Как влияет снижение прочности бетона на несущую способность колонн?

Многое зависит от того, как приложены усилия к колонне. Если сжимающая сила приложена центрально или с малым эксцентриситетом (обычно, это колонны многоэтажных связевых каркасных зданий, внутренние колонны многопролетных одноэтажных зданий и мн. др.), то в таких колоннах всё или почти всё сечение сжато, и прочность бетона используется максимально (рис. 23, а). Здесь снижение прочности бетона, по существу, равнозначно снижению несущей способности самих колонн (за вычетом несущей способности продольной арматуры).

Если сжимающая сила приложена с большим эксцентриситетом (крайние колонны некоторых одноэтажных зданий с мостовыми кранами, колонны крановых эстакад и др.), то в нормальных сечениях образуется значительная растянутая зона и в работу вступает растянутая арматура S (рис. 23, б). Поэтому несущая способность колонн определяется моментом внутренней пары сил, плечо которой z зависит и от прочности бетона. Однако зависимость эта — не прямая, и влияние прочности бетона на несущую способность колонн не столь велико, как у колонн первого типа, но всё же больше, чем у изгибаемых конструкций. Очевидно, что контролю прочности бетона при изготовлении колонн следует уделять особо пристальное внимание.

Сборные колонны могут оказаться в аварийном состоянии и тогда, когда зимой, вскоре после термообработки, они были вывезены из цеха на открытый воздух и смонтированы на объекте (обычно отпускная прочность бетона при этом составляет не более 70% проектной). Если монтаж здания ведется ускоренными темпами и завершается в течение зимы, то бетон не в состоянии набрать проектную прочность и несущая способность колонн может оказаться недостаточной для восприятия нагрузок от вышерасположенных этажей. В подобных ситуациях следует заранее оговаривать с заводом-поставщиком отпускную прочность бетона и отражать ее в паспортах изделий.

Как влияет изменение положения рабочей арматуры на несущую способность колонн?

При сжатии с малыми эксцентриситетами увеличение или уменьшение защитного слоя оказывает не столь большое влияние на несущую способность колонн, как при сжатии с большими эксцентриситетами. При сжатии с большими эксцентриситетами изменение положения рабочей арматуры непосредственно влияет на плечо внутренней пары сил, а значит, и на несущую способность — при увеличении защитного слоя уменьшает её, а при уменьшении увеличивает. Однако уменьшение защитного слоя, как отмечено выше (см. вопрос 3.3), чревато коррозией арматуры и снижением огнестойкости конструкций.

Что может произойти, если поперечная арматура в колоннах установлена редко?

Разрушение сжатого бетона происходит в результате его поперечных деформаций. Под их влиянием продольная арматура стремится выпучиться наружу, т.е. потерять устойчивость. Этому препятствует поперечная арматура, которая, согласно нормам проектирования, должна устанавливаться в сварных каркасах с максимальным шагом, равным 20 диаметрам продольной арматуры. Если ее установить реже (или приварить некачественно), то произойдет преждевременная потеря устойчивости продольной арматуры, а вместе с ней и преждевременное разрушение колонны (рис. 24). В равной мере это относится к арматуре сжатых стержней ферм и сжатой зоны балок.