конспдеромъ. Нашъ пр!емъ, основанный на гипотетическомъ допущеши, что коэф фп щен тъ полезнаго действия продольных !» арматуръ равенъ 15а/о. ие абсолю¬ те нъ, но, по видим ому, и какъ-то можно будетъ заметить попутно по нФкоторымъ признакамъ, онъ ближе подходить къ истине и даетъ бол ее правильное осв'Ьщегпе явлений, ч’Ьмъ до пущен! я Консидера. Ведь заключете о томъ, что грузъ, разрыва¬ ющий оболочку съ пескомъ долж$нъ быть въ 2А раза болЬе груза, разругпающаго продольные стержни при томъ же ихъ весе, что и оболочка, основано на допущен1и, что сопротивленье оболочки разрыву равно сопротивленью стержней на сжатье. Что будетъ, если вместо воображаемыхъ, фнк- тивныхъ стержней, мы возьмемъ стержни реаль¬ ные? Если при разрыве оболочка даетъ временное со п роти влете допустимъ въ 40 кгр. на кв. мм., то продольные стержни, благодаря тому, что явле¬ нье осложнится продольным* ихъ гсзгибомо, конечно, такого высокого сопротивления не дадутъ. Соответ¬ ственно реальный, а не условный коэффшиентъ выгодности окажется равнымъ не 2,4, а больгыей, иногда много большей величина. Между тгЬмъ, сопо- ставлеше вл'яшя оболочки въ случае песка, и спиралей въ случай бетона, безусловно удачное;
— 23 — соответственно и здесь сравненге влгянъй спираль* нъсхъ арматуръ и арматуръ продольных!^ можетъ привести къ коэф) (фицгентамъ выгодности, значительно эол/ье высоким ъ чп>мъ 2,4. Стремясь получить реальные коэффищенты вы¬ годности для спирален, близкими къ условному коэф- фи ui енту о б о л о ч к и 2,4 И и иг и п р пъ тгйл аетъ гипо¬ тезу, формулированную ими такимъ образомъ: ,.иъ нтпмяхъ. воооуженныхъ продольными стер¬ жнями. соединенными перевязками, но настолько еляоымн. что онъ не могутъ заметно усиливать бетонъ, оощее сопротивлеше сжатио мало отли¬ чается отъ суммы сопротивления бетона и сопро¬ тивления стержнем. отвЕчающаго пределу упру¬ гости металла". Къэтой гипотеза приводятъ Кон¬ сидера следующая соображешя. Бетонъ обычнаго состава передъ разрушеьпемъ выдерживаетъ уко- рочешя. достигающм! 0.7—1,0 мм. на погонный метръ; напряженм! продольныхъ стержней при тЪхъ же деформащяхъ и коэффициенте у пру гост pi железа въ 2хЮс кгр. на кв. см. будутъ соответ¬ ственно достигать 1400—2000 кгр. на кв, см. Къ сему Консидеръ добавляешь дополнительный на¬ пряжения железа. вслФдств1е усадки бетона при тверд'Ьши на воздухе; ссылаясь на опыты свои, а также и опыты въ лабораторш Училища Мостовъ и Дорог ь, Консидеръ говорить, что эти напряже- шя въ желъзе иногда достигали 460—1000 кгр. на кв. см. Добавляя эти величины къ получен- нымъ выше, Консидеръ находить, что въ момеитъ разруглеьпя призмы съ продольными стержнями, напряжения посл'Ьднихъ достигаюсь 1900—3000 к. на кв. см. Напряжетя эти близки къ пределу упругости желёза въ обычныхъ случаяхъ. А такъ какъ напряжетя железа, по достижении имъ пре¬ дала упругости, возрастаютъ незначительно, то
— 24 отсюда какъ бы и слЬдуетъ вышеприведенная ги¬ потеза. Пользуясь ею для выяснешя вл1ян1я фи- ктивныхъ продольныхъ стержней въ бетонной призме, Консидеръ мноо/оитъ площадь ихъ спыешл на предгълъ упругости жлъза данною. сорта, Противъ этой гипотезы возможны слЪдуюиця ,возражешя. Во-первъмъ, какъ то известно по тру* дамъ того же Консидера, наряду съ усадкой бетона при твердЪши на воздухЪ, наблюдается и раэбуханяе бетона, при схватывай in его въ вод1. Въ первомъ случаЬ железо получаетъ дополни¬ тельный сжимаюиця, и во второмъ—дополни¬ тельный распшгиоаюгцы напряжен»], Въ услов^яхъ строительной практики всегда им Ьютъ мЬсто не¬ который среднгя условия; бетонъ достаточно долго остается въ опалубкЪ, а открытый его части сма¬ чиваются водой или покрываются пескомъ и бре¬ зентами, почему здЪсь нЪтъ оснований ожидать тЪхъ громадныхъ напряженш въ желЪзЪ, кои иногда наблюдались въ нЬкоторыхъ опытахъ. При этомъ Консидеръ какъ бы съ упрекомъ го- воритъ о тЬхъ инженерахъ, кои вычисляютъ на¬ пряжен 1я желЪза въ сжатыхъ частяхъ бетона, исходя изъ относительной деформацш i и коэф¬ фициента упругости желЪза Е, считая ихъ рав¬ ными Eyi. Врядъ ли этотъ упрекъ осповате- ленъ и эти инженеры пожалуй совершенно правы. Эти инженеры правы именно потому, что вл1ян!я усадки бетона точно учесть они не могутъ, а при¬ бавлять въ слепую цифру 500—1000 кгр. къ раз- счетнымъ напряжениями» они не должны, ибо это значило бы загромождать расчетъ ошибками.
Наковецъ, допуствмъ, что при расчетЬ про- дольныхъ стержней всегда необходимо прибав¬ лять. 500—1000 кгр. .на усадку бетона. Но вйдь и при этомъ maximum напряжен]я железа въ за¬ висимости отъ раз ру шежя бетона К он сидером ъ о предал енъ въ 3000 кгр. на кв. см. Предйлъ уп¬ ругости желйза, особенно въ тянутыхъ проволо„ кахъ, иногда бываетъ выше этой цифры. Напри- мЪръ, какъ то имйетъ мЪсто какъ разъ въ т^хъ опытахъ, кои публикуетъ Консидеръ, предйлъ упругости железа достигаетъ 5500 кгр. на кв. см. между тЪмъ и въ этомъ случай при определении того вл1яжя, которое произвели бы продольные стержни, Консидеръ примЬняетъ свою гипотезу, впадая въ явную ошибку. Мы нашли не лишнимъ коснуться критически этйхъ положенШ Консидера, кои, какъ некоторый аксюмы, и безъ всякаго анализа, приводились и приводятся во многихъ трудахъ компилятивнаго характера. Первые опыты надъ ,,bfcton frettG" были про¬ изведены Консидеромъ въ 1901 году, въ Quim- рег. Были испытаны на сжапе призмы весьма ма- лаго д!аметра, всего въ 40 м/м. Въ армирован- ныхъ призмахъ были спиральныя арматуры изъ проволокъ безъ продольныхъ стержней. Резуль¬ таты этйхъ опытовъ мы помйщаемъ въ таблипй I, въ коей жирнымъ шрифтомъ показаны данный по Кон сидеру, а обыкковеннымъ шрифтомъ и курсивомъ—наши добавления. 3 начета Консидеровскихъ цифръ первыхъ шести столбцовъ понятны сами собой, цифры же графы 7-й и 8-й получены слйдующимъ образомъ. Въ призмахъ первой серш арматура спиралей.со¬ ставляла 2°/° отъ объема бетона; для оп ре дй ле¬ тя, увеличения еопротивлежя призмы на квадр.
26 — см., которое произвели бы продольные стержни • того же объема, сЪчеше коихъ составляло Оы сдгЕдо- вательно 2°/о отъ общаго сЪчен!я, коихъ на 1 кв. 'ГА Б Л И ЦА I. (Опыты Кон сидер а въ Quiroper) i 0,02 110 i . 2! 14j i —• i H И I 4-1 23] 5 100 0,034* 120 422 50 | 440 1.2/? 510 60 ' 518; 120 : у731 i 60! 347 I ' 120 \ 407 170 j 740 302 , 390; 458 I 287 ! i I 570 192 220 110 I I 187 I 2,7 I I 2,0 j L; I 2,6» 3,0 I < I j I S55 755] 378 1 25,2 1 302 j 25.2) 126 5,4 С 830 ’ 780) 223 ■ 14,9 1 425 : 3^1 !>3 i 6\2 863 763i 191 i 42,7 1 432 ,Ш| £>6 23 9 120 j 33o 99 d’.O 6,$ ctf. сЪчен1я призмы пришлось бы 0,02 кв.см., Кон¬ ей деръ множить эту цифру на прёдплъ упругости эюелгъза, каковой въ Ъанномъ случагь былъ найденърав- нымъ- 6500 кгр./см;2 < Результатъ этого умножен in
(0,02 X5500=110 кгрусм.?) пом'Ьщенъ. въ графе 7-й, представляя собой по Кон сиде ру ,тр увели,- ?юше. сопротивления призмы на кв см., каковое произвели бы продольные стержни» Увеличен1е сопротивления, произведенное спиралями, опреде¬ лено въ 302 кгр./см,2, каковыя цифры приведены въ графе б-й и представляюсь разность цифръ предшествующихъ 5-й и 4-й графъ. Отсюда коэФг фищентъ, выгодности спиралей Консинепомъ шь ределенъ. равнымъ 302: 110=2,7, что. помещено въ графе . 8-й. Тоже приведено и для призмъ осталъныхъ сеош. Переходимъ къ нашимъ дооавлещям'ц. /для случая 1-й cepin сопротивление на единицу по¬ верхности призмъ съ. арматурою, будучи выра¬ жено въ °/о-хъ, и при условии, что временное, со* противление бетона безъ. арматуры принято за 1ОО°/о окажем равнымъ 342 X 100 0 = 8„у, каковой результатъ помъщснъ въ графе 9-й; уве¬ личен ie con роти вл ешя въ °Мхъ, произведенное спиралями (855 —100=755%), приведено въ графе 10-й. /йоэффицъентъ полезнаго дтъйствгя спиральной арматуру или увеличение со проги вл ешя въ %-хъ на Р/р арматуры. (755: 2 = 378%), прмв.еденъ въ графе 11-й, Полагая коэд5фиц1еюпь нолсзнаго дгьй- ствъя продольныхъ. стержней равнымъ 15°/о. и раз¬ деляя на означенную величину коэффищентъ по¬ лезнаго действия спиралей, находимъ результатъ 378.: 15=25,2 помещенный въ графе 12, и пред¬ став ляюхщй изъ себя коэффициента выгодности спи¬ ралей уже по принятымъ нами гицотезмъ. . В.о всехъ случаяхъ эти цифры напечатаны обыкно¬ венны мъ шрифтомъ. Сравнивая между собою цифры столбца 8-го
— 28' - съ цифрами столбца 12-го (кроме курейва), т. е. коэффициенты выгодности спиральныхъ ар мату ръ по Ко и сид еру и по нашему расчету, мы замЪча- емъ, что наши коэффициенты выгодности полу¬ чились большей величины. Это вполне отвЪчаетъ высказаинымъ выше соображежямъ. Второе об¬ стоятельство заключается въ томъ, что коэф фи¬ ше нты Консидера мало колеблются отъ своей средней величины, изменяясь въ тЪсныхъ предЪ- лахъ между 2,0 и 3,0 въ то время какъ наши коэффищенты колеблются весьма сильно, отъ maximum's—25,2 до minim's 6,6. При этомъ колебан1я нашихъ коэффищентовъ какъ бы систематичны и видимо зависятъ ‘ отъ возраста о5разцовъ< Для призмъ съ наименьшими возрастомъ въ 8 дней, мы имели maximum—25,2 для призмъ, наиболее выдержана ыхъ (100 дней); мы имели minimum - 6,6. Опираясь на условия действительности, мы на- ходимъ подтверждения этой зависимости, что ясно изъ нйжеследующихъ соображенгй, и что лиш- нш разъ говорить въ пользу нашего метода опре¬ деления эффекта Консидеровскихъ арматуръ. Если песокъ, будучи сыпуч и мъ теломъ. можетъ ра¬ зорвать металлическую оболочку, то совершенно также бетонъ даже и незначительнаго возраста, уже можетъ обладать достаточною степенью вяз¬ кости, чтобы вызвать почти все добавочное со- противлеше, которое можетъ сообщить ему спи¬ ральная арматура, Возьмемъ хотя-бы 1-ую сёр!ю призмъ. Бетонъ въ возрасте 8 дней обнаружйлъ сопротивленге въ 40 кгр./см.2, въ то время какъ призма съ арматурой—342 кгр./см.2. Если бы по истёченш времени крепость бетона возросла втрое и бетонъ далъ бы 120 кгр./см.5, неужели времен¬ ное сопротивлеше призмы' съ арматурой также
29 аозросло-бы въ три раза? Очевидно, нФтъ, и в!г рентное всего, что on о возросло бы лишь на iy величину,- на которую увеличилось сопротивление бетона, т, е. примерно на 120-40—80 кгр.'/с'м.'-, и призма обнаружила-бы сопротивление, близкое къ 342+80—422 кгр./смЛ СдЪлавъ соответственный исчисления, мы най- демъ коэффшиентъ выгодности упавшимъ съ 25.2 до 8,4. Въ томъ-же предположении что крепость бетона достигла 120 кгр./смА сделаны исчисление н для слЪдующихъ трехъ cepifi призмъ, каковы я данный ггриводимъ курсивомъ, Въ результат^» коэф¬ фициенты выгодности ^найдены колеблющимися отъ 8,4 до ьт2; величины эти довольно близко подхо¬ дить къ величин!; 6,(> въ 5cepiu, й ь коей един¬ ственно бетонъ уже былъ 1ШолыЖ окр+пщимъ. Какъ уже упоминалось, ц+ль нашихъ рйзсу- жхёнпг о коэффшцентахъ выгодности арматуръ Консилера заключалась въ томъ, чтобы нзм'вннть установившейся' взглядъ, что спиральный арматуры зъ среднемъ лишь въ 2,4 раза выгоднее продоль- иыхъ, и чтобы доказать, что эту выгоду иногда можно оггЬнийаТЬ п болЬе высокими цифрами. Чд?обы не загромоздить таблицъ, въ дальней- шемъ мы не будемъ исчислять коэффишенты вы¬ годности, й будемъ довольствоваться ииред’кле- ЕЙёмъ лишь козффицгеншовъ полезнаго дтмтвгл кос- уенйыхъ арматуръ. ПослФднихъ величйнъ в по л нФ достаточно, ибо онФ, будучи пропорщональнымй пёрвымъ, Пмъюгъ за собою ту выгоду, что oii h евоМнъь отъ всякихъ гипотез», Въ таблицъ 1 коэффигсмнты полезнаго ^йствгя спиральных* арматуръ, если следить по обыкно¬ венному шрифту графы i 1-й, измФгьлотся лтъ щахишпн’а 378°/«’до minimum а 99%, еслн-же взятЬ нифры, напечатанный-курсивпмъ; то пайдёмъша-
— 30 — xhuum 12 6M minimum 93°/o; и мФ я. ..въ .виду что намъ интересенъ не первоначальный, эффектъ.спи¬ ралей при. растворе недостаточно отвердевшем ь а такъ сказать эффектъ конечный, когда цементъ уже вполнЪ схватился, мы остановимъ наше вни¬ майте на послФднихъ цнфрахъ и цифре 5-й cepin. При изученш въ дальнФйшемъ другихъ ви- дрвъ косвенныхъ арматуръ ихъ эффект ь мы бу¬ дешь сравнивать не. съ эффектомъ придильныхъ стержней, а съ эффектомъ арматуръ Консидера. Пм.Ья въ виду это сравнительное изучение, мы конечно не можемъ ограничиться найденными коэфф и шел 1 ими нидезнаго дёйств!я для Консиде- ровскнхъ иризмъ столь малыхъ сече Hi и, почему ц доиолняемъ таблицу 1 несколькими другими иримеоами. Примеры эти. собраны въ таблице Цт въ, примфчашяхъ къ коей указаны и источники, откуда они почерпнуты. Век призмы—восьмп- угольныя, со спиральной и продольной армату¬ рой. Д1аметры.призмъ возрастаютъ съ 11. см. до 7.0 см,. Большая часть, цифръ, кои отчасти, взяты изъ источниковъ непосредственно, отчасти най¬ дены по соответственной, ин.терполяшн, вполне пояснены заголовками столбцовъ. Въ графахъ 8 й и 9-й приведены объемы всей арматуры въ 0 о отъ пол на го объема призмъ, и отъ объема, зам- кнутаго лишь внутри спиралей. Соответственно съ симъ и. друпя данный, какъ .равно и коэффи¬ циенты полезнаго действия, приведены съ. отне- сешемъ къ полному сФ.четю и къ ядру. Въ по- следнемъ случае, KOhw коэффищенты пыею.тъ бодьщую величину.. Во вефхъ случаяхъ, видно, изъ. таблицы II, коэффициенты полезнаго де.йсгв1я оказались меньшими. чФмъ. приведенные въ таблице .1; несмотря на то, что г примеры эги взяты игзъ. особа го подбора (мы искали лишь.
ТАБЛИЦА. П; (Разные опыты надъ „beton frette") 50 11 0,43 1,8|'0,43 19 200 20 1 0.6; 1,4 23 230 20 i о,б| 1,9 95 260 20 i 0,6| 2,4 11 100 28 i i 0,5i 3,9 1 1 13 100 28 l,0i kA' — 140 70 • i 2,1. ?. 1 i 1 1 1 1 То Ъч > 1 332 i r 72 643 l // ! 893 573. f -- 1 / 1 > 158 184 /Й 30 93 35 1 >) 1 266 458 3,7] 4,6 i 332 266 410 513j178 35 41 > 3,0| 3,8 332 i 266 338 423)172 1 32 38 > 1,83; 2,5 627 452 226 314 133 38 54 3,36; 4,9 627 432 281 407 133 33 42 > 4,1 : 5,3 3848 i i 1 3022 421 536 ( 1 1 1 195 1 1 ■ 1 1 28 33 ■) 11$илш>чан1я. *) См. ^Resistance a la compression du ba¬ ton arme et du beton frette* par A. Consider©, отдельный оттискъ журнала „Genie Civil* 1902 г. стр. 72. Призма эта при паибольшемъ напряжен!н въ 643 кгр./см.3 и зо г ну- ласьбозъ разрушен!я. 2) См. „Le beton frette et see applications'*, отдельный оттискъ того-же журнала и того-же автора, 1907 года, стр. 7 и 35. Настояпря призмы были ис¬ пытаны французской Цементной Коыисс1ей по выработка нормъ. Т*Ь же страницы того-жо источника Призмы испы¬ таны въ Штутгарт^ 4) Тотъ-жо псточникъ, стр. 17. Эта гро¬ мадная призма испытана профессоромъ Gnidi при ‘ помощи пресса Туриискаго Арсенала артиллер!и.
32 кои въ данной группе давали наибольшей эффектъ вл1янгя арматуръ), переменчивость коэффиц!ентовъ по лез наго . дЪйств1я оказалась и здесь системати¬ ческой; эти коэффициенты падаютъ при переходи? отъ малыхъ образцовъ къ образцамъ большгюъ раз- мпровъ, Повидимому влеянее спиралей» охватываю- щихъ большую бетонную массу, сказывается м^нь- шимъ эфАеЕтомъ. Сравнивать результаты изслЪдованей надъ про- стымъ бетономъ обыкновенно бываетъ весьма трудно; возрастъ. дозировка раствора, родъ и ка¬ чество отощателей и цемента, все это вл1яетъ весьма сильно на результаты наблюден»! Наши две таблицы уже показали, что если мы изсл'Ь- дуемъ не простой бетонъ, а влеяьпе на таковой арматуръ. то въ пос.тЬднемъ случае дело обето- итъ не такъ безнадежно, ибо здесь имеется воз¬ можность перейти къ определена относитель¬ ных* величннъ, къ исчислешямъ въ процентах*. Повидимому, здесь уже ьгЬтъ основание преувели¬ чивать несравнимость результатов*. Не касаясь всЪмъ известиыхъ достоинствъ и недостатковъ системы Консидера въ практиче- скомъ отношении, мы дадимъ два примера, въ коихъ ея применение, было почти единственным !» решеюемъ вопроса. Гумбертъ Эрлихъ *) описываетъ случай ба • лочнаго моста съ ездою по-низу, пролетомъ 12,70 мт., при ширине полотна 5,5 мет., выстроен- наго черезъ р. Струшку (притокъ Одера) въ 1906 году. Обицй видъ и детали моста изобра¬ жены на фиг. 5. Не смотря на то, что плита на¬ стила помещена въ низу основныхъ балокъ. по- *) «Вeton и. Eisen». 1907 г., стр. 174.
33 сл'кдшя, при наибольшем высоте 1^75 мет., им'Ь- ютъ весьма умеренною ширину въ 0/35 мт, Лег¬ кость очертания этихъ балокъ достигнута всл'Ьд- ств!е до пущен! я довольно большихъ расчет ныхъ напряженШ до 50,4 кгр./см? на с?кат1е бетона, ка¬ ковы мъ напряжешямъ отвЪчаютъ соответствен¬ ные размеры Консидеровскихъ спиралей, поме¬ щен ныхъ въ сжатыхъ слояхъ. Йнженеръ Еобертъ Дейфель *) сообщаетъ о случае постройки пяти эта ж наго меяьничнаго зда¬ ния въ Biala (Австрия), Строителямъ были поста¬ влены услов!я, чтобы основная конструкция между- этажныхъ перекрытий была по возможности не¬ сгораема, но чтобы полъ былъ разборчатымъ, для возможности проникать изъ одного этажа въ дру¬ гой. Съ означенною ц'клыо основная конструкция балокъ и колоннъ выполнена изъ железобетона, а второстепенный балки и полы сделаны дере¬ вянными. ВслЪдств!е сего и какъ то вил но изъ конструкции перекрыт!я, изображенной на фиг. 6. основныя балки оказались лишенными железобе¬ тонной плиты. Умеренный очерташя сйченШ же- лЪзобетонныхъ балокъ при 50 см. ширины по¬ верху сжаты хъ слоевъ достигнуты путемъ до пу¬ ще н!я до 83,8 кгр./см.2 на сжапе бетона и пу¬ темъ введения въ сжатые слои балокъ двухъ спи¬ ралей Консидера, заходящихъ одна за другую. Ближайшнмъ видоизм'Ьнеьпемъ системы Кон¬ сидера является система русскаго инженера Н. М. Абрамова. Въ ней сохранена та же основная идея заключешя бетона въ некоторую обойму, съ конструктивной же стороны система предста¬ вляется оригинальной и со своими особенностями. Вместо Консидеровскихъ спиралей, окружающихъ „Beton u. Eisvrr, 1907 г., стр. 302. 3
Ц1' т^ллссй. ‘14]«ЛЪ Cwp^uiKi) (<У7г///<^Л-Ду> го^0СТ>/6/х/ fihievie *fo qbt>na?rurfou. ©Pb^vtevHrioyK^iu <жслг&50- 5ешчмыХ1г S^a^ww «иельчилнвх® s<kv4W tv dfe-Wvtw- у/ ел40» Фиг. 6.
34 продольные стержни, инжеиеръ Абрамовъ по¬ парно связываетъ про дольные стержни, зигзаго¬ образны мъ проводоч- н ы м ъ переплетомъ, что . приводит'!-» къ основной конструкции изображен¬ ной на фиг. 7. Переплетъ можетъ быть одиночным'!-» или двойнымъ. Система Абрамова бол’he приспо¬ соблена къ прямоуголь¬ ны мъ сЬчежямъ, въ чемъ заключается основное ея преимущество передъ системою Коней пера. Въ 1906 г. Абрамо¬ выми б ы л и i [ рои з вед е н ы пены тан!я образновъ съ а р натурою у к аза н на го вида въ Механической Лабораторш Института Инженеровъ Путей Со¬ общения. Параллельно ис¬ пытывались образцы и съ арматурами Коней- дера. Для настоящаго очерка пренмуществен- н ый и н т е р е с ъ им к ютъ опыты на сжат!е. Испы¬ танно на сжат!е были под¬ верг нуты призмы прямо- уголь наго с t че и 1 я съ теоретическими раз¬ мерами 1.5X15X30 см. (см. брошюру „Результаты параляельнаго изучен !я свойствъ бетона въ обойме системы Консилера и Абрамоваизданную въ «Л; Фиг. 7.
35 — 1906 г. Мех. Лаборатор1ей И, И. П. С.). Въ призмахъ съ арматурою Консидера, кром^Ь четы¬ рехъ продольныхъ стержней, имелись спирали изъ проволоки въ 3,2 м.м,, 2 м.м. и 1,6 м.м. Въ приз¬ махъ съ арматурою Абрамова решетки между че- ТАБЛИЦА Ш. (Изъ опытовъ инженера Абрамова). А”э Объомъ ? Времен- ИСОЙ яр- поо СО- матуры въ протнплс- nio въ 0/0- хъ. 1 кгр./ом.-. cd =2 С* * ¥ 1 О 1* к *=> ' С i а, * i 1 . .'V1Q6 ■ один <4 1 р ' О с. о О ’ о , а ь £ ! i Hjiflnic Коэффициен¬ Тоже ИЪ г ты полозпаго ; арматуры д’Ьйств1я вр- ! °/°-ЗСЪ ■ «7. оМъ мятуры въ О/0-ХЪ Кх 0,9* 0,88 0,70 0.65 \ 0,67: ,2,39 203 218 223! 1,61 1,39 270: 1,50 240. 1,29 209 1,33 — \L 100! 397£@| 359 £ 107 368< I Ю 540 2' Ш 480*118 I/ 417 7103 505$ 125' 19о (ljj| 177 7 8Г> 11 166 / 47 •) i 136 ч 24 ; / I 1051 С 5 ! 149 < 37 И 181 266 236 205 249 40 48 56 119 91 81 112 тырьмя продольными стержнями были сд'Ьланы изъ проволоки въ 2 м.м. и 1,6 м.м. Результаты испытан1й мы приводимъ въ таблиц^ III, въ коей жнрнымъ шрифтомъ напечатаны цифры, который можно получить непосредственно изъ сводной таблицы Абрамова; остальныя цифры составляютъ наше добавлеше.Обозначешя образцовъ сохранены согласно источнику, въ коемъ буквою Б обозначены
36 простые бетонные образцы, а буквами К и А образцы съ арматурами Консидера и Абрамова. Изъ таблицы Абрамова взяты результаты только для трамбованнаго бетона, въ возрастЬ 1-го месяца» Въ графе 3-й таблицы Ш показано содержа- nie желЬза въ °/о-хъ отъ объема яЗДг, для чего нами просуммированы цифры для спиралей, или рЬшетокъ, и продольныхъ стержней, показанный у Абрамова отдельно. Цифры графы 2-й (содер¬ жите железа въ °/о-хъ отъ объема всей призмы) и графы 4-й (временное с он роти в ле Hie призмъ съ арматурою, отнесенное къ полному сечен! го), най¬ дены по Интерпола щи; съ означенною целью приш¬ лось определить, пользуясь некоторыми другими данными таблицы Абрамова, отношешя площадей полнаго сЬчешя и ядра,—каковыя оказались рав¬ ными для призмъ со спиралями примерно 1,65, а для призмъ съ рЪтетками Абрамова—2,00. Зна- чен!я цифръ въ столбцахъ 6-мъ—11-мъ понятны изъ предыдущего. Цифры коэфф imie кто въ по лез- наго действ!я для полнаго сЬчен1я и ядра (графа 10-я и 1Ья), получились значительно болЬе не сходственными между собой, чЪмъ въ cepln призмъ изъ „beton frette“ въ таблице II. Такой резуль- татъ объясняется тЪмъ, что въ опытахъ Абра¬ мова'площадь ядра была слишкомъ малой, и рав- 1ОО°/о нялась для призмъ со спиралями • -—около 60°/°, ' 1 ОО°/о а для призмъ съ рЬтетками—всего — 50п/° отъ полнаго сЪчешя, въ то время какъ въ приведен- ныхъ выше опытахъ надъ „ be ton fretteu ядро со¬ ставляло отъ 70 до 80 процентовъ полнаго св- чен1я. Изъ опытовъ Консидера надъ малыми призмами (табл. I) мы получили коэффициенты по- лезнаго дЬйств!я изменяющимися отъ '93°/о до
12б°/о призмы Д1ам. 11 см. (табл. II) дали 93°/о и наконецъ д!ам, 20 см.—отъ 35°/о до 45°/о. Призмы съ Консидеровскою арматурою въ опытахъ Аб¬ рамова дали коэф фи щен ты полезнаго действия въ 4О°./о—5б°/о. Призмы по системе Абрамова дали ко^ф. п. д. въ 81°/о—1190/0, т. е. дали большей эффектъ, чЪмъ арматуры Консилера. Обстоятельство это, т. е. лучшш эффектъ ар¬ мату ръ Абрамова по сравнен!ю съ арматурами Консидера, отмечено и въ заключена объ опы¬ та къ Абрамова, приложенномъ къ упомянутой брошюре Механической Лаборатории И. И. П* С., где говорится (стр. 28): „Арматура системы Аб¬ рамова. будучи дешевле, придаетъ бетону проч¬ ность большую, чФмъ спиральная обмотка Конси¬ дера". Мы съ своей стороны и на основании тЪхъ- же результатовъ. полагаемъ, что решетчатая ар¬ матура Абрамова вполне можетъ конкуррировать со спиральною арматурою Консидера; что-же ка¬ сается категорического заключен!я даже о пре¬ имуществе системы Абрамова, то таковое быть мо- /кетъ несколько преждевременно. Дело въ томъ, что въ опытахъ Абрамова арматуры Консидера не были поставлены въ ус лов! я наиболее для нихъ выгодныя. Если въ арматурахъ Абрамова при вполне соответствующихъ для нихъ прямоуголь- ных ь сечешяхъ призмъ достаточно было четы¬ рехъ продольных !- стержней, то для арматуръ Кои- сидера при том ь-же процентномъ содержали же¬ лательно было-бы иметь не четыре, а шесть или восемь продольиыхъ стержней; сечете призмы въ томъ-же случае должно было-бы быть не квад- ратиымъ, а круглымъ или восьмиграннымъ. Вполне вероятно, что при соблюден!и этйхъ уело,ели эффекты арматуръ Консидера и Абра¬ мова въ значительной дере сблизились-бы.
— зь Арматуры Консидера и Абрамова принадлежат ь къ типу косвен н ыхъ ар мату ръ, действующи хъ на бетонъ; какъ некоторый обоймы, стесняющая его поперечныя расширешя. Есть друпе виды кос¬ вен н ыхъ арматуръ действу ющихъ на бетонъ не какъ виФилпя обоймы, а нисколько ннымъ обра- зомъ. Переходя къ изученпо этихъ косвенныхъ арматуръ не въ видп обоймъ, мы начинаемъ углуб¬ ляться въ область значительно мен Ье обсл едован¬ ную; здесь мы встретимся съ некоторыми даже ошибочными взглядами, высказывавшимися до сего времени, и постараемся съ своей стороны эти взгляды изменить. Бъ своей статьъ „Resistance a la compression du beton агшё et du bfcton frettfc* Консидеръ го¬ ворить следующее (см. отдел. оттискъ журнала »Le Genie Civil", 1902 г., ст. 7; русский лер. см. журналъ „Цементъ", 1903 г.т стр. 153): „Попереч- ныя арматуры могутъ состоять или изъ д!амет- ральныхъ связей, проходящихъ черезъ центръ сЪчешя, или изъ металлических ь решетокъ съ пересечежемъ связей подъ прямы мъ у гл ом ъ, или изъ обоймъ, погруженныхъ въ бетонъ на необ¬ ходимую глубину, чтобы предохранить металлъ отъ внешнихъ вл!ян1й". „Мы не испытывали перваго типа, въ коемъ металлъ более всего сосредоточенъ въ центре где онт наименее полезенъ. Мы ограничились въ предварительныхъ опытахъ, съ одной стороны, съ арматурой въ видЬ обоймы и, съ другой сто¬ роны, сеткою со связями параллельными сторо- намъ сЬчен^я и пересекающимися погь прямымъ угломъ. При равномъ весе металла, сопротивле- Hie раздав л ива нпо въ случае обручей было во вся- комъ случае въ два раза большимъ (sensiblement xdue fois plus grande), чемъ въ случае* сетокъ*.
— air — „Не углубляясь въ теоретически разсужден!я, который были-бы трудны, можно объяснить этотъ результатъ изъ простого соображеюя. Если рна¬ сматривать наружные слои поверхности призмы, заключающей въ себе прямоугольныя сетки, то ведь поперечный выпучивашя, передаюийяся этимъ слоямъ вслЪдств!е дав летя на базы призмы, ни въ какой мере не будутъ уничтожаться связями, параллельными поверхности, благодаря тому, что ничто не м'Ьшаетъ ихъ отходу отъ центра сЪче- шя, одновременно съ бетономъ, въ которомъонФ заключены. Что же касается связей, п ер пен ди ку¬ ля рныхъ поверхности, то о не сопротивляются по¬ перечному выпучиванно, но только въ силу сцеп¬ ления ихъ съ бетономъ, величина какового сц'Ьп- лежя, будучи пропорциональной поверхности со- прикасан1я, равно нулю у концовъ связей, и уве¬ личивается только по мЪр'Ь углубления отъ па¬ ру ж ныхъ слоевъ, кои какъ разъ подвержены наи¬ большему разрушен!я. Чтобы исправить этотъ не¬ достаток ъ мы применяли металличесшя сетки съ переплетешемъ связей между собою, а также сетки со связями изогнутыми такимъ образомъ, чтобы он'Ь дали лучпий результатъ. При всЪхъ этихъ способахъ расположетя, разрушеше начиналось съ поверхности и углублялось последовательно къ центру образцовъ и, въ случаяхъ одинаковаго количества металла по весу, не было получено более половины того сопротивлетя, которое да¬ вали обоймы. Вследств1е сего все наши дальней- иля изучения были посвящены последнему типу арматуръ". Изъ приведенной цитаты мы видимъ, что Кон- сидеръ интересовался не только обоймами, но и поперечными сеткамп изъ проволокъ безъ про¬ дольныхъ стержней, кои также можно разематри-
— 40 — вать, какъ самостоятельный видъ косвенной ар¬ матуры, Какъ читатель видитъ, заключения Кон- сидера были не въ пользу этихъ С'ктокъ. Не от¬ рицая въ обшемъ ихъ способность увеличивать прочность бетона (что, впрочемъ, было известно и ран'ке), Коне и де ръ говорить, что одинаковое количество металла въ поперечныхъ счъткахъ даетъ резулътатъ но крайней м/bpib вдвое худшие ч?ъмъ въ случаи* обручей,—это во-первыхъ, и что равру- mcHie при этомъ идетъ въ глубину образца т. е. матерьялъ остается какъ-бы хрункимъ,—это во-вто¬ рых ъ. Оба эти заключен in имФютъ решающее з на¬ чете и практикъ. если эти заключения в'крны. ни¬ когда не отдаетъ предпочтете попе речнымъ свя¬ зям ъ передъ арматурами въ ви;гк обоймъ. Въ 1903 году Л. Зандеромъ (WiHenbm’g) были опубликованы результаты испытанш на сжатие бетонныхъ кубиковъ и призмъ, въ коихъ были заложены перекрестные ряды изъ желкзныхъ стерженьковъ (см. журналъ „Beton u. Bisen, за 1903 г., стр. 108), образующихъ собою т'к самый прямоугольный с'кт.ки, о коихъ упоминалъ Консидеръ. Испыты¬ вались по преимуще¬ ству кубики размерами 17X17X17 см., а также и призмы съ ткмъ же основан1емъ? но высо¬ тою. въ 30 см. Способъ заложешя стержень- ковъ въ план4> попе* речнаго екченш пока¬ зан ъ на фиг. «8. Количество стержней и с'ктокъ. было разное, при щаметра^ъ стержней въ 8 м.л., 6 м. м. и 4 м. м. Концы стержней были отстав¬
— 41 лены безъ загибовъ, причемъ стержни одного направления выступали изъ образна, вероятно, для удобства при фотографирован™. Расположение рядовъ проволокъ въ план'Ь и по высота, какъ можно судить по фотограф!ямъ, пом'Ьщеннымъ въ статкЬ Зандера, отличалось строгою правиль¬ ностью. Образцы съ перекрестными рядами проволокъ дали заметное увеличеше прочности образцовъ. Съ этой стороны явлеше представляется, конечно, не новымъ. Но въ то-же время Зандеръ, невиди¬ мому впервые. замЪтилъ некоторое другое свой’ ство. перекрести ыхъ рядовъ. Въ тФхъ кубикахъ и призмах ь, въ коихъ металлическихъ стержень- ковъ было много, картина разрушения оказалась противуположной той, о которой говориль Кон¬ ей де ръ. Разругаете бетона переставало идти въ глубь образцов* и ограничивалось отд'Ьлетемъ тон- кихъ скорлупокъ бетона съ поверхности образ¬ цовъ; обпцй ихъ видъ послЪ разрушения оставался въ общемъ такимъ-же, какъ и до испытатя, и характерный формы катушекъ, каковой видъ npioo- рЪтаютъ посл'Ь разрушения простые бетонные об¬ разцы, исчезли совершенно. Бетонная масса образ- новь продолжала сохранять исключительную проч- ность; некоторые образцы дали продольное уко- роченхе, достигавшее 30—50 м.м, на погонный .метръ, посл'Ь чего бросашемъ на полъ ихъ не удавалось разрушить. Разрушенные сжаремъ об¬ разцы были положены на бокъ и, несмотря на от - сутств1е продольной арматуры, обнаруживали зна¬ чительную сопротивляемость изгпбу. Короче го¬ воря, вс'к свойства текучести и пластичностибе¬ тона. зам'Ьчавипяся въ бетонахъ съ обоймой, были обнаружены и зд'Ьсь. Результаты опытовъ^ Зан¬ дера безусловно опровергаюсь заключение ,• Кон-
4^ склера; что арматуры изъ поперечныхъ с’Ьтокъ преДохраняютъ бетонъ отъ разрушешя въ глу~ би ну сЛоевъ въ худшей м'кр'Ь, ч*1;мъ обоймы. Но въ сущности говоря этимъ и заключается та новое,) что можно извлечь изъ опытовъ Зан- Т АБЛ И Ц А IV. (По опытамъ Зандера въ 1903 г.). .J 9-Ю’ ? - I *31 -32 „33-35 .}Э6 38 • I Н Н | г I I я ’ » ; * * I I ! i. м i f} I ) 17X17X17 ! 35 > I 17X17X3G !’ „ I I. • ” п » 1 i i : i ! i 1 — 96 100 — - ’— 4 0.7 100 104 4 G 8 ' 1,4 122 ! 127 27 19 16 1 2,8, < 110 1 (не ! 1 UQ[>M ал.) 24 4,2 j 136 ! U2 ; 42 1 10 i i ! 1 r : i 1 1 1 L — — 49 100 — — J 1 ’ 1 * 1521 3.74 1 95 194 94 2? 152: 8,42 149-) 304 204 24 г I „! 5— 6 /)• Укорочен! д оиразцовъ до 9,7 м. м. ;’4) Укорочен!» отъ 9,3’Л1 и. до 15 >|' м.
43 — дера; другой точки зргкн)я Консидера, что пере¬ крестные ряды берутъ большей расходъ железа, по сравнению со спиралями» опыты Зан пера не только не опровергаютъ, но скорее подтверждав ютъ; все упомянутые эффекты перекрестных!/ рядовъ были достигнуты лишь при помощи довольно значительныхъ затратъ железа и безусловно боль- * шпхъ, чФугь то было у Консидера» что очевидно также и изъ приведенной здесь таблицы IV, Изъ 5 cepift опытовъ Зандера мы беремъ только двк; » 1 ю серно и 4-ю (последняя дала наймучипе коэф- фи ц1енты); цифры источника печатаемъ жирнымъ: шрифтомъ. Первая сер1я образцовъ, со стержнями 8 м.м> въ шаметре и при объеме железа отъ 0,7% до 4.2%, даетъ весьма низюе коэффициенты полезнаго действ]я отъ 6% до 19%. Сер1я 4 я» при стерж- няхъ отъ 4 м.м. до 6 мм, дала несколько лучгшй результатъ, но и здЪсъ» при процентномъ содер¬ жа Hi и железа въ 3,74% и 8,42%, коэффищенты п. д. едва достигли 25%. Въ опытахъ надъ малыми призмами изъ „ beton frette", мы имели коэффи¬ циенты п. д. арматуръ отъ 93% до 126o/uj решетки Абрамова давали коэфф, п. д. отъ 81о/о до 119%. Такимъ образомъ, въ смысле экономичности и умеренности затраты на железо первенство какъ- бы осталось за обоймами. Вероятно по тон же причине Зандеръ не дЪлаетъ построений какихъ- либо орисинальныхъ конструкций, и ограничива¬ ется лишь неопредЪленнымъ указангемъ на то, что расположен!е перекрестныхъ связей согласно фиг, 8 могло-бы быть уместнымъ въ случае пря- моугольныхъ сечен!й, ВЪроятно по тЪмъ-же при- чинамъ заметка Зандера осталась * какъ^бы неза¬ меченной практикой» и не повл!яла на изменение существующихъ пр!емовъ жёлезобетонныхъ по-
4 4' — строекъ. Можно указать лишь на случаи спешаль- наго характера* о коихъ говорить профессоръ Н. А. Житкевичъ въ своей. брошюре „Примене¬ ние железобетона въ крфпостныхъ со ору ясен 1яхъ% 1907 г» При ссылкахъ на опыты Зандера* профес¬ соръ Житкевичъ между прочимъ указываетъ на п римф не Hie перекрестныхъ рядовъ праволокъ въ защитныхъ тюфякахъ и перекрыпяхъ крепостныхъ казематъ съ целью увеличен!# сопротивляемости тюфяковъ действие артиллерзйскихъ снарядовъ. Продолжателями опытовъ Зандера явились Шинке и Лёзеръ (Dresden), публикашя коихъ пег явилась въ журнале „Beton. u Eisen “ (1907 г., выпуски VI и VII). Эти изеледователи, между прочимъ, говорятъ: „Чтобы выяснить прежде всего, какой видъ поперечныхъ арматуръ обещаетъ наибольшее вл!ян1е, были испытаны кубики съ разнообраз¬ ными поперечными связами, коими служи¬ ли: простые стержень¬ ки* проволочный сетки, решетки изъ проволо¬ ки, плоское и уголковое железо, железныя пла¬ стинки безъ отверспй и съ отверст1ями“. „Последнш. родъ арматуръ оказался наилуч- шимъ, вследств!е чего въ поел еду ющемъ пользо¬ вались только пластинками и притомъ только по- казаннаго здесь вида (фиг. 9)\ Такимъ образомъ и эти экспериментаторы на¬ чинали съ перекрестныхъ рядовъ проволокъ - и сетокъ, и ихъ заключен ie также оказалось не въ
45 пользу этихъ арматуръ, но въ данномъ; случаЪ уже по сравнение съ тонкими желЪзными пла¬ стинками съ отверстиями. Шинке и Лёзеръ опуб- ТАБЛИЦА V. (по опытамъ Шинке и Лезера въ 1908 г.) 9 1 10 "i II ' 1 70 | | 2,0 3,7 • > 1а 70 i 1 П 1,9 6 2 61 I 1,0 3.7 i ! 3 1 2а 61 1,9 i 1 ■ h ! 3 ‘ 61 : i 0.5 , 3,7 1 H i J ! За t 61 1 i • ” ! 1,9 6 I I 4,29 120 234 1 r 1 195 i 1 1 1 i 95 1 ! 22 1 8.57 I i 1 682 : 1 I i 568 1 ! : 468 . 1 2,14 : s 103 1 225 1 218 ; i 1 ' [ i : 113 i I F ; S? 5,29 I i 612 594 494 : i 115 1,07’ 1 116 213 184 ! 84 { > I a 79 2.14 1 1! 383 230 330 ! 107 ликовываютъ результаты опытовъ только съ этими арматурами. Некоторые изъ этихъ результатовъ (кубики размерами 14X14X14 см.) мы приводить въ таб¬ лиц^ V. Изъ ея раз смотр 4s шя слЪдуетъ, что для пла- стинокъ толщйною 2 м.м. коэффициенты полезнаго д'ЬйСтв1я оказались равными 22%—5 5%. Въ слу¬ чай бол4>е тонкихъ пластинокъ отъ 1,0 до 0,5 м.м.
— 46 — коэффищенты полезнаго действ! я возрастают* до maximum* а въ 115% т. е. эффект* пластинокъ оказался уже тождественными съ эффектом* обоймъ. Этимъ уже пробивается какъ-бы некото¬ рая брешь, показывающая, что высок!е коэффи¬ циенты полезнаго действ! я могутъ давать не только косвенный арматуры въ виде обоймъ. Выяснивъ съ своей стороны тот ь фактъ, что пластинки оказываются не хуже спиралей уже въ смысле экономичности, Шинке и Лёзеръ пред- лагаготъ оригинальную конструкцию колонны. Ко¬ лонна Шинке и Лёзера, кроме четырехъ про- __ дольныхъ стержней I J вооружена большимъ —q —j количествомъ тонкихъ | пластинокъ, коими од¬ новременно достигает- ся перевязка между стержнями. Съ озна¬ ченною целью каждая пластинка имеетъ вы¬ резы съ боковъ, пока¬ занные на фиг. 10. Сле- дующая пластинка ставится на-крестъ, чемъ и достигается укреп¬ лен ie продольныхъ стержней. Къ достоинствамъ и недостаткамъ пластинокъ съ точки зрен!я практической, въ частности-же й къ расположению Шинке и Лёзера, мы вер¬ немся ниже. Военный инженеръ С. И. Рудниший въ бро¬ шюре „Опытъ применешя железо-бетона къ фор¬ тификаций, 1908 г., предлагаетъ арку, въ коей на основаши данныхъ Шинке и Лёзера, распо ложено большое количество тонкихъ поперечныхъ
47 пластинокъ^ одновременно перевязывающихъгпро- пушенные сквозь нихъ продольные ст.ержнш Заканчивая настоящей исторнческНт очеркъ, мы нечможемъ обойти молчашемъ опыть Генне- бйка надъ образцами, въ коихъ были заложены перекрестные ряды желЬзныхъ полосъ :съ рас¬ щепленными концами; эти желЬзныя полосы Ген небикъ именуетъ „plaques fibreuses Геннебикъ дЬлаетъ имъ ирим-Инеше въ опор- ныхъ подушкахъ подъ колоннами, въ коихъ круг¬ лое железо на растяжен1е заменяется • пол осо¬ бы мъ и иногда укладывается по высоте подушки нисколькими перекрестными рядами. Здесь-мы ви- днмъ какъ-бы попутное использование свойствъ косвенныхъ арматуръ этого рода; всякое иное применен ie въ данномъ случае; конечно, исклю¬ чается по своей неэкономичности. III. Опыты автора въ Механической Лабооаторш Элек- тротехническаго Института. Всякому занимавшемуся проектировкой ;келЪзо- бетонныхъ перекрыли. известно, какое большое вл1ян1е имЬютъ на толщину и стоимость плоскихъ плитъ допущенных- напряженья на сжатье бетона. Соображен is на эту* тему и дали толчекъ тЪмъ изсл'Ьдоваюямъ и построешямъ, о коихъ я буду говорить ниже. Явилось стремлеше найти так!я условия, которыя позволили бы съ полной безо¬ пасностью увеличивать расчетный нагрузки именно въ случаъ плитъ, для коихъ век известные npi- емы усилешя бетона совершенно неприменимы по техннческимъ затр.уднешямъ. Искашя эти. по- видимому, увЪнчались успЬхомъ, и привели къ построению оригпнальныхъ конструкций не только плитъ, но и всехъ другихъ рабочихъ элементовъ железобетонныхъ сооружеяш.
— 48 Имея въ виду опять таки у си лен ie сж'атыхъ слоевъ бетона, я возвратился прежде все^о къ тЪмъ перекрестнымъ ряцамъ проволокъ и сетокъ коп имели до сего времени такую печальную судьбу, кои были отброшены Консидеромъ, кой не удалось выдвинуть Зандеру, и кои, не далее какъ въ прошломъ 1907 году, оказались неприз¬ нанными Шинке и Лезеромъ. Я прищелъ къ совершенно инымъ результа- тамъ и, какъ о томъ теперь уже можно судить, судьба перекрестныхъ рядовъ проволокъ была столь печальной повидимому только потому^ что мой предшественники не удклили должнаго вни¬ манья вопросу о д!аметрахъ связей. Вл1яте тонкихъ проволокъ оставалось не из- сл'Ьдованнымъ. Зандеръ, наиболее интересовав¬ шиеся этимъ вопросомъ, и тотъ прим Ьнялъ про¬ волоки чрезмерно большихъ д1аметровъ. Изъ пяти cepifi произведенныхъ имъ опытовъ, въ трехъ сер!яхъ им елись проволоки въ 8 мм., н только въ двухъ сер!яхъ—отъ 6 до 4 мм. въ д!аметре, но не тоньше. Въ течете осени и зимы 1907—1908 it. въ Me хан и ческой Лабораторш Электротехнически г о Ин¬ ститута въ С-Петербурге было сдЪлано испыта- шё'около сотни образцовъ, отчетъ о каковыхъ опытахъ предполагается опубликовать особо. Въ настоящей же статье я сообщу среднее результаты лишь тЬхъ серпа опытовъ, кои наи¬ более нагляднымъ образомъ выясняютъ наши общая заключений; Въ таблице VI приведены результаты двухъ се pi и опытовъ; первая cepia состояла изъ кубн- ковъ, размерами 10X10X10 см., кои были разру¬ шены 25 ноября 1907 г., въ возрасте 28 дйеи; во второй cepin кубики были размерами 15x15Х<
4!) XI5 см., и были разрушены 22 апреля 1908 г., въ возрасте 35 дней. Испытан1я производились при помощи гидравлическаго пресса Амслера-Лаф- фона на 150 тониъ, съ ручнымъ приводомъ. Со- ставъ бетона въ обоихъ случаях ь былъ: 1 объ- емъ порт л. цемента на 3 объема круп наго, такъ называемаго „Лахтинскаго", песка съ галькой; растворъ былъ сухимъ, вода выступала лишь после трамбовки. Песокъ применялся непромы- тымъ, чтобы приблизиться къ услов1ямъ практики. Трамбовка велась вручную, при помощи де ревя и- ныхъ пестиковъ. Кубики освобождались отъ формъ немедленно по изготовлен!и, и черезъ 1—2 дня убирались въ сырой песокъ, изъ коего вынима¬ лись за нисколько дней до опытовъ. Арматура состояла изъ перекрестныхъ рядовъ проволокъ, кои укладывались безъ переплетен!я, образуя въ плане сетку, какъ то показано нафиг. И. Концы проволокъ были загнуты на 1.0—2,0 см., каковая предосторожность заметно вл!яла на улучшеше результате въ. Количество железа въ процентахъ во всехъ кубикахъ было почти одинаковым*, въ то время какъ д!аметры связей последовательно утонялись. Было стремлеше изготовлять связи такой длины, чтобы между ихъ концами и стен¬ ками формъ не оставалось прозоровъ, что уда¬ лось лишь отчасти и фактически связи были на 5—15 мм. короче поперечныхъ измерений образ- цовъ. Къ особенностямъ же каждой изъ сер!й надо отмести следующее. При опытахъ надъ кубиками 10 см.3 матерь- ялы были одной поставки, а надъ кубиками 15 см.3— другой поставки. Первая сер!я имела характеръ предварительный, вторая cepia—повторный, для поверки результатовъ первой серш. Формы для изготовлеа!я въ обоихъ елучаяхъ были разбор- 1
50 — чатыя деревянныя, но при этомъ во второмъ слу¬ чай о не были изготовлены много аккуратнее, съ обивкою внутри тонкою жестью, и действи¬ тельные размеры ихъ почти въ точ¬ ности отвечали те орет ич е с к и м ъ, въ соответствии съ ч'Ьмъ и самое изготовлен1е об- разцовъ во вто¬ рою» случае было несколько более тщательнымъ. Къ ос о б е ннюст я м’ь у к падки арматур ы ф.1Г надо отнести то, что мы вовсе не стремились достичь той правиль¬ ности расположения сетокъ и проволокъ, каковую мы отм'Ьтили у Зандера; укладка связей произ водилась на глазъ, безъ какихъ-либо раздгЬтокъ, что опять таки делалось умышленно, чтобы при- близиться къ услов!ямъ практики, хотя мы и стре¬ мились къ тому, чтобы разстоян1я между рядами были, по возможности, равны разстояшямъ между отдельными проволоками въ рядахъ. Въ первой с epi и кубиковъ, какъ видно изъ столбца 6-го таблицы VI, объемъ поперечной арматуры въ про цента хъ колебался въ тесныхъ предгЬлахъ отъ 1,47% до 1,29%, Полнаго тожде¬ ства достичь было невозможно, ибо объемъ же- лЬза зависелъ отъ числа отдЬльныхъ целыхъ стержней. Группа кубиковъ № 1—была безъ ар¬ матуры. Группа № 8—имела арматуру изъ про¬ волоки 5 мм. въ д1аметре; диаметры арматуръ следующихъ гру-ппъ последовательно утонялись
51 до 1,31 мм, въ груш rfc Ki И; уменьшая дг-амепуры проволокъ, мы развивали поверхность связей. О ре¬ зультат^ говорятъ цифровыя данныя таблицы. При д!аметрахъ проволокъ въ 2,1 мм. и 1,3 Г мм. коэф/рицгенты полезнаго дкякпшя достигли громад¬ ных* величин* во /4$61* и 164^1^ превысив* таким* об¬ разом* коэффициенты полезнаго действ? я для обойм*. Мы воздержимся, ко вечно, отъ кате горическаго заключения въ томъ смысл'Ь, что тонкая жел'Ьзныя связи могутъ давать таюе высокие эффекты, кои не могутъ быть достигнуты обоймами, удовлетво¬ ряясь общимъ заключен1емъ, что -тонкъя попереч¬ ный арматуры могутъ давать эффекты, во всяком* хлучап, не ниже эффекта обойм*. Въ виду бывшихъ неудачъ и даже отрацательнаго отношения пред- шественниковъ къ этому вопросу, мы въ правЪ с ч ит ать на ши р езу л ьта ты новы ми и з а сл у ж ива ю- щими извг1зстиаго внимании Повторная cepbi опы- товъ надъ кубиками ббльшихъ размЪровъ въ 15 X X 15 X 15 см. даетъ ту же карты ну явлений. Въ этой cepin. при минимальной толщин^ проволоки въ 2,1 мм. коэффиц!ентъ полезнаго дЬйств]я оказался равнымъ 124%, т. е. равнымъ наивысшимъ козф- фигцентамъ обоймъ. Въ последней группа образцовъ (А—6) вместо проволокъ были заложены по 4 пластинки изъ кро¬ вель на г о ж ел b за толщиною 0,6 мм.; ихъ коэфф, полезнаго дг1зйств1я оказался равнымъ 124% (у Шинке и Лёзера maximum былъ 115%), т. е. рав¬ нымъ таково му-же для проволокъ 2.1 мм. Резуль- тать этотъ съ одной стороны подтверждаетъ пра¬ вильность заключен! н Шинке и Лёзера о высокихъ эффектахъ пластинокъ, но одновременно говорить и противъ ихъ заключения о какихъ-либо преиму- ществахъ пластинокъпо сравнению съ проволоками. Утоняя д!аметры проволокъ и толщину пласти-
52 — нокъ въ еще большей степени, мы достигли бы еще больгпихъповышений сопротивляемости бетона. Картина разрушена кубиковъ съ арматурой, резко отличалась отъ картины разрушен!я куби¬ ковъ безъ арматуры, пр и ч емъ въ своихъ заклю- чеш’яхъ правъ оказался Зандеръ, а не Консидеръ. Все признаки пластичности бетона въ образцахъ сь арматурою оказались на лицо. Простой бетонъ разрушался внезапно, ртуть манометра быстро падала внизъ. При разрушение кубиковъ съ арма¬ турою, столбъ- манометра падалъ очень медленно, если-же движеше машины не прекращали или уве¬ личивали быстроту вращешя, то манометръ дол¬ гое время оставался б л изъ наивысшаго уровня. После раз рушен! я простые образцы часто удава¬ лось вынуть рукой изъ челюстей машины, чего нельзя было сделать при образцахъ съ армату¬ рою, и чтобы ихъ вынуть, необходимо было или дать машинЬ обратный ходъ, или выпустить часть жидкости изъ цилиндра. При вынутш изъ машины и б роса н in на полъ съ высоты челов^ческаго роста бетонные кубики большею частью разбивались на куски, въ то время какъ кубики съ арматурою легко выдерживали эту операцию. Съ внЪш не fl- стороны- достаточно говор итъ за себя фот огра- ф!я фиг. 12. Въ верхиемъ ряду налево изображена кубикъ изъ группы № 10, выдержавшей 244кгр./см.2, въ то время какъ простые бетонные дали 84 кгр./см.2 въ среднемъ. Какъ разъ этотъ кубикъ выдержалъ операгцю бросай 1Я на полъ. Несмотря на это, отъ кубика удалось отделить лишь наружный слой бетона, не захваченный концами связей, и обра- зецъ сохраиилъ совершенно определенную куби¬ ческую форму. Бетонная масса кубика сохранила вполне плотную консистенцпо, ни о какомъ раз¬ рушены! въ глубину нЪтъ и рЪчи. Для сопостав¬
лен!я мы имЪемъ въ томъ-же ряду разрушенный бетонный образецъ безъ арматуры (изъ посто¬ ронней cepin опытовъ). Въ нижнемъ ряду справа мы им’кемъ простой Фиг, 12, бетошый кубикъ изъ группы А —I. вы державна й 106 кгр./смА Въ томъ-же ряду слЪва имеется об¬ разецъ изъ группы А—2, вооруженный довольно
54 толстой проволокой въ 5 м, м., п давшш 175 кгр./см2. Уже и въ этомъ образцЕ съ толстой проволокой картина разрушешя совершенно иная. На поверх¬ ности кубика видны концы связей, коими сковы* вается совершенно плотная бетонная масса. Обра¬ щаема. внимате на тонкую плоскую лещадку, при¬ слоненную къ кубику слЕва (съ той стороны, отъ которой она отделилась), и просимъ сопоставить ея размЕры съ кусками бетона, отделившимися отъ простого образца и разы Ещенными около последнего. Въ среднемъ ряду слЕва мы имЕемъ образе! гь изъ группы А—5, съ проволокой 2,1 мм., давшш 279 кгр./см2. Въ томъ-же ряду справа помЕщенъ кубикъсъ четырьмя пластинками, толщиною 0,6 м. м.,...изъ группы А—6, давний 28 кгр./см.2. Характерными я вл е темъ при разрушен! и кубиковъ этого рода служить то, что въ нихъ разрушеше наступаешь не равномЕрно по всей высотЕ, а лишь въ пре- дЕлахъ какого-либо одного прослойка между пла¬ стинками. Въ сфотографнрованномъ образцЕ раз- рушеннымъ оказался верхнш прослоекъ, между опорой и первой пластинкой, что сопровождалось отдЕлетемъ верхней части образца, какъ о томъ можно судить по ясно видной трещинЕ. Пластинки имЕли по пяти небольшихъ отверстии для унич¬ тожения воздушныхъ пузырей. Очевидно, такпхъ от вере Tift недостаточно и ихъ необходимо дЕлать значительно большим и, для непосредственнаго со- единешя бетона отдЕльныхъ прослойковъ. Но и здЕсь мы не получимъ того идеальнаго сцЕплешя арматуры съ бетономъ, какъ въ слу¬ чай тонкихъ круглыхъ проволокъ, что является серьезным ъ недостаткомъ пласти но къ, исключаю- щимъ возможность ихъ примЕнешя во всЕхъ тЕхъ
55 — случая хъ, где ожидаются как1я и и будь раз слан ва- Ю1щя или сдвигаю mi я уснл!я. Возвращаясь къ таблице V I просл Ьднмъ внима¬ тельнее за тою законности каковая наблюдалась при увеличенш сопротивляемости бетона въ зави¬ симости отъ арматуръ. Мы уже заметили, что соп роти влете бетона возрастало сь утонетемъ диаметра проволокъ, или что то же, съ развипемъ общей поверхности связей. Действительно, обо¬ значая объемъ связей черезъ V, диаметр ъ ихъ черезъ d общую длину черезъ L, и поверхность черезъ 8, мы найаемъ: тг d 2 4 V V = . L , S = -dL, или S - , • , ч а откуда видно, что при о ди наново мъ объеме же¬ леза, поверхность связей обратно пропорциональна д!аметру проволокъ. Такъ какъ мы все относили къ 1 о/о железа, то числитель дроби можно условно принять равнымъ единице, тогда выражетя 1 : d дадутъ числа, пропорцгональныя повероуностямъ связей*. или просто поверхности въ тъкоторыхъ условнъш’ъ единица хъ и отнесенных къ 1°/о желтьза. Величины поверхностей, определенныхъ такимъ образомъ, приведены въ графе 7. Если мы будемъ откладывать по оси X—овъ поверхности связей по даннымъ графы 7-й, а по оси У—овъ коэффициенты. полезного действ!я по даннымъ графы 12-й, то для первой cepin куби- ковъ' получимъ диаграмму, изображенную на фиг. 13 и поясняющую зависимость увеличен!я сопро- тивлетя бетона отъ величины поверхности свя. зей. Три точки для кубиковъ ЖХГ2 8, 9 и 10 за- мвтнымъ образомъ стремятся лечь по некоторой прямой, выходящей изъ начала координатъ. Чет¬ вертая точка кубика М 11 резко отклонилась отъ
ТАБЛ Й Ц А VI. (По опытамъ автору въ 1907—1908 г.г.). Обозначения образцоиъ. Размеры въ см. Воарастъ (дном). Дшыетръ проволокъ! въ м/м. Число ттроволокъ въ образца. iu ’ ei .со Число образцовъ ’ въ группу <v.. и Среднее временное <1 сопрот. въ кгр./см'-. 1 | Тоже ВЪ O/O-X'b. 1 Bainiiie арматуры въ °/о хъ. ! Коэфф и ц. полезнаго ДЪЙСТВЬ'1 въ <о-хъ. Произвел. д!ам. пров. въ м/м. на коэф. пол. лЪПс. въ % хъ пли коэффиц, К. 1 : Расчетное времен, : сопротивление £S | + ! T ■“ 1 БолЪе (+) или мепJ (—) дЬйствительп. Ц Объемъ желъ I о/о-хъ. 1 (1 1 Въчаст-1 | мости- ’ Средвш. 1 2 3 4 5 6 7 8 . п 10 и 12 i 13 \ 14 i 10 | 10 № 1 28 — - — 8 84 100 : — • — — 1 1 № 8 X i 99 о,0 6 МУ 0,20 2 160 179 79 54 270 154 + 4 о 1 1 .. j № 9 —< W 2,9 16 1,32 0.3-1 2 185 220 120 91 264 282 192 J + 7 X i № 10 © г» 2,1 30 1,30 0,+н 1 1 2 I 246 , 293 193 148 311 232 -14 Яг 11 Я 1,31 76 I ■ 1,29 1 0.76 ; : 1*) 262 312 • 212 164 215 — — — A—I I 35 — ! L — « по 1 10(1 • 1 .... — ■ — — — А—2 «о ! • » ; о,о 1 12 1 1.25 0,20 i з ; «90 • 173 73 58 290 1 185 — 5 А—3 X i I * 4.1 13 : 1,33 0,24 3 с> ■ 211 192 92 69 283 207 1 “ 4 ! 2 i т\ 273 А—1 х 1 » 3,1 ! 32 1,31 0,32 ( 3 230 : i 209 109 83 237 ’ + 7 А—5 л 1 *> 1 ; 76 1.31 ; 0.4S ! :i , 288 262 : 162 124 260 ; i 297 + 9 А—в 1 1 4 пластинки тол. 0,6 м/м. 1,44 1 ; 3 i 307 279 ; 179 124 1 — i 1 1 1 — — Въ групггЬ было два, но пдняъ далъ ненормально лнэк!й результату каковой пришлось отбросить.
воображаемой прямой. На фиг. 14 изображена такая же д!аграмма для второй с ерш кубиковъ, причемъ все четыре точки расположились близко къ неко¬ торой прямой. Въ кубикахъ № 10 первой серш п А—5 второй се pin проволока имела толщину 2.1 м. м. Диаграммы говорятъ, что при утоненш про¬ волоки до этой толщины, увеличенье сопротивлетя оетона возрастало почти пропорцгоналъно увеличению поверхности связей. Что же касается отклонена точки .\1 11, отвечающей кубику съ арматурою 1,31 мм. въ aiaметре, то явилось ли оно случай иымъ, или Фиг. 13. н±тъ? Надо представить себе явлен!я съ качест¬ венной стороны. До пусти мъ, что въ ряде кубиковъ мы уложили арматуру разныхъ ддаметровъ, сна¬ чала довольно значит ел ьныхъ, а затемъ все более и более тонкихъ, но при томъ 'же количестве железа. Пока проволока достаточно толста, раз- рушеше кубиковъ наступаетъ въ тотъ моментъ, когда бетонъ начинаетъ срываться съ поверхности связей, упругая реакщя коихъ становится слиш- комъ большой, чтобы бетонъ могъ увлекать ихъ
дальше въ своихъ деформа идя хъ. Пока связи сйё с л ишк омъ то и ки, я в - леnie такъ и прсг исходить, и приба¬ вочное : с о прот ив л е- nie въ» бетонЬ отъ связей продолжаетъ быть пройорцюиаль- н ы мъ п о вер х но- стямъ этихъ связен. Но какътолько уто¬ нете проволокъ достигаетъ того пре¬ дала, когда при до¬ статочно большой . Фиг. 14. поверхности сила сцг1зплен1*Я! съ бетономъ начннаетъ превосходить сопровотивлеше отдельной связи, то картина сразу мФняется.Разрушеше наступаетъ не после соскаль¬ зывания связей, а после того, какъ связи начнутъ вытекать, рваться. Съ этого момента сопротивление начнете увеличиваться съ дальнЪншимъ утоне* ндемъ связей уже не пропорщнально увеличен!® ихъ поверхности, а безусловно медленнее. Инте¬ ре сен ъ вопросъ, неужели возможны так!я гро¬ мадный рас ширен! я бетонной массы, кои заста¬ вили бы вытекать и рваться железо, и неужели бетонъ до этого момента не разсыпется на от¬ дельный части? Опытъ говорить, что так!я рас- ширешя возможны-.' Изъ кубика Л® 11, давшаго на первой д!аграммгЬ отклоненную точку, были извлечены арматуры. Оказалось, что некоторый проволоки были порваны, причемъ нисколько не на две,- а даже на три части. При этомъ кубикъ, после разрушешя имелъ плотный видъ и для извлечения проволокъ приходилось прибегать къ
• 60 - ударамъ молотка. Совершенно очевидно, что раз¬ рыву проволокъ должно было предшествовать вытеките желЪза, т. е. ' образование шеекъ. Так in V - ше 0 ки б ы л и з амЪт н ы на :многихъ нроволокахъ об- Ч. ' разца № 11, причемъ на Жуу одной проволок^ по нЪ- у-. скольку сразу, иногда на У'л? разстоянйт мен^е санти¬ метра одна отъ другой. ••.УУУ На фиг. 15 мы имФемъ : ? СНИМОКЪ ВЪ НИСКОЛЬКО ><"• . увеличенномъ видЪ одной У < изъ ар мату рок ъ этого образца, на коей можно насчитать до пяти шеекъ. v . выраженныхъ въ разной степени. ДвЪ шейки— въ правомъ концф, арма- ‘ ’ турки, хорошо видны на фотографии. Одинъ изъ образцовъ группы А—5 былъ испытанъ вторично, черезъ день послЪ пер- • ваго испытатя, причемъ машиною онъ былъ спрес- сованъ до значительнаго £ * .. укорочешя высоты; посл к .^Р^*****’*^-^^ этой операщи было най- дено пять проволочекъ изъ 76 имевшихся въ образца, кои дали по двЪ Фиг. 15. _ о слабо выраженныхъ шеи- ки. Невидимому, при толщинЪ желФза не меньшей 2,0 м.м. вызвать образоваше шеекъ еще довольно
— 61 трудно и предварительно сего наступаешь соскаль¬ зывание связей. Такимъ образомъ отклонеше точки Хг 11 на д!аграммгЬ фиг. 13, было не случайнымъ и нашло себё объяснение. Если для проволокъ толщиною до 2,9 м.м. при¬ нять законъ возрастатя сопротнвлен1я въ зависи¬ мости отъ поверхности за линейный, то отсюда можно намътитъ пр!емъ для расчета связей. Если принять эту прямую пропорщональность поверх¬ ности, или обратную пропорциональность дхамет- рамъ связей, то произведения д!аметровъ (графа 4 таблицы V[) на коэффициенты полезнаго д±йств!я (графа 12). должны выходить примерно одинаковыми. Мы обозначаемъ результаты этихъ произне- денШ черезъ К, и пом'Ьщаемъ ихъ въ графе 13-й. Въ среднемъ для первой cepui (если исклю¬ чить по полятымъ теперь причинамъ образе!гь № 11) величина К=282, а для второй cepin К — 273 (графа 14). Если обозначить черезъ аь временное сопротнвлегпе простого бетона, черезъ аъ' — искомое временное сопротивлеюе образца съ арма¬ турой, черезъ р—от ноше Hie объемовъ металла и бетона (цифры графы 6-й, деленный на сто), и черезъ d—;цам. связей въ м.м., то очевидно при помощи каковой формулы можно расчшпатъ по данному вре¬ менному сопротивление простого бетона—сопро- тнвлете образца съ арматурой, а соответственно, н допустимое напряжете на бетонъ съ арматурой, по допустимому напряженно на простой бетонъ. Принимая К = 282, для образцовъ .N” 8, мы находнмъ. , Л , 282X0,0147 Л л= 84 • 1-I• - I = 1 э4 кгр./см,“.
— .62 въ то время какъ изъ опыта найдено, что величина эта (графа 9) равна 150 кгр./смЛ Результаты этихъ подсчетовъ помещены въ графЪ 15-п, а въ последней граф h—разницы по сравнений съ опыт¬ ными данными. Для второй серш принималось Т А Б Л И Ц A VII. (По опытамъ автора въ 1907 г.) As 1 1 1 1 S 12 1 i 1 1 1 1 1 1 ■“ 1 i 1 . (» ’ 1 46 100 — ! i As 15, i о : i : • E- fc: : О О . t 1 | 1,3 ’1.28 0,77 S 3 ; 79 172 • 72 56 Аг Аг 1б! 17! J V— i Я : 5 ~ • C 2- 1 о . ! H 1 1 i 0,79 | °-59 i " 1 я ’ 1.27 1 ! 1,69 1 : з: i 1 ■ 29, k P3i 101- 1 ! 202 220 1 1 102 | 120 80 94 1 1 № is1 о i i ! E“ i 0,40 1 f ' 2,50 3 \ i 125 1 1 !' 172 1 1 13+ \п 19 1 1 1 1 1 1 I » £ i 0,27? H 3,67 92)! 139 302 202 158 1 i I ■I 1 1 VO - 1 0го t * ! i i i 4) Одннъ образецъ выклюъ, какъ давний р’Ьзкоо от клонен! с -) Тоже. г К = 273. Цифры графы 15-п и 9-н очень близки между собой, но тФмъ не менке, конечно, распро¬ странять эти расчеты на в с 4; возможные случаи въ практикb по недостатку опытыыхъ даниыхъ еще преждевременно. Къ сожалкнпо даже и та-
— 63 - кихъ предварительных!» соображений о расчетахъ связен тоньше 2,00 м.м. мы дать пока не имЬемъ никакой возможности, благодаря более сложной зависимости, которая здесь имЪетъ мЪсто. ВсЪ другая с epi и опытовъ, зтЬсь не опубли¬ ковываемый, дали те-же показатели высокаго эффекта тонкихъ связен. Кроме указаннаго рода арматуръ мы испыты¬ вали другой пр<емъ в веден 1Я жезгЬза въ бетонную массу, заключавшиеся въ слгЬдующемъ, Вместо правильнаго расположен я рядовъ про¬ волокъ, мы рубили проволоку на куски длиною въ 3—7 см., перемешивали ихъ съ бетонной массой и такимъ матерьяломъ набивали кубики. Въ виду того, что при укладке бетонной массы съ рубленой проволокой отдельный проволочки ложатся въ неопределенномъ положен и, и лишь часть изъ нихъ занимаетъ наивыгодн кншее гори¬ зонтальное и близкое къ горизонтальному по ло¬ же Hie, то естественно было предвидеть, что для дрстижешя хорошаго эффекта при помощи такого рода косвенной арматуры, необходимо развить поверхность въ еще большей мере, т. е. утонить Д1 а метры проволокъ еще значительнее. Въ таб¬ лице VII приведены результаты испытаня, произведеннаго 20 декабря 1907 г. надъ кубиками 10X10X10 см., въ возрасте 1*2 дней. Составъ бетона былъ 1 объемъ цемента на 3 объема мел* каго ручного песка. Арматура изъ рубленой проволоки, или „желгЬзнаго волоса\ какъ мы его называемъ, была взята по вЬсу въ строго одина- ковомъ количестве во всехъ кубикахъ, и соста¬ вляла пр объему 1,28°Л. Д1аметры проволокъ, какъ видно изъ графы 5й, последовательно уменьшались отъ 1,30 м./м. до 0,27 м,/м. Графа 7 характеризуем относительное увеличене поверх¬
— 64 — ности связей съ утонен!емъ ихъ дгаметровъ. Въ результат^ временное сопрртивлеше, съ 46 [<гр. см2, для простого бетона, возросло до 139 игр. см.2 для кубиковъ съ наиболее тонкой проволокой, т. е. при такомъ ничтожномъ содержанш желЬза увеличилось втрое. Коэффиц1енты полезнаго Д'Ьг’ь СТВ1Я для случая наиболее тонкихъ проволокъ возросли до Зависимость возрастания коэффиц1ентовъ по¬ лезнаго д±йствея отъ поверхности связей видна изъ диаграммы фиг. Гб. Фиг. 16. Мы еще не проверяли эти результаты повтор¬ ными испытажями, кои им'Ьеотъ предварительный ха рак те ръ главнЬйше вслгЬдств1е малаго возраста образцовъ (12 дней). Хотя здгйсь необходимо от- мЪтить, что преувеличен наго эффекта въ началЪ твердЪшя бетона поперечныя связи и связи въ видЪ волоса, по видимому, давать не должны, ибо увеличенге сопротивлен’ья бетона достигается здъъсъ за счете силы сщъпленъя бетона со связями, каковая возрастаете по муьргь теердтьнъя бетона, и если по¬ следней еще слабо схватился, то пол наго эффекта
связей здесь ожидать нельзя, соответственно чему относительное увеличенье сопротивляемости бе¬ тона для разныхъ его возрастов^ должно быть вели- Фиг. 17. чиною значительно болтье постоянной, чтъмъ мъ случаю обоймъ. Для резюмирования всего вы шеек азан наго сд’Ь-
66 — лаемъ нисколько послЪднихъ замЪчашй касательно BjiflHin поперечныхъ связей на бетонную массу- Известно, что простой бетонный брусъ съ высо¬ тою Н (фиг. 17), большею наймемынаго попереч- наго его измерен! я а, разрушается рангЬе образца кубической формы. Если мы введемъ поперечные стержни расположивъ ихъ сФтками, удаленными другъ отъ друга болЪе или менЪе значительно, то временное сопротивлен!е бруса въ некоторой мЪргЬувеличится. Если разстоятя b между сутками будутъ равны л, т. е. поперечному нзмЬренмо бруса, то временное сопротивленхе бруса можетъ уже оказаться равнымъ сопротивление кубиковъ. Во время сжат1я бруса, частицы бетона, расположен¬ ный вокругъ отд'Ьиьнаго стерженька будутъ находиться въ нгЬкоторыхъ особыхъ лучшихъ услов1яхъ. Диаметры нЪкоторыхъ цилиндровъ, по оси коихъ располагаются связи i или дроаб влгяте связей i, внутри объема коихъ ча- стмцы бетона находятся въ улучшенныхъ у ело¬ вая хъ, по вид имо му весьма незначительны, и врядъ- ли превышаютъ нисколько сантиметровъ, какъ-бы не было велико сЪчеше связей. Если мы будемъ еще болЪе уменьшать раз- стояшя Ъ между сутками, сопротивляемость бруса будетъ роста еще больше, но тЪмъ не менЪе эти сЪткн могутъ разсматриваться лишь какъ конструктивны я добавки, если при этомъ ци¬ линдры вл] я Hi я еще не будутъ пересекаться; не смотря на некоторое увеличеше сопротивляемо¬ сти бетона, эти связи еще не уничтожать его хрупкости. Но по видимо му съ того момента, когда гЬтки будутъ сближены настолько, что цилиндры вл1ян1Я'-начнутъ пересвкаться, бетонъ сразу пре¬ образовывается въ своихъ с вой ствахъ, и стано¬ вится • нехрупкимъ и пластиннымъ.;
— 67 Нисколько соображений въ этомъ роде выска- зываетъ профессоръ Н. А. Житкевичъ ве статье „ Применение жел езобетона въ крепостныхъ соо- ружешяхъ" (см стр. 117), Въ липе профессора Житкевича мы вообще иаходимъ горячаго побор¬ ника идеи развертывай? я поверхностей железа, прнм'Ьняемаго въ жезгЬзобетонныхъ сооружен!яхъ. Лишь этимъ путемъ можно достичь наиболее т'Ьснаго соединен!я и солидарности въ работе двухъ совершенно различи ыхъ матерьяловъ. Въ частности по поводу моего доклада Об¬ ществу Архитекторовъ профессоръ Житкевичъ зам&тилъ, что „надо выяснить роль железа, какъ уравнителя, преобразователя, претворите л я въ массахъ, или въ массе самого бетона0. Въ сжатомъ бетонномъ брусе съ густо рас¬ положенными тонкими поперечными связями въ частности,, мы имкемъ случай, где железо яв¬ ляется именно уравнителе,мъ и преобразовать лемъ бетонной массы/ ЖелЬзо здесь является какъ бы раствореннымъ въ бетонЬ, и соединение этихъ матерьяловъ здЬсь въ высшей степени тесное. Въ случай спи рал ьн ыхъ о б мото къ и вообще внЬш- нихъобоймъ роль арматуръ органичивалась тЬмъ, что оне просто стесняли расширения бетона, не производя въ немъ при этомъ каки хъ-л ибо болЬе глубокихъ изм'Ьнен!й, мы видели, что въ случаяхъ большихъсЪчетй, когда обоймы охватывали слиш- комъ>-большую массу бетона, - эффектъ ихъ по¬ нижался. Въ случае густо расположенныхъ свя¬ зей, вся бетонная масса является какъ-бы про¬ низанной некоторыми фибрами, кои исключительно тЪсно вяжутся съ бетономъ, и производятъ весьма глубокая изменены свойствъ его массы по всей ея толще.
— 68 IV. ЖелЪзо-бетонная система со «свободными свя¬ зями» *). Выяснивъ эффектъ тонкихъ поперечныхъ свя¬ зей и желЪзнаго волоса, естественно было вос¬ пользоваться этимъ оруд1емъ для систематическаго у силе Hi я сжатыхъ слоевъ рабочихъ элементовъ жел^зобетонныхъ сооружена, что и привело насъ къ построение желФзо-бетонной системы, каковая быть можетъ, послу житъ къ умножение суще¬ ствуют, ихъ въ практик^ пр!емовъ. Наша система им'Ьетъ въ виду до пуще Hie у вс- личенныхъ нагрузокъ на сжапе бетона; соответ¬ ственно степени этого увеличешя, и соответ¬ ственно степени сжатия, мы вводимъ въ сжатые слои бетона тоншя поперечныя сФтки изъ про¬ волокъ или желЪзныхъ тонкихъ полосокъ, кон могутъ быть размещены и безъ пере плетен in между собой, и даже въ разныхъ поперечныхъ плоек остяхъ; мы не исключаемъ также и тоню я желФзныя пластинки. Основный схемы нашихъ построений приве¬ дены особой таблицей. Тощая поперечныя связи для усиления бетона мы вводимъ совершенно независимо отъ обыкно¬ вен ныхъ поперечныхъ арматуръ и, такъ сказать, дополнительно, обычный же поперечныя арматуры мы оставляемъ безъ всякихъ измЪненш. Проводя этотъ принципъ раздЪлешя работы поперечныхъ арматуръ, мы значительно выигрываемъ въ смыслЪ экономичности и рациональности расположен1я металла, такъ равно н въ смысл Ь облегчешя npie- мрвъ расчетовъ поперечныхъ связей разныхъ ка¬ те гор 1й3 въ. чемъ убедимся ниже. *) Привелепя въ Poccin.
— 69 — КромЪ сего нами принять пр!емъ расположе¬ на тонкихъ поперечныхъ связей безъ всякой пе¬ ревязки съ продольными стержнями. Для цФлей усиления бетона перевязки этой не требуется, и она будетъ достигаться обычными схватками и хомутами, въ то время какъ способъ производ¬ ства работъ благодаря этому пр1ему достигаетъ исключительной простоты. Сказанные пр!емы рас положен! я позволяютъ именовать попе речи ьгя связи въ нашемъ случаЪ „свободными связями'’. Наконецъ, было стремление усилить бетонъ по всей плоскости сжатаго сЪчешя, для чего мы считали полезнымъ доводить концы связей до на- ружныхъ поверхностей, чтобы усиливаемое ядро по возможности захватывало всю плоскость сЪ- чен!я; на практике это стремление, конечно, не всегда осуществимо въ полной M'fcp'b. ибо оно потребовало бы большой точности въ изготовле¬ нии, какъ формъ, такъ и самыхъ связей. На фиг. 1 особой Таблицы изображена колонна нашей системы, съ фасада и въсФчешяхъ по т—т. Въ колонне мы имЪемъ продольные стержни /?, схваченные того или иного типа перевязками /г. Къ згой обычной конструкщи мы добавляемъ густо расположенный тонюя связи £ Связи эти, какъ видно изъ поперечныхъ с’Ьчешй, могутъ вы¬ полняться изъ тонкихъ жел’Ьзныхъ проволокъ или полосокъ, и изъ тонкихъ жел'Ьзныхъ листовъ. Въ первыхъ двухъ случаяхъ связи могутъ быть переплетены въ сетку, могутъ оставаться и безъ переплетения; въ послЪднемъ случай связи раз- ныхъ направлена могутъ быть и не совмещен¬ ными въ одной плоскости. Концы связей показаны доведенными до краевъ сФчежя, стремиться къ чему, по нашему мнЪтю, полезно изъ тФхъ теоре-
— 7:0. th ye с к ихъ , с о об ражен i й, что,, п d иб л н жая кони ы связен къ наружному контуру, мы усиливаема колонну по всему сЪченпо и . уничтожаемъ тотъ ръзкли перехода отъ усиленна го ядра къ пару ж- н ы м ь с л о ямъ, ка к о й и M'k ет™ яъ г исте мЪ 1;\ о и с н - дера,и въ. крдоннахъ. обычнаго типа. Толстый, 11 ре до х р ан н гель н ы и ело й, з а щйща ющ| й с п н ра ля Ко ней дера и продольные стержни о.бычныхъ ко-. лоннъ, врв.се не необходимъ для предохранешя на¬ гл ихъ тонкихъ связей, большая часть коихъ рас¬ положена внутри бетонной толщп, для защиты же кон цо въ с вя зе й до стато ч н о то н к аго п ро ел oj i ка бетона. Важно лишь выяснить вопросъ, какъ повлтяетъ. вывускъ концовъ связей близко къ поверх постя мъ на огнестойкость колонны. Вопросъ этотъ приходилось ставить себЪ съ самаго начала, съ этой стороны мнЪ делались н возражения. До не посредствен наго выяснен! я опытомъ, вопросъ зтоть представляется въ такомъ видЪ, .Объемъ желФза въ свободныхъ связяхъ на практик!; бул ^етъ составлять въ среднемъ, вероятно, около P/о отъ объема бетона. Такое ничтожное коли¬ чество железа, размещен наго въ тонкихъ связяхъ, не можетъ увеличить теплопроводности ко. юнны сколько нибудь значительно. Что же касается са- мыхъ концовъ связей, то даже если бы всл'1;дств1е некоторой разницы коэффнщентовъ теплового расширешя бетона и железа и произошло ихъ отслаивание отъ бетона, то врядъ ли оно можетъ пойти сколько-нибудь глубоко именно встдств/е тон¬ кости связей. Продольные стержни окажутся въ луч ш ихъ услов!яхъ по с равней по съ обычными колоннами. Тон Ki я связи, особенно если ихъ концы загнуты, даже если он'Ь вслгЬдств!е вл!ярпя огня и отделятся отъ бетона на irk которую не¬ большую глубину, во всякомъ случай, будут* удер,-
живать наружных яещадкгс бетона отъ отпадангя^ в пол н'к возм.ожнаго въ обычныхъ колоннахъ, осо¬ бенно, при полиак к ихъ водой» По отношение къ ча.стнымъ вндамъ связен наши епкпатш въ настоящее-время прежде всего на сто¬ рон 'к св язей изъ тон к и х ъ про в о л о къ, в с л'кд ст в i е наилучшаго ецкплегпя ихъ съ бетотгомъ, и при- томъ съ загнутыми концами. Связи изъ жел'кз- ныхъ цолосокъ въ этомъ отношении не такъ хо¬ роши. гКелкзныя пластинки съ той же стороны представляютъ уже больше, недостатковъ, о чемъ было говорено выше. Существенная разница при- нятаго у насъ npiewa расположетя пластинокъ отъ пргема Шинка и Лёзера заключается въ томъ, что у поел к ди ихъ пластинки одновременно слу¬ жа’]*'ь и для перевязки стержней, спешальныя же перевязки отсутствуют!». Пргемъ зтотъ намъ представляется нисколько иеудобнымъ по той причпн'к, что продольные стержни никогда не мо¬ гут ь быть совершенно прямыми, и укладка боль¬ шого количества пластинокъ съ тгксними прор'к^ зями должна быть на дкл к весьма не леской. Въ нашемъ случаЪ, какъ то видно на чертежк, пла¬ стинки нм’Ьготъ очень свободные выр'кзы, допу- скающ>е легко забрасывать пластинки и при не¬ прав ильном ъ положении стержней; пластинки эти остаются „свободными связями", а для перевязки собственно стержней мы сох раня емъ обычные хо¬ муты Д кон могутъ быть разставлены сравни¬ тельно р'кдко, будучи исполненными изъ жел'кза бол'Ье сильныхъ профилей. Т'к же связи мы прим'княемъ и въ другихъ случаяхъ (за исключешемъ пластинокъ. кои опасно лримкнять тамъ, гдЪ перерЪзываюиця усил1я им'Ьютъ сколько-нибудь серьезное значеше). На фиг. 2 мы имкемъ схему балки па свобод-
— 72 — иыхъ опорахъ. Обычными являются продольные стержни г и как!я либо подвФски k на срФзыва- nie. Въ зависимости отъ эпюры поперечныхъ снлъ и распредФлен!я срФзывающихъ усил)й по высотФ сФчетя, подвески /г располагаются по всей высотф балки, со сгуьцетемъ по концамъ. Не трогая этйхъ обычныхъ конструкций. мы добав¬ ляем ъ въ сжатыхъ слояхъ связи г, кои сгущаются къ середи нФ балки и имФютъ наибольшую гу¬ стоту въ верхнихъ слояхъ. СФчете по даетъ деталь одного изъ видовъ связей i. Мы ви- димъ, насколько эти связи можно приспособить къ положен)ю сжатыхъ слоевъ и степени сжапя, насколько здФсь возможно экономичное и рацю- нальное расположение желФза, хотя бы по срав¬ нение съ конструкциями Консидера, изображен¬ ными ранФе на фиг* 5 и 6. Смыслъ нашего прин¬ ципа раздФлешя работы поперечныхъ связей здФсь также представляется очевиднымъ. Если бы мы, вмФсто нашихъ добавочныхъ связей, расположили бы съ цФлью усилить сжатые слои большое ко¬ личество подвФсокъ k по сере ди нФ пролета, то затрата желФза была бы гораздо большей, рас- четъ подвФсокъ былъ бы весьма спутаннымъ. Что же касается способа производства работъ въ данномъ случаф. то укладка горизонтальиыхъ связей г, очевидно, не представляетъ никакихъ затруднений. Вертикальный связи можно устанав¬ ливать по двухъ прГемамъ, въ зависимости отъ глубины сжатыхъ слоевъ. Если сжатые слои не превышаютъ 10— 12 см,, то вертикальныя связи i могутъ быть забиты въ свФж)й слой бетона пе- редъ по с лф ди ею очередью трамбовки Если же сжатые слои болФе глубоки, то первоначально устанавливаются наиболФе длинныя связи, даль иФйшая засыпка и трамбовка бетона ведутся по
73 ихъ установке. Послфдтя связи опять-таки заби¬ раются по окончаьпй набивки» пёредъ последнею очередью трамбовки. Въ частности, когда мы им'Ьемъ плоскую бе¬ тонную плиту> то въ последней совершенно из¬ лишне укладывать горизонтальный связит ибо въ этомъ направлении расширения мъ бетона препят- ствуетъ сама бетонная масса плиты; онасны лишь выпучивашя вверхъ. Чтобы схватить эти выпу¬ чи ван! я, достаточно однпхъ вертикальных* шпилек*. Собственно этотъ случай и далъ толчекъ къ по¬ строение настоящей системы, о чемъ мы упоми¬ нали выше. Забивка вертикальныхъ шпилекъ про¬ изводится опять-таки передъ последнею очередью трамбовки. При этомъ полезны накладные шаб¬ лоны, наприм'Ьръ изъ желез ныхъ листовъ съ отверст!ями, отвечающими положенно шпилекъ чъ плане, а быть можетъ и соответственные на- борники, кои позволили бы втапливать въ плйту большое число шпилекъ сразу. На фиг. 3 изображена съ фасада и въ разре¬ за хъ балка съ ущемленными концами. Къ предъ- идущему расположенно добавлены связи ^въниж- нихъ слояхъ по концамъ. Фиг. 4. о и в даютъ наши схемы арки поло¬ гой, консоли и арки подъемистой, въ сжатыхъ слояхъ коихъ добавлены свободныя связи i, Въ случае арки подъемистой, какъ и въ колонне, связи i располагаются по всему сеченпо. Взаменъ укладки правильныхъ поперечныхъ связей мы предполагаемъ въ тЬхъ же случаяхъ въ сжатые слои укладывать бетонъ съ п желез - нымъ волосомъ'*, какъ-то показано на фиг. 7 для случая балки. По анолопи съ предыдущимъ въ местахъ ббльшихъ сжимающихъ усилий количе¬ ство волоса можетъ быть подмешано большее.
74 Представляется полезными бетономъ: оъ-воло сомъ заменять бетонъ б л изъ . опоръ* гд4» им!^ ются наиОольапя скалывающая и косыя. п-апря/ке* жен!я . а равно и окружать имъ подвкскина не- рер'Ьзыван1е. какъ то показано на фиг. S. • .-Под*- вгЬски на нзрер’кзывант во время загрузкп балки стремятся. перекоситься и этимъ какъ бы рЪжутъ бетонъ,. Разъ подвЬски окружены тгй которым ь тюфякомъ изъ бетона съ волосомъ. iu р^жуния ихъ влiян!я будутъ въ значи*^ ой Arhp'h ослаб? лены. Въ случак балокъ боль щи хъ нрол^товь н на- грузокъ (напризгЬръя балокъ желчно дорожи ыхъ мостовъ). представляется полезнымъ вводить бе- тонъ съ волосомъ и въ растянутые слои,. какъ показано. ;на фиг. 9. ВЪдь max im‘ал ьнымъ растя- гивающимъ напряжет я мъ въ горизонтальномъ н а [ I р ав л е н i и. все q да от вй ч а ю тъ. нн ибо. w и;1я сжим аю- щ1я напряжения въ направлешяхъ перпендикуляр; ныхъ. Всякие производивший опыты надъ разру? гпешедгь желЬзо-бетонныхъ балокъ, им'Ьлъ случай убЬдпться въ т}омъ, что , при разрушен in балки на ни ж ней ея поверхности и по направлешю стержней иногда образовываются характерным трещины, кои го в оря тъ, что стержни какъ бы врезываются въ балку. Прим ененie волоса должно предупреждать эти явлен!я. На фшг. 9 мы имЪемъ въ сжатыхъ слояхъ, кром-fe волоса, еще и свободныя связи i. Такого рода комбинацию, мы имгйемъ въ виду въ другихъ слу- чаяхъ. Взять, напрнхмъръ, случаи балки па (фиг. г<Мы пояснили способъ установки свободныхъ связей въ верхнихъ слояхъ. Что же касается связен зъ нижнихъ слояхъ, то зд'ксь задача ихъ. уста¬ новки. благодаря густому ихъ расположенiio и
— 75 — затруднительности трамбовки, почти неосущест¬ вима, Тоже можно сказать гг о случаяхъ разм'к-? щен]я въ низу согласно фцг. 4— в. Замена свя¬ зен i желФэнымъ волосомъ, особенно,. если трам¬ бовка. предвидится нисколькими слоями, также не совс'кмъ удобна, ибо между отдельными слоями могутъ появиться трещины. Все-эти случаи разрешаются путемъ комби^ нированнаго примЪнеи1я связей z и железнаго волоса. Часть того железа, каковое у насъ на¬ значено для у си лен in бетона,! мы размещаемъ въ виде связей г, кои расположатся уже настолько редко, что трамбонка будетъ осуществима; осталь¬ ное желЪзо примЪняемъ въ виде волоса; от¬ дельные слои бетона съ волосомъ одновременно окажутся перевязанными связями г, >и появлен1я тре щи нъ между, эти м и с л оя м и. мб ж н о будетъ н е опасаться. Такимъ-образомъ въ нашей системе мы дали самое систематическое примкнете и самое ре¬ шительное -выражеnie темъ приннипамъ, около коихъ; практика глухо ходила, пользуясь ими какъ бы попутно. Мы упомянули о случа в иереинзок ь ьь лилои- нахъ, кои служатъ прототипомъ нашихъ связей. Ннженеръ А. А. Полевицкш, въ поддержку из¬ ложен ныхъ мною принциповъ после : доклада моего Императорскому Техническому Обществу^ указалъ на случай Геннебиковскихъ плоскихъ плитъ, въ коихъ применяются подвески въ зна¬ чительно болыцемъ числе, чемъ то .требуютъ расчеты на перерезывание, ибо было замечено, что подвески эти въ значительной мере увеличи¬ вали сопротивляемость плитъ, чему въ свое время даже не ум.ели находить :>объяснегпя. Мы учли этотъ опытъ практики, что да убедитъ читателя.
если онъ настроенъ скептически, въ томъ, что наши построешя ' взяты не случайно, что они стремятся усовершенствовать устарелые методы, суммируя уже пм'Ьющшся опытъ практики. Ясно, что большое количество подвЪсокъ, наприм'Ьръ, въ Геннебиковской плитЪ, значительно затруд- няетъ трамбовку, не можетъ достичь той степени усилешя сжатыхъ слоевъ, и велеть въ тоже время къ излишней затрат^ же.тЬза. каковыя не¬ удобства и и ера шона дь но ст ид какъ мы видели, всецело устранены въ плит'Ь нашей системы. Технический смыслъ и преимущества нашей системы, также, какъ и системы Консидера, за¬ ключается прежде всего въ томъ, что xpynnifi ма~ твръалъ бетона въ сжатыхъ елояхъ зам/ъненъ въ ней канъ-бы другим нвярункимк пластичным матсръ- яломъ. Въ случай не с част! й и ошибокъ строите¬ лей процессъ разрушен!я постройки здЪсь не можетъ быть такимъ внезапными, какъ въ слу- чаяхъ обыкновенныхъ системъ безъ косвенныхъ арматуръ. Задолго до начала раз рушен] я объ угрожающей опасности предупредить трещины, наконецъ, и самое разрушение окажется замед¬ лен н ымъ. Ве й эти данныяуже даютъ право гражданства нашему методу. Но тёхникъ будетъ интересоваться несом* нЪнно н другими вопросами,—вопросами о срав¬ нительной экономичности или дороговизнЪ нашей системы. Наследован ie вопроса приводить и въ этомъ случае къ заключенгямъ въ пользу нашей системы, что является сл'Ьдств1емъ общихъ выгодъ прнмЪ- нен]я косвенныхъ арматуръ. Совершенно1 очевидно, что чЪмъ меньше сжатыхъ слоевъ въ рабочемъ элементе со ору-
77 жен!я, тг1змъ менке выгоды отъ прим'Ьнешя нашей системы. Съ увеличешемъ количества сжатыхъ слоевъ, выгода увеличивается. Соответственно сему выгода должна увеличи¬ ваться при переход^ отъ балокъ со свободными опорами, къ балкамъ съ заделкою по концамъ, къ пологимъ и подъемистымъ аркамъ, до колоннъ включительно. Чтобы не растеряться во многообразги возмож¬ ных^ комбинаций, мы попытаемся^лсш&шбть самый невыгодный случай—случай плиты и съ другой сто¬ роны, самый выгодный— случай колонны. Выясниьъ размеры экономя! въ эти двухъ предельиыхъ случаяхъ, мы скажемъ, что во всехъ остальныхъ ком би нациях ъ величина экономш займетъ промежу¬ точное положение. Изъ данныхъ вышеприведенныхъ нашихъ таб- лицъ можно заключить, что коэффициенты полез- знаго действ!я при проволокахъ толщиною около 2.0 м.м. во всяком о случае получаются свыше 100°/о. Это значить, что при помощи?/о желгъза моэкемъ увеличить споротивляемость бе¬ тона vo всякомо елучспъ на lOOQ/o, т. е. удвоить его сопротивление. Соответственно этому, мы можемъ удвоить и расчетных нагрузки. Возможны, конечно, и друпя соотношенхя, въ смысле количества в в од имаго желЪза и въ смысле желаемаго увеличения допустимыхъ нагрузокъ; для оашихъ со об раже Hi й мы останавливаемся на выше- приведенномъ. Принимая во внимагпе это замЪчаюе, распи¬ та емъ для примера размеры и стоимость плоской железобетонной плиты при пролетЬ 3 метра и вре¬ менной нагрузке въ 1 тонну на квадр. метръ, причемъ въ двухъ предпрложентяхъ, сначала безъ введешя «свободныхъ связей», задавшись' на сжатге
бетона нагрузкою въ 40 кгр./см2.; (простая плита), а затвмъ, по нашей хистемЪ со ^свободными свя¬ зями >, съ допущешемъ на сжат!е бетона удвоенной нагрузки въ 80 кгр./см2. На растяжение железа въ обоихъ случаяхъ будемъ брать 1000 кгр,/сма. Для расчета беремъ следую mi я основный формулы Кристофа для плитъ съ одиночной арматурой *): m. со 2 mu h а Ct- — z “о -}- ' р, е т/ 1 е h — а Т 1 « /7 49 М J = - а* e-i-ш ш (л — а)2, и аь = -у я, 3 / гдЪ г/-разстоян1е отъ верха плиты до нейтраль- наго волокна, ш—отношеше коэффищентовъ упру¬ гости же.гЬза и бетона, е - ширина плиты, ш - общая площадь сочетая железа въ арматурЪ на раста¬ же ше, h—расчетная высота плиты или разстоян1е отъ верхней поверхности плиты до центра арма- сь туры иа.растяяеше, р — т. е* отношешю на¬ пряжений бетона и железа, J—моментъ инершн плиты, и М — изгибающий моментъ. Р'Ьшивъ при¬ веденный уравнен!я относительно //, ш и а, полу- чимъ нужный намъ соотношения: h (1 -|- w. р) / - -6J_, у р . m. аь. е (3 + 2 wip) Р,2 wi. е . h mp h co = —— и a = 2 (1 mp) 1 -|_ wip. Назовемъ Л—полную толщину плиты, каковую будемъ подбирать такъ, чтобы разность Н—h Расчеть плитъ съ одиночной арматурой по н'Ьмецкимъ нормамъ ведется по тЪмъ-же формулами лишь пЪсколько иначе написаннымъ.
79 — равнялась '2.0^2.5 см. В'Ьсъ железобетона будемъ принимать въ 2400 кгр. на кубически! метръ. Простая плит#. Задаемся: оь = 40 кгр./см.2 с£ — = 1000 кгр./см.2, т—15,77=16 см. и <’—100 см. Отсюда р=сь :© =0,04. Временная нагрузка на кв. метръ. 1000 кгр Собственный вЬсъ плиты—2400X0,16= 384 Итого на кв. метръ. . 1384 кгр На 1 погонный сантиметръ — 13.84 кгр. Изгибаюпуй моментъ pF 13,84Х 3002 - •|q-- = 124^60 кгр. — см. Расчетная толщина плиты Л=(1 + 15 X 0,04) X х /\_ __ 6 X 124560 ']/ 0,04X 15X40X 100 (3 + 2 X 15 X 0,04) о Л—> — 10,32 см. = 1,6 ]/74,14 = 1,6 X 8,6 — 13,76 см. 77 —Л = 16.00 — 13,76 = 2,24 см. _ б. б 4 2 X 15 X 100 X 13,76 _ 33,024 “ — 2Х 1J ~ 3?2~ Для расчета стоимости 1 кв. метра принимаемъ бетонъ въ гЬлЪ по 20 руб. куб. метръ, железо въ арматуре на растяжеше по 2 руб. 25 коп. пудъ въ деле, или 14 коп. за 1 кгр. а) Стоимость бетона — 0,16X20 р. = . 3 р. 20 к. б) Стоимость железа—0.001032Х7800Х Х0.14 руб .= 1 „ 13 „ Полная стоимость 1 кв. мт. плиты. 4 р. 33 к. Подвески на срезываже отбрасываемъ/какъ равнозначащ!е факторы. 11 лита по системы „сзободнъсхъ связей1'. Зада¬
80 емся: оь 80 кгр./см?, — 1000 кгр», е = 100 см., Н = 11.0 см< и щг=10, откуда р = ob : op — 0.08. Взявъ т = 10, вмЪсто 15, мы удороэюимъ нашу плиту, что для насъ не выгодно. Мы дфлаемъ этс изъ соображен!й о томъ, что коэффишентъ упру¬ гости бетона со свободными связями долженъ им'Ьть большую величину. чЪмъ для бетона безъ связей. Времен, нагр на кв. мт.—1000 кгр. Соб. в'1зсъ — 2400+0.11= „ „ „ — 264 Всего на кв. мт. 1264 кгр. р1г 12,64 X 3002 J“ = ]Q= ■ "i Q ’ = 113760 кгр, см. /г = (1 ] 10X0,08) X 6X 113760 / 0.08X 10X80X100X^+2X10X0.08)^ = 1-8 у/22,22 = 1,8 X 4,71 = 8,49 см. H — h= 11.00 —8.49 = 2.51 см. 0,08u X 10X 100X 8,49 54.34 • пп " = 2ХМГ Т = 15,09 см. - 10 X 0.08 X 8,49 — 3.77 см. Толщину сжатыхъ слоевъ принимаемъ при¬ мерно въ 4.00 см. Свободный связи располагаемъ лишь въ среднихъ двухъ третяхъ пролета. Сжа- Tie по длин'Ь и по высотФ не одинаково. Ло«- центрируя сжатые слои, беремъ 2/з объема ихъ по длинф и 2/з ихъ объема по глубин±. Отсюда
— 81 объемъ сконцентрированных* сжатыхъ слоевъ на 1 кв. мт. нлиты составить: 2 2 2 I X 0,04 X • у — х •— куб. метра. Объемъ железа составитъ 1% этого объема Полагаемъ железо въ тонкихъ связяхъ более дорогимъ. по д’ЬнЪ 3 р. 60 коп. за пудъ въ дЪлЪ (22 коп. за 1 игр.), для проволокъ примерно въ 2 м/м» Соответственно сему, а также и преды¬ дущему, исчислимъ для 1 кв. мт. плиты: а) Стоимость „свободныхъ связей" 2 2 2 1,0 X 0.04 X — X - - X - - X 0,01 X 3 □ 3 X 7800 X 0,22 руб. — 0 р. 20 коп. б) Стоимость бетона 0,11 X 20 руб. = 2 р. 20 коп. в) ЖелЪза въ продольныхъ стержня хъ 0.001509X 7800X0,14 руб.= . 1 р. 65 коп. Полная стоимость 1 кв. мт. плиты . 4 р. 05 коп. Такимъ образомъ. кв. метръ плиты по на¬ шей системе вышелъ дегиевле на 4 р. 33 к. — 4 р. 05 к. — 28 коп., т. е. на 6, 5°/о. На 1 кв. саж. экономия составляетъ 0,28 р. Х4,55 —1 р. 27 коп. Такимъ образомъ и въ самомъ не вы годно мъ случа в плоскихъ плитъ мы имЪемъуже некоторую эконом!ео; Такъ какъ плоскгя плиты часто состав¬ ляют* большую часть объема железо-бетонной кон- струкцъи, то естественно здп>сь учитывают* каждым' процент* удешевлетя стоимости. Выгода нашихъ плитъ заключается не въ томъ только, что о не сами выходят* на нисколько про¬ центов* деиьевле, но, главнымъ образомъ, въ томъ,
82 что он 1> получаются значительно тоньше и легче (въ , , (16—11) X 100 м X » ч нашемъ прнм’вр'к на — -- 31 °/о). ±>сл?ъО- cmeic сего гь вся нижележащая конструкц1я выходить лыче и дешевле. Такъ эконом1я на квадр. единицй пола вм’Ьст’Ь съ ребристыми балками, уже достиг¬ нуть примерно 10%. При этомъ усиливать плиту, какъ тавро балки, не слйдуетъ, ибо площадь сй- чешя сжатыхъ слоевъ сама по себ'Ь обыкновенно достаточно велика.. Переходимъ къ самому выгодному для насъ случаю колонны. Расчеты сйчешй бу де мъ делать по формуламъ: &>=--■? , pii и sf—m.ob. съ (1 *т тр) въ коихъ & и w—площади с^чентй колонны и продольныхъ стержней, Р—грузъ колонны, съ и — допустимый напряжешя на сжатие бетона и желйза. Будемъ принимать для простыхъ колоннъ съ —3 5 кгр/см2, а для колоннъ со «сво¬ бодными связями* оъ—70 кгр/см2. ДалФе примемъ, что ш=15 для перваго, и т=10 для второго слу¬ чая. Соответственно напряжешя на желйзо со¬ ставить □(=35X15 = 525 кгр/см.2 и <4=70X10 = =700 кгр/см?. Стоимость бетона принимаемъ въ 20 руб. куб. мт., желйза въ продольныхъ стерж- няхъ по 14 коп. кгр., и въ свободныхъ связяхъ, коихъ будемъ брать 1°/о отъ полнаго объема ко¬ лоннъ, по 22 коп. за килограммъ. Для примера беремъ колонну съ нагрузкою 105000 кгр. Резуль¬ таты исчисленш приведены въ таблицй VIII. Въ первой строк'Ь Приведены подсчеты пи- лрновъ, въ коихъ нЪтъ продольныхъ стержней. Уже и въ этомъ случай пилонъ со свободными
83 связями выходитъ дешевле на 7,2°/а простого б его ина го пилона. Если мы вводнмъ продольные стержни, то при одииаковомъ ихъ процент-* номъ содержали, колонна со свободными связями выходит* ттш дешевле, чк>мъ больше процентное содержанье продольных* стержней. При из ма¬ нежи этого процентнаго содержат» отъ 1°/о до 5%, наша колонна выходитъ дешевле на 19°/о—33°/о. ОЬчешя нашихъ колоннъ выходят* значительно легче, берут ь меньше лиъста и выигрывают* со сто¬ роны эстетической. Мы видимъ, что пилонъ со свободными связями безъ стержней имЪетъ изм'Ь- решя 39X39 см., при стоимости 5 р. 57 коп. за 1 пг. мт., въ то время, какъ желЪзо-бетонная колонна безъ связей, при наибольшему. содержали железа въ 5°/о, нм'Ьетъ размеры 41X41 см. при ггЬнЪ 12 руб. 79 коп. за пог. мт. Короче говоря, если-бы услов1я вынуждали построить колонну, с'кчешемъ не свыше 40X40 см., то въ этомъ случай простая железобетонная колонна обошлась бы ровно вдвое до¬ роже, чем* колонна нашей системы при ткхъ-же размерах* сеченгя. Таким* образом*, действительно, помимо ука¬ занных* выше технических* преимуществ*, система „свободных* связей" обещает* быть интересной и со стороны экономической. Авторъ имЬетъ въ виду въ ближайшемъ бу- дущемъ продолжить параллельное и частное изу¬ чение косвенныхъ арматуръ разныхъ видовъ, чтобы современемъ пополнить тЪ сравнешя, кои сделаны въ настоящей стать'Ь и кои не совершенны въ томъ отношении, что они основываются на слиш- комъ разрозненныхъ опытахъ. Пусть настоящая попытка въ этомъ отношен!и послужить лишь
Т А Б Л И Ц А УШ. § I Площадь ci' g4 4oubi колонны ° ' 1ГЬ ом. £ : §.£| Г ’ ] Про* 1Сосвя-1 о § j стой. ввмп. •' Попоречныя Riiaii- peiiin въ см. пллл„лк f Go сияем- Простой. | Площидь ci- ■ Bici. гро- ’lOirin про- додьи. сторис. дольн. сторж. на 1 мотр. ко- въ см. лопны utt кгр. Про- 1Со свя- Про- ;Сосвя- • отой. • алпш. стой. иями. 1 i 2 i з | ~ 4 i 5 •6 7 I 8 9 | 10 ! ЦЪин 6 сто и и | 1 Hiuo про- •§ ! ДОЛЬИ. СТ011Ж. : Я я ₽; па 1 мт. ко- 1 1 Q .—1 ! HU 1 МТ. КО- 1*о i лопны (руб.). i ° лоииы (руб.) ; 5 д я I Про* |Сосвл- Про- !<3о свя-( S ■© к Е 5 1 стон. : ИЯМП. СТОЙ. | ВЯШ1. ;[=Г S £ и 5 12 ~ 13 14 15 Общая стон- • МОСТ!, ни 1мт. I колонны въ ' рубЛЯХЪ. | Про- -Со свя-; стоп, вязли. ■ 0‘7о F/o 2% З1’/» о’/о 3000 - 1600 I 55\55 < 2609 : i 1364 ; 51X51 2308 1 1260 ! 1 48X48 2069 ! i 1154 i 45X45 1714 ' 11)00 [ 41X41 30X39 : — i — ; 37X37 i 26,09 I 13:6<J > 35X36 j; 40.16 25,00 34X3* ( 62,07 34,6 32X32 85,70 1 50,00 — i i — : 11,70 6.00 20.35 : i 10,64 • 10,64 : 5,22 36.00 10.50' 9,75' 4,62 48.41 '27,001 9,00 ^ 4,n 66.85 i ! 39,00 7,80 ; 3,43 3;00 2,73 2.50 2.31 2.00 ..... . -1 2,67 i j 6.00 I 5,57 j ■ 7,2»/« 2JS5- : l,4& • 2,34 8,07 1 6,56 \ 194» 5.04 ; i 2,73; 2.15 9.66 | 7,38 24»;0 0,78 . 3,78 ■ 1.98 ! 10,92 i 8.07 I 20»le 9,36 • 5.46 1.09 i 12.79 1 8,55 33%
— 86 иачаломъ для дальнЪйшихъ изсл'Ьдовашй въ бу- дущемъ. Им*Ья въ виду настоящую точку зрфн1я пусть читатель не сггЬшитъ съ излишне строгой критикой. Матераалъ, изложенный въ настоящей статыЬ, былъ доложенъ Императорскому С.-Петербург¬ скому Обществу Архитекторовъ 29 апреля, и Императорскому Русском}' Техническому Обще¬ ству (III и VIII отд'Ьламъ) 2 мая 1908 года, причемъ въ обонхъ случаяхъ авторомъ были предложены сл^дуюнце тезисы: 1. Желательны дальнЪйипя экспериментальный изслИдовагпя косвенныхъ арматуръ разиыхъ вп- довъ, съ цЪлью продолжить сравнительное изу- чегпе ихъ свойствъ. 2. Желательно опытное примкнете железо¬ бетонной системы со «свободными связями» въ строительномъ дгЬлгЬ съ цфлью практическая выяснения действительная значения этой системы. Тезисы эти собраниями были приняты. Въ заключении авторъ позволяетъ себЪ выра¬ зить глубочайшую признательность профессору Н. А. Житкевичу,—за любезное сообщение мно- гихъ данныхъ по исторги вопроса, профессору Н. Н, Митинскому, — за любезное предоставлеше механической лабораторки Электротехническая Института, инженеру Р. Б, Куровскому,—за его предупредительное сотрудничество при производ- ствф испытан!й, и инженеру Е. Ю. фоиъ-Пистоль- корсъ, облегчившая своимъ участ1емъ быстрое осуществлено заду май иыхъ опытовъ.
Илл.