2-ma’ruza: armaturaning fizik-mexanik xossalari. Beton va armaturaning me'yoriy va hisobiy qarshiliklari. Temirbeton konstruksiyalarning kuchlanish-deformatsiyalanish holatining uch bosqichi. Oldindan zo‘riqtirilgan temirbeton konstruksiyalarni

Oldindan zo‘riqtirilgan temirbetonning afzalliklari.
Oldindan zo‘riqtirilgan temirbetonning afzalliklaridan biri uni yorilishga bo‘lgan bardoshliligidir. Yuqori darajadagi mustahkam materiallarni (armatura va beton) qo‘llanilishi natijasida armaturani oddiy temirbeton elementiga nisbatan 30-70 % kam sariflash imkonini beradi. Bunda beton sarfi kamayib konstruksiyaning vazni engillashadi. Bundan tashqari yorilishga bo‘lgan qarshiligini ya’ni bikirligini oshiradi(bu uzun balkalar tayyorlab katta joylarni yopish imkonini beradi), suv o‘tkazmasligini, dinamik yuklar ta’siriga qarshiligini hamda uzoq muddat ishlashini ta’minlaydi.
Armatura foizini ortishi oldindan zo‘riqtirilgan (ayniqsa kesim yuzasi tavr shaklida bo‘lgan va engil betondan tayyorlangan) konstruksiyalarni zilzilaga bardoshligini orttiradi. Gap Shundaki, mustahkamroq va engil materiallarni qo‘llash oqibatida oldindan zo‘riqtirilgan konstruksiyalarda yuk ko‘tarish xolati birxil bo‘lgan holda oddiy konstruksiyalarga qaraganda engilroq va yuzasi kichikroq bo‘lishiga erishish mumkin ekan. Bino va inshootlarning ayrim elementlarini oldindan zo‘riqtirilgan armatura bilan siqish oqibatida fazoviy ishlashini hamda zilzilabardoshligini oshirish mumkin. Bu konstruksiya armaturasinig zanglashga qarshi o‘ta turg‘unligi va ko‘pga chidamliligi hamda bardoshliligi bilan farq qiladi.
Konstruksiyalarni tayyorlashda maxsus uskunalar yordamida ko‘p mehnat sariflanishi, yuqori malakali ishchilarni ishlashi zarurligi va boshqalar oldindan zo‘riqtirilgan temirbeton konstruksiyalarining kamchiligi hisoblanadi.
Tayyorlash jarayonida sun’iy ravishda (oldindan) betonda siqilish va armaturada cho‘zilish kuchlanishlari hosil qilingan temirbeton konstruksiyalari oldindan zo‘riqtirilgan konstruksiyalar deb ataladi.
Oldindan zo‘riqtirilgan kuchlanish konstruksiyaning yorilish bardoshligi va bikiriligini oshiradi hamda o‘ta mustahkam bo‘lgan po‘lat armaturalardan, yuqori sinfli betonlardan samarali foydalanish imkonini yaratadi.
Oldindan zo‘riqtirishning mohiyati
Armatura va beton ishidagi tabiiy muvofiqlik (_s_b) betonning cho‘zilishiga uncha katta ta’sir etmaydi. Betonning cho‘zilishga bo‘lgan «yorilish oldi» chegaraviy uzayishi 0,15 -0,2 mm/m (_bt,u(0,150,20 x10^-3) ortmaydi. Demak, beton yorilganda armaturadagi kuchlanish,

 _s  _s E_s  _bt,u  E_s  20  10^-5 2  10⁵  40 MPa teng

Yuk ortishi bilan Yoriq kengayadi. A-, A-  sinfdagi armaturalar bilan jihozlangan oddiy elementlarning ishlash jarayonida qo‘yiladigan tashqi yuk ta’siridan soch qalinligicha 0,1...0,2 mm Yoriqlar paydo bo‘ladi (Bunda armaturadagi kuchlanish miqdori oquvchanlik chegarasidan ortib ketmaydi,  _s  270-340 MPa). Odatda bu Yoriqlar oddiy sharoitda ko‘zga ko‘rinmasligi va u temirbetonning ish sharoitiga va uzoq yashashiga ma’lum darajada ta’sir qilishi mumkin. Ammo temirbetondan foydalanish tajribasi Shuni ko‘rsatadiki bu Yoriqlardan qo‘rqmasa ham bo‘ladi.
Oddiy temirbeton elementida yuqori mustahkamlikdagi armaturadan foydalanish mumkin emasligi ma’lum bo‘ldi. Agar armaturadagi kuchlanish  _s  500 MPa bo‘lsa, soch qalinligidagi Yoriqlar ochilishi yo‘l qo‘yilmaydigan darajaga etadi. Bunda beton armaturani ximoya qila olmay qoladi,solqillik ortadi ya’ni elementdan foydalanib bo‘lmaydi. Nahotki buni oldini olishni yo‘li bo‘lmasa. Muhandis binokor oldida bu qanday materialki, uni takomillashtirib, ya’ni mustahkamligini oshirib va og‘irligini kamaytirishning iloji bo‘lmasa degan savol turadi.
Agar betonning cho‘zilishdagi uzayishini oshirishining iloji bo‘lmasa, uni Shu darajagacha siqish kerakki, yuk ta’sirida hosil bo‘ladigan cho‘zilishi mumkin bo‘lgan xolatigacha. Bunda muvozanat tizimi hosil bo‘lib, ya’ni betonni qanchagacha siqilishi, armaturani cho‘zilishiga qarab olinadi. Betonning doimiy siqilgan xolatida ishlashi (ya’ni materialni cho‘zilishda ishlashida zaxira yaratish uchun) – oldindan zo‘riqtirilgan konstruksiya yaratish g‘oyasini amalga oshirishga olib keldi. Bunday g‘oyani amalga oshirish uchun yuqori mustahkalikka ega bo‘lgan armatura va betonni qo‘llangandagina tatbiq etish mumkinligi ma’lum bo‘ldi. Aks holda,oldindan taranglangan xolatda betonni siqishga bo‘lgan qarshiligini susayishi, tashqi yuk ta’sirida beton siqilgan zonasidagi siqilishdagi kuchlanishni ortishiga va konstruksiyani buzilishiga olib keladi. Shunday qilib, mustahkamligi kam bo‘lgan armaturani qo‘llash konstruksiyada “kuchli” oldindan zo‘riqtirilgan kuchlanish yaratishga imkon bermaydi.
Temirbeton konstruksiyalarni tayyorlashda yuqori mustahkalikdagi armaturani tortish orqali betonda siqilgan kuchlanish hosil qilish xolatini oldindan zo‘riqtirilgan xolat deb yuritiladi. Bu kuchlanish betonning cho‘zilish zonasida hosil bo‘ladi.
Buning uchun oldindan zo‘riqtirilgan egiluvchi elementga tashqi yuk ta’sirida hosil bo‘ladigan kuchlanish-deformatsiyalanish xolatini ko‘rib chiqamiz.
Balkaga yuk qo‘yilganda uning kesim yuzasida betonni siqishdan hosil bo‘lgan kuchlanish, tashqi kuch ta’sirida cho‘zuvchi kuchlanishini yo‘qotadi. YUk ortib borgan sari beton kesim yuzasining pastki qismida betonni siqishdan hosil bo‘lgan kuchlanish yuk ta’siridan hosil bo‘lgan cho‘zuvchi kuchlanishni neytrallashtiradi (betonning pastki qismi kuchlanishi nolga teng bo‘lib qoladi). Natijada balkaning pastki qismida cho‘zuvchi kuchlanish paydo bo‘ladi va balka odatdagidek oddiy eguvchi element kabi ishlay boshlaydi.
Tajribalar Shuni ko‘rsatadiki, bunday xolatda oldindan zo‘riqtirilgan balkaning yorilishga qarshiligi oddiy balkani yorilishga bo‘lgan qarshiligiga nisbatan 2,5-3,5 barobardan ortiq (bunday ishlash sharoitida yuk miqdorini 2-3 barobarga ko‘paytirish mumkin), ya’ni:
M_src  (0,5-0,6) M_u- oldindan zo‘riqtirilgan element uchun;
M_src  (0,10-0,15) M_u- zo‘riqtirilmagan element uchun;
bunda M_src-balkada Yoriq paydo bo‘lishidagi eguvchi moment;
M_u- balkaning buzilishidagi eguvchi moment.
Shuni aytish joizki, oldindan zo‘riqtirilgan konstruksiyaning mustahkamligi armaturani Cho‘zilgandagi kuchlanish miqdoriga bog‘liq emas (oldindan zo‘riqtirilgan va oddiy konstruksiyaning yuk ko‘tarish kuchi taxminan bir xil). Gap Shundaki, kuchning qiymati temirbeton ishlash sharoiti chegarasiga etguncha oldindan zo‘riqtirish natijasida armaturada cho‘zuvchi, betonda siquvchi kuchlanishi uni fizik-mexanik xossalariga sezilarli darajada katta ta’sir ko‘rsatmaydi.
Konstruksiyalarni zo‘riqtirilishi oraliq (prolyot)larini uzaytirish hamda kesim yuzasini kichraytirish evaziga ulardan samarali foydalanish imkoniyatini yaratadi.