«Некоторые спорные вопросы проектирования железобетона»

Что касается восьмого пункта — о необходимой ширине балки для передачи посредством горизонтального сдвига напряжений, передаваемых бетону от стержней, — автору, возможно, стоило бы принять во внимание тот факт, что хотя напряжения сцепления развиваются в полной мере вблизи концов балки, очень часто в нижней зоне остается лишь часть общего числа стержней, а остальные отогнуты вверх. Вполне возможно, что ширина балки окажется недостаточной для восприятия максимального напряжения сцепления по всему количеству стержней вблизи ее середины, и тем не менее она может обладать достаточной прочностью на сдвиг в горизонтальных плоскостях. Принятый метод определения ширины балок, при котором максимальное горизонтальное сдвигающее напряжение не является чрезмерным, представляется более рациональным методом, чем тот, который предложен г-ном Годфри.

Обращаясь к десятому и четырнадцатому пунктам, было бы интересно узнать, рассчитывает ли автор свою арматуру на восприятие оставшегося растяжения без учета возможных деформаций удлинения в месте ее расположения, рассматривая нейтральную ось сечения при совместном действии усилий. Возьмем, к примеру, дымовую трубу: если сечение сначала рассматривается как однородный материал, одинаково хорошо воспринимающий растяжение и сжатие, и нейтральная ось определяется при совместном действии усилий, то максимальное растягивающее напряжение по волокнам бетона обычно составляет порядка 100 или 200 фунтов. Очевидно, что если сталь вводится взамен бетона в растянутой зоне, соответствующее напряжение в стали не может превышать 1500–3000 фунтов на кв. дюйм. Если предусмотрено достаточное количество стали для удержания удельного напряжения на должном уровне, этот метод почти не вызывает возражений; но если она работает при напряжениях, скажем, 16 000 фунтов на кв. дюйм, очевидно, что результатом будет иное положение нейтральной оси, что сделает расчет неверным и приведет к увеличению сжимающих напряжений в бетоне.

Л. Дж. Менш, член Американского общества инженеров-строителей (в письме). По мнению автора, значительная часть порочной практики в проектировании железобетона, на которую указывает г-н Годфри, проистекает из неопытности проектировщиков.

Тем не менее верно и то, что люди с высоким авторитетом, которые еще несколько лет назад высмеивали железобетон, теперь выдают себя за экспертов по железобетону, и автор, вероятно, имеет в виду ошибки именно этих людей.

Вопросы, которые он ставит, были решены давным-давно в ходе многочисленных испытаний, проведенных в различных странах надежными авторитетами, хотя теоретическая сторона решается не так просто; но следует помнить, что рассматриваемые напряжения по большей части являются вторичными, и даже в стальных конструкциях их трудно поддается расчету. Напряжения в стенке глубокой стальной балки неизвестны, а стенка усиливается достаточным количеством ребер жесткости, которые ни один эксперт не может рассчитать с абсолютной точностью. Предельная прочность составных стальных колонн неизвестна, часто даже с точностью до 30%; еще меньше известно о прочности колонн, состоящих из тонких стальных оболочек, или типов, использованных в Квебекском мосту. По-видимому, решить эту проблему теоретически для простейшего случая невозможно, но если бы проектировщик того моста знал об испытаниях, проведенных Ходжкинсоном более 40 лет назад, этой аварии, вероятно, не произошло бы.

Практика всегда опережает теорию, и автор утверждает, что при огромном количестве абсолютно надежных испытаний, проведенных за последние 20 лет, тот, кто действительно владеет информацией по этому вопросу, не увидит никаких оснований подвергать сомнению положения, выдвинутые г-ном Годфри.

Автор прав, осуждая крутые загибы арматурных стержней. Опытные специалисты не стали бы и думать об их применении хотя бы по той причине, что такие крутые загибы очень дороги и велика вероятность сломать стержни или по крайней мере ослабить их. Подобные крутые загибы провоцируют появление трещин.

Нет никаких сомнений и в отношении преимущества продолжения отогнутых стержней над опорами. Автор явно неправ, заявляя, что арматурные стержни могут воспринимать приращения напряжений только тогда, когда бетон находится в состоянии растяжения. Обычно происходит обратное. При обычных испытаниях на сцепление бетонный блок зажимается в тисках машины, а стержень вытягивают; бетон находится в явно сжатом состоянии.

Нижняя сторона неразрезных балок работает на сжатие вблизи опор, однако никто не скажет, что стальные стержни не могут воспринимать какие-либо напряжения в этих зонах. Довольно удивительно узнать, что существуют инженеры, которые до сих пор сомневаются в целесообразности использования отогнутых стержней в железобетонных балках. Не принимая во внимание весьма тщательные испытания, проведенные за последние 18 лет в Европе, следует обратить внимание на ценные испытания тридцати балок, выполненные Дж. Дж. Хардингом, членом Американского общества инженеров-строителей, для железной дороги Чикаго, Милуоки и Сент-Пола [H]. Все балки были армированы примерно 3/4% стали. Балки только с прямыми стержнями, будь то гладкие или профильные стержни, показали среднее сопротивление сдвигу 150 фунтов на кв. дюйм. Балки, у которых одна треть стержней была отогнута, показали среднее сопротивление сдвигу 200 фунтов на кв. дюйм, а балки, у которых было отогнуто почти пополам стержней, показали среднее сопротивление сдвигу 225 фунтов на кв. дюйм. Там, где отогнутые стержни продолжались над опорами, были получены более высокие предельные значения, чем в случаях, когда часть стержней обрывалась вблизи опор; но в каждом случае отогнутые стержни демонстрировали большую несущую способность по сравнению с прямыми стержнями. Автор также знает о ряде испытаний стержней, закрепленных на анкерных пластинах по концам, однако испытания показали лишь незначительное увеличение прочности по сравнению с прямыми стержнями и они определенно уступали отогнутым стержням. Применение таких стержней с резьбой существенно увеличило бы стоимость строительства, а также сроки монтажа.

Автор признается, что никогда не видел и не слышал о столь плохих приемах, которые упомянуты в третьем пункте автора. С другой стороны, предложенная конструкция контрфорсов в подпорных стенах была бы не только очень дорогой и сложной в монтаже, но и стала бы решительным шагом назад в механике. Это предложение напоминает фермы, использовавшиеся до внедрения фермы Финка, в которых нагрузка от верхнего пояса передавалась отдельными элементами непосредственно на устои, причем изобретатель, вероятно, руководствовался принципом, что кратчайший путь — лучший. В Соединенных Штатах имеются многие сотни прямоугольных резервуаров для воды. Разве они удерживаются какими-либо подобными устройствами? И поскольку они не удерживаются таким образом, и принимая во внимание, что они несомненно должны воспринимать напряжения при заполнении водой, очевидно, что до тех пор, пока стержни из боковых стенок достаточно прочны для восприятия растяжения, загнуты с большим радиусом во фронтальную стенку и заведены на достаточную длину для обеспечения хорошей анкеровки, соединение не разрушится. То же самое относится и к подпорным стенам. Потребовалось бы слишком много времени, чтобы доказать, что контрфорс действительно работает как балка, хотя действующие на него силы не так просто определить, как в обычной балке.

Автор не совсем понимает упоминание автором стержней для восприятия сдвига. Возможно, он имеет в виду продольную арматуру, которая, судя по всему, иногда рассчитывается на восприятие сдвигающих усилий в 10 000 фунтов на кв. дюйм. Автору никогда не доводилось слышать о подобной практике.

Что касается хомутов, г-н Годфри, судя по всему, испытывает сомнения. Они определенно не работают как заклепки сплошностенчатой балки или как вертикальные стержни фермы Хау. Их лучше всего сравнивать со шпонками и болтами составной деревянной балки. Автору доводилось видеть испытания составных бетонных балок, разделенных медными пластинами и соединенных только хомутами, и прочность такой комбинированной конструкции была практически такой же, как у балок, выполненных за одно целое.

Хомуты не сильно повышают прочность балок при использовании отогнутых стержней, однако большинство испытаний показывает значительное увеличение прочности в случаях, когда применяются только прямые арматурные стержни. Хомуты служат страховкой от некачественного бетона и плохой работы и образуют надежное соединение там, где бетонирование прерывается из-за непогоды или по другим причинам. Они абсолютно предотвращают усадочные трещины между ребром и полкой тавровых балок, а также расслоение ребра и плиты при серьезных пожарах. По последней причине автор осуждает использование простых U-образных хомутов и размещает все свои хомуты так, чтобы они заходили на глубину от 6 до 12 дюймов в плиты. Инженерам выносится предупреждение: не следовать совету автора относительно исключения хомутов, а использовать их в изобилии в своих проектах, иначе рано или поздно они горько об этом пожалеют.

Что касается изгибающих моментов в неразрезных балках, автор хочет обратить внимание на тот факт, что по меньшей мере для 99% всех железобетонных конструкций расчет ведется с уменьшением изгибающего момента в пролете на 25%, что требует на опорах лишь 20% от обычного изгибающего момента свободно опертой балки. Могут найтись инженеры, которые рассчитывают уменьшение на 33%; до сих пор встречаются излишне самоуверенные специалисты с небольшим опытом, которые рассчитывают уменьшение на 50%; но поскольку большинство проектировщиков выполняют расчет с уменьшением лишь на 25%, избыточного запаса прочности не возникает, и никаких разрушений по этой причине отмечено не было.

В случае плит, равномерно нагруженных давлением грунта или воды, изгибающие моменты регулярно принимаются как (wl^2)/24 в середине пролета и (wl^2)/12 на опорах. Автор никогда не наблюдал разрушения неразрезных балок над опорами, хотя часто замечал разрушения в опорных колоннах непосредственно под балками, когда эти колонны были легкими по сравнению с балками. Разрушение плит над опорами встречается часто, поэтому автор всегда устанавливает дополнительную арматуру над опорами вблизи верхней поверхности.

Ширина балок, которую г-н Годфри выводит по своему простому правилу, то есть ширина равна сумме периметров арматурных стержней, не находит подтверждения ни в теории, ни на практике. Во-первых, эта ширина будет зависеть от вида используемых стержней. Если балка армирована тремя круглыми стержнями диаметром 7/8 дюйма, ширина по его формуле составит 8,2 дюйма. Если балка армирована шестью стержнями диаметром 5/8 дюйма, которые имеют ту же площадь поперечного сечения, что и три стержня диаметром 7/8 дюйма, то ширина должна составить 12 дюймов, что абсурдно и не соответствует результатам испытаний, которые скорее показали бы лучшие показатели для шести стержней по сравнению с тремя более крупными стержнями в балке той же ширины.

Удивительно узнать, что находятся инженеры, которые до сих пор выступают за такую ширину ребра тавровых балок, при которой можно обойтись без благоприятного влияния плиты, хотя 10 или 12 лет назад так поступали многие.

Безусловно, можно сформулировать аксиому: тот, кто использует сложные формулы, никогда не имел больших возможностей проектировать или строить из железобетона, поскольку одно только проектирование может обойтись дороже, чем разница в стоимости между бетоном и стальными конструкциями.

Автор нападает на применение теории упругости к железобетонным аркам. Очевидно, он выполнил не так много проектов, в которых использовал теорию упругости, иначе он обнаружил бы, что устои должны быть толще замка арки всего в три-четыре раза (и, следовательно, их моменты инерции — в 27–64 раза больше), при этом деформацией устоев в уравнениях упругости можно пренебречь. Безусловно, теория упругости дает лучшие предположения относительно расположения линии давления, чем любые догадки без ее использования. Теория упругости была полностью доказана для арок в ходе замечательных испытаний, проведенных в 1897 году Австрийским обществом инженеров и архитекторов на полноразмерных арках пролетом 70 футов, причем наблюдавшиеся прогибы и поперечные деформации точно совпали с расчетными деформациями.

Испытания полноразмерных арок также показали, что деформации, вызванные температурными изменениями, согласуются с теорией упругости, но для всей массы арки они не так велики, как принято считать. Теория упругости позволяет рассчитывать арки гораздо быстрее, чем любые предлагавшиеся ранее графические или приблизительные методы.

Колонны со спиральным армированием представляют собой запатентованную конструкцию, которую никто не имеет права использовать без лицензии или инструкций от М. Консидера, четко заявляющего, что его формулы верны только для богатого бетона и для надлежащих процентов спирального и продольного армирования, причем последнее должно иметь малый шаг во избежание деформации сердечника между витками спирали. При соблюдении этих ограничений его формулы верны.

Г-н Годфри приводит несколько противоречивых результатов испытаний колонн и, судя по всему, не доверяет железобетонным колоннам. Однако большинство испытаний колонн показывают увеличение прочности за счет продольного армирования. В качественном бетоне продольное армирование может быть не очень эффективным или экономичным, но оно гарантирует сохранение прочности при некачественном изготовлении бетона и абсолютно необходимо из-за изгибающих напряжений, возникающих в таких колоннах вследствие монолитности железобетонных конструкций.

Г-н Годфри, похоже, не знаком с испытаниями, проведенными авторитетными специалистами на квадратных плитах из железобетона и чугуна — материала, который также обладает недостаточной прочностью на растяжение. Эти испытания весьма убедительно доказывают, что максимальный изгибающий момент на погонный фут может рассчитываться по формулам (wl^2)/32 или (wl^2)/20 в зависимости от степени защемления плит по четырем сторонам. Поскольку защемленные опоры на практике достигаются редко, обычно принимается формула (wl^2)/24, и автор не видит никаких оснований вносить путаницу в этот вопрос путем введения нового метода расчета.

Вальтер В. Клиффорд, младший член Американского общества инженеров-строителей (в письме). Некоторые из критических замечаний г-на Годфри в адрес практики железобетонного строительства не кажутся обоснованными, и автор берет на себя смелость обратить внимание на несколько моментов, которые представляются слабыми. На рис. 1 автор возражает против применения диагональных стержней по той причине, что если диагональная арматура напряжена до допустимого предела, эти стержни вызывают превышение безопасного значения давления на бетон в точке примыкания диагонали к продольной арматуре. Бетон в точке соединения должен в некоторой степени подаваться, что привело бы к распределению давления на значительную длину стержня. В некоторых формах запатентованного армирования дополнительная защита обеспечивается за счет выполнения диагоналей из плоских полос. Более того, напряжение в стержнях в этой точке обычно не является максимально допустимым, поскольку значительная его часть снимается за счет сцепления между точкой максимального напряжения и точкой примыкания.

Г-н Годфри хочет исправить это положение, заменив диагонали стержнями, изогнутыми радиусом, составляющим от двадцати до тридцати диаметров стержня. В обычных случаях этот радиус будет примерно равен высоте балки. Предположим, что это так. Нельзя полагать, что эти стержни воспринимают какой-либо заметный вертикальный сдвиг до тех пор, пока их наклон не составит 30° к горизонтали, поскольку до этого момента растяжение в стержне будет более чем в два раза превышать вызывающее его сдвигающее усилие. Следовательно, такие изогнутые стержни, если предположить их достаточный размер для восприятия в качестве вертикальной составляющей сдвига в любой вертикальной плоскости между точкой наклона под углом 30° и точкой максимального наклона, должны располагаться с шагом примерно в половину высоты балки. Прямые стержни эквивалентной прочности под углом 45° к оси балки при том же шаге (который был бы достаточным) окажутся на 10% короче по длине.

Г-н Годфри утверждает:

«Конечно, арматурный стержень в железобетонной балке воспринимает усилия за счет приращений, передаваемых сцеплением с бетоном; однако эти приращения могут передаваться только там, где бетон имеет тенденцию к растяжению».

Затем он упускает из виду тот факт, что на конце балки, подобной показанной им, максимальное напряжение является диагональным и находится на нейтральной оси, а не внизу; и стержень занимает наилучшее положение для сопротивления разрушению в плоскости AB, если его конец достаточно хорошо заанкерен. То, что этот стержень должен быть заанкерен, как он утверждает, несомненно так, но его подразумеваемое возражение против загнутого конца в противовес анкеру с гайкой представляется автору необоснованным. В ходе недавних испытаний стержней, загнутых под прямым углом на расстоянии 5 диаметров от конца и имеющих бетонную подливку, были развиты напряжения, равные напряжениям сцепления для прямого стержня с длиной заделки около 30 диаметров и приблизительно равные пределу текучести стержня, который для арматурных целей является его предельным напряжением.

Что касается вертикальных хомутов, о которых упоминает г-н Годфри, нет сомнений в том, что они усиливают балки против разрушения от диагонального растяжения, или, как более принято называть, разрушения от сдвига. То, что они неэффективны в построенной балке, очевидно, поскольку, если рассмотреть вертикальную плоскость между хомутами, бетон должен сопротивляться сдвигу в этой плоскости, если только расчет не делается на продольную арматуру. Автор утверждает, что так поступают часто, но автору эта практика неизвестна, и он не считает ее полезной; хомуты уж точно ничем не могут помочь.

Предположим, однако, что диагональное растяжение превышает предельное напряжение для бетона, тогда разрушение бетона произойдет по плоскостям, перпендикулярным линии максимального напряжения (приблизительно под углом 45° на конце балки). Если хомуты расположены достаточно близко друг к другу и обладают достаточной прочностью, так что все эти плоскости разрушения пересекают достаточное количество стали для восприятия вертикального сдвига в плоскости в качестве растяжения, то эти трещины будут очень мелкими и распределятся так же, как в центральной части нижней зоны балки. В таком случае эти хомуты будут воспринимать вертикальный сдвиг в любой плоскости как растяжение и удерживать балку вместе, так что трение по этим плоскостям позволит поддержать прочность бетона при горизонтальном сдвиге. Бетон на конце простой балки лучше приспособлен воспринимать горизонтальный сдвиг, чем вертикальный, поскольку сжатие в горизонтальной плоскости больше, чем в вертикальной. Эта идея относительно работы хомутов подпадает под запрет заявления г-на Годфри о том, что любой элемент, который «не может работать до тех пор, пока не началось разрушение, не является надлежащим элементом проектирования», но это не обязательно верно. Например, г-н Годфри говорит: «сталь в растянутой зоне балки следует рассматривать как воспринимающую все растяжение». Это несомненно верно, но это не может происходить до тех пор, пока бетон не разрушится на растяжение в этой точке. При использовании вертикальные растянутые элементы должны рассматриваться как воспринимающие весь вертикальный сдвиг, и, как заявляет г-н Годфри, их концы непременно должны быть заанкерены так, чтобы развивать прочность, на которую они были рассчитаны.

Автор считает диагональное армирование наилучшим для восприятия сдвига, и его следует использовать, особенно во всех случаях «модульного» армирования; однако в некоторых случаях хомуты могут служить и действительно служат предложенным образом, а из соображений практического строительства они порой оптимальны при армировании «отдельными стержнями».

Дж. С. Мим, член Американского общества инженеров-строителей (в письме). Автор считает, что в несколько иконоборческой статье автора есть весьма интересные моменты, заслуживающие внимательного изучения, и если окажется, что он прав в большинстве или хотя бы в каких-то своих предположениях, он заслуживает дальнейшего одобрения. Лишь немногие инженеры имеют время доказать методом от противного, что все положения автора хорошо продуманы или обоснованы или наоборот, однако автор желает отметить, что он внимательно прочитал эту статью и считает ее основные принципы обоснованными. Более того, он полагает, что сложным математическим формулам не место на практике. Это особенно справедливо, когда эти сложные математические расчеты основаны на допущениях, которые никогда не встречаются на практике или в эксперименте, и которые даже в теории крайне сомнительны и уж точно невозможны в пределах тех запасов прочности, в рамках которых инженер вынужден работать.

Тем не менее автор расходится с автором статьи в одном существенном пункте, а именно в огульном обвинении специального армирования, такого как хомуты, сдвиговые стержни и т. д. При обычном способе применения этих стержней они не имеют практической ценности, а их теоретическая ценность обнаруживается только тогда, когда конструкция испытывает напряжения сверх допустимых пределов; тем не менее могут возникнуть ситуации, когда они имеют определенную практическую ценность при условии правильного проектирования и размещения, и поэтому против них не следует выступать категорически.

Цитируя автора о том, что «деструктивная критика не имеет ценности, если она не предлагает ничего взамен», и в связи с десятым пунктом автора, автор предлагает следующую формулу, которую он всегда использовал при проектировании железобетонных плит и балок. Она основана на формуле для прямоугольных деревянных балок и исходит из того, что балка спроектирована на основе принципа одинаковой прочности бетона на растяжение и сжатие, с пониманием того, что на растянутой стороне должно быть размещено достаточное количество стали для выполнения этого условия, фиксируя тем самым нейтральную ось, как и предполагает автор, на половине высоты сечения, то есть M = (1/6) b d^2 S, где M, разумеется, представляет собой изгибающий момент, а b и d — ширину и высоту в дюймах. S обычно принимается в пределах от 400 до 600 фунтов в зависимости от условий. Чтобы получить количество стали, необходимое для обеспечения надлежащей прочности на растяжение, соответствующей сжатой зоне, приравниваются площади сжатия и растяжения балки, то есть

,

где

a = площадь стали на погонный фут, x_II = расстояние от центра тяжести стали до крайнего волокна, и S_II = прочность стали на растяжение.

Then for a beam, 12 in. wide,

,

или

.

Приводя это к логическому завершению, мы получаем, например, для балки высотой 12 дюймов и шириной 12 дюймов,

S = 500,

SII = 15,000,

xII = 2-1/2 in.

a = 1.37 sq. in. per ft.

Автор очень широко использовал эту формулу при расчете новых конструкций, а также при проверке других проектов — построенных или планируемых к постройке, и считает ее результаты абсолютно безопасными. В ее пользу говорит и тот факт, что ее простота в значительной степени исключает возможность ошибок при ее использовании. Он не видит причин вводить дальнейшие осложнения в такую формулу, когда результаты реальных испытаний демонстрируют разброс шире, чем результаты сравнения этой простой формулы со многими более сложными.

Джордж Х. Майерс, младший член Американского общества инженеров-строителей (в письме). Эта статья поднимает ряд интересных вопросов, но больше всего автора поражает десятый вопрос, касающийся сложных теорий и громоздких формул для балок и плит. Позиция автора в пользу простоты в этом отношении вполне обоснована. Формула для проектирования балок и плит не должна быть длинной или сложной в каком-либо отношении. Ее легко получить из хорошо известного факта, что момент в любой точке, деленный на расстояние между центром сжатия и центром растяжения в этой точке, дает растягивающее (или сжимающее) усилие в балке.

Автор предпочел бы расположить нейтральную ось на расстоянии от 0,42 до 0,45 рабочего сечения балки от сжатой зоны, а не в середине, как предлагает г-н Годфри. Такое более высокое положение нейтральной оси чаще всего подтверждается испытаниями балок. Оно дает формулу M = 0,86 d A_s f или M = 0,85 d A_s f, которая, по мнению автора, точнее, чем M = 5/6 d A_s f или 0,83-1/3 d A_s f, получающиеся при расположении нейтральной оси посередине балки.

d = рабочая высота балки от сжатой зоны до центра тяжести стали; A_s = площадь сечения стали; и f = допустимое напряжение на квадратный дюйм в стали.

Однако разница очень незначительна, результаты по обеим формулам пропорциональны двум коэффициентам: 83-1/3 и 85 или 86. Эта формула дает площадь стали, необходимую для восприятия момента. Процент армирования легко получается из допустимых напряжений в бетоне и стали, а размеры балки могут быть найдены простейшим способом. Эта формула с большим успехом используется одной из крупнейших фирм, производящих арматурные материалы и проектирующих бетонные конструкции. Она хорошо известна профессиональному сообществу, и автору неизвестна причина использования какого-либо другого метода, включающего греческий алфавит и множество допущений. Единственное, что нужно принять в качестве допущения — если это вообще можно назвать допущением при наличии стольких испытаний для ее определения — это положение нейтральной оси. Небольшая разница в этом предположении очень мало влияет на конечный проект и является пренебрежимо малой с практической точки зрения. Можно с уверенностью сказать, что нейтральная ось находится на уровне середины балки или чуть выше.

Кроме того, критическое замечание о том, что начальные напряжения в бетоне игнорируются, представляется лишенным веса. С точки зрения проектировщика, начальные напряжения учитываются. Значения напряжений, используемые при проектировании, получаются из испытаний бетонных блоков, прошедших процесс твердения. Любые начальные напряжения, существующие в бетоне из-за этого процесса твердения, присутствуют и в этих блоках при их испытаниях. Значение разрушающей нагрузки для бетона, выдаваемое любым внешним измерительным прибором, используемым в этих испытаниях, является значением этого напряжения сверх указанного начального напряжения. Именно с этим значением мы и работаем. Кажется логичным, что если начальными напряжениями пренебрегают при вычислении безопасной рабочей нагрузки, то ими можно смело пренебречь и в расчетных формулах.

Эдвин Тэчер, член Американского общества инженеров-строителей (в письме). Автор обсудит эту статью в разрезе нескольких «пунктов», упомянутых автором.

Первый пункт. В точке, где первый стержень отгибается вверх, напряжение в этом стержне сходит на нет. Остальных стержней достаточно для восприятия горизонтального усилия, а отогнутая часть обеспечивает восприятие только вертикальных и диагональных сдвигающих напряжений в бетоне.

Второй пункт. Замечания к первому пункту применимы и ко второму. Стержень 3 работает на сдвиг.

Третий пункт. В балке стержни для восприятия сдвига проходят через сжатые зоны бетона и имеют достаточную анкеровку. В контрфорсе наклонных стержней достаточно для восприятия опрокидывающего усилия. Горизонтальные стержни поддерживают лицевую стенку и препятствуют усадке. Вертикальные стержни также компенсируют усадку и помогают диагональным стержням сопротивляться опрокидыванию. Анкеровка во всех случаях достаточна, а предложенный метод не является более эффективным.

Четвертый пункт. В мостовых шарнирах обычно решающими являются изгиб и смятие, однако в тех случаях, когда широкая полоса тянет за собой шарнир между опорами вплотную к стержню, как это бывает в опорных частях и оголовках комбинированных мостов и в других местах, решающим фактором становится сдвиг. Сдвиговые стержни в железобетонных балках рассчитаны на восприятие вертикальных и диагональных сдвигающих напряжений. Если они рассчитаны на меньшее напряжение на квадратный дюйм, чем используется для нижних стержней, это нельзя считать опасной практикой.

Пятый пункт. Вертикальные хомуты спроектированы так, чтобы работать подобно вертикальным стержням в ферме Хау. Специальной литературы по этому вопросу не требуется; известно, что используемый метод дает хорошие результаты, и этого достаточно.

Шестой пункт. Общепринятый метод заключается вовсе не в том, чтобы «предполагать каждый сдвиговый элемент воспринимающим горизонтальный сдвиг, возникающий в пространстве от элемента к элементу», а в том, чтобы учитывать весь сдвиг от центра балки до рассматриваемого стержня.

Трещины не обязательно ставят под угрозу безопасность балки. Любое устройство, препятствующее раскрытию трещин до размеров, разрушающих балку, является логичным. Путем многочисленных экспериментов г-н Таддеус Хайят установил, что гайки и шайбы на концах арматурных стержней хуже чем бесполезны и не добавляют прочности балкам.

Седьмой пункт. Балки могут проектироваться опертыми по концам, полностью неразрезными или непрерывными в той или иной степени по желанию. Обычная практика заключается в проектировании плит на восприятие отрицательного момента над опорами, равного половине положительного момента в центре пролета, либо в отгибании каждого второго стержня. Это простая и хорошая практика, поскольку ни одна балка не может разрушиться до тех пор, пока предусмотрен метод восприятия всех усилий без перенапряжения какой-либо части.

Восьмой пункт. Стержни в нижней зоне железобетонной балки часто располагаются слишком близко друг к другу. Правило размещения стержней с шагом не менее трех диаметров считается правильной практикой.

Девятый пункт. Пренебрежение теорией тавровых балок и работа по эмпирическим правилам вряд ли могут считаться хорошей инженерной практикой.

Десятый пункт. Автор, по-видимому, считает теории для железобетонных балок и плит бесполезными ухищрениями, но пока теория и эксперимент так удивительно хорошо согласуются друг с другом, теории, несомненно, будут продолжать использоваться.

Одиннадцатый пункт. Расчеты дымовых труб несколько сложны, но они лучше и безопаснее эмпирических методов.

Двенадцатый пункт. Прогиб не имеет большого значения.

Тринадцатый пункт. Вывод Австрийского общества инженеров и архитекторов после многочисленных экспериментов состоял в том, что теория упругости арки является единственно верной теорией. Не было зафиксировано ни одного случая разрушения арки, спроектированной по теории упругости, если только это не было связано с ненадежными фундаментами, поэтому инженеры могут продолжать использовать ее с уверенностью и безопасностью.

Четырнадцатый пункт. Расчеты температурных напряжений согласно теории, несомненно, верны для принятых изменений температуры. Аналогичные расчеты могут быть выполнены и для усадочных напряжений при желании. Это даст гораздо лучшее представление об усилиях, которые необходимо учитывать, чем полное отсутствие расчетов.

Пятнадцатый пункт. Эксперименты показывают, что тонкие продольные стержни со слабой поддержкой, замурованные в бетонную колонну, добавляют мало прочности или вовсе не добавляют ее; но жесткие стальные уголки, надежно соединенные решеткой и замурованные в бетонную колонну, значительно увеличат ее прочность, и такая конструкция считается наиболее предпочтительной, когда размеры колонны должны быть сведены к минимуму.

Шестнадцатый пункт. Общепринятая теория плит, опертых по четырем сторонам, может корректно применяться к железобетонным плитам, поскольку речь идет лишь об учете определенных моментов в плите. Эта теория показывает, что если плита не является квадратной или близкой к таковой, подобная конструкция не дает никаких преимуществ.

К. А. П. Тёрнер, член Американского общества инженеров-строителей (в письме). Г-н Годфри высказал свое мнение по многим вопросам железобетонного строительства, однако он не привел ни одного четкого утверждения фактов или данных испытаний в поддержку своих взглядов, которые придавали бы им хоть какой-то вес в глазах практичного строителя-реалиста.

Обычные правила критики возлагают бремя доказательства на критика. Г-н Годфри заявляет, что если его личные мнения ошибочны, доказать это должно быть легко, и, по-видимому, ожидает, что занятый практический строитель проявит к ним достаточный интерес, чтобы потратить время на написание трактата по этому вопросу с целью поставить его на правильный путь.

Автор ограничит свое обсуждение лишь несколькими пунктами из множества тех, по которым он не согласен с г-ном Годфри.

Во-первых, что касается хомутов: они могут быть установлены в балке так, что их практическая ценность будет невелика. Именно так они были установлены в большинстве испытаний, проведенных в Иллинойском университете. Такие хомуты сильно отличаются по ценности от тех, что использовались Аннебиком и другими первоклассными строителями.

Идея г-на Годфри заключается в том, что все усилие натяжения основного арматурного стержня должно восприниматься, судя по всему, на конце. Когда часто приходится видеть испытания плит, в которых сталь рвется в середине пролета вообще без какой-либо концевой анкеровки стержней, обоснованность позиции г-на Годфри вызывает сомнения.

Кроме того, бетон является материалом, который наилучшим образом проявляет себя в виде монолита, и в качестве такового простая балка представляется опытному строителю явно устаревшей.

Г-н Годфри, судя по всему, считает спиральное и вертикальное армирование колонн малоэффективным. Однако он не представляет на рассмотрение ничего, кроме собственного мнения по этому вопросу, которое, по-видимому, основано на практически полной неосведомленности о такого рода конструкциях.

Автор приведет несколько фактов относительно выполненных им работ. Среди таких работ были колонны в ряде зданий с сердечником диаметром 18 дюймов, несущие более 500 тонн; а также колонны в одном здании, несущие около 1100 тонн на сердечник диаметром 27 дюймов. В каждом случае поверх сердечника имеется защитный слой бетона толщиной около 1,5 дюйма. Рабочее напряжение в сердечнике, если он воспринимает нагрузку, примерно равно предельной прочности бетона в кубиках, не говоря уже о прочности цилиндров, высота которых в пятнадцать раз превышает их диаметр. Эти значения использовались с полной уверенностью после испытания полноразмерных колонн, спроектированных с надлежащими пропорциями продольной стали и спирального армирования, и рассматриваются автором как имеющие по меньшей мере двукратный запас прочности по сравнению с тем, что применяется в обычных проектах стальных конструкций.

Преимущество, которое проектировщик железобетонных конструкций имеет перед своим коллегой-инженером в области стальных конструкций, заключается в том, что при заданном типе армирования его элементы схожи по форме, и при выполнении работ с обычной аккуратностью распределение напряжений в железобетонной колонне вызывает меньше сомнений, чем в обычной стальной колонне, поскольку сердечник является сплошным и условия во всех случаях одинаковы.

Ниже представлены результаты испытаний пяти колонн. Колонны мало отличались по размерам, но несколько различались по количеству спирального армирования при небольших различиях в продольной стали. Разница между колоннами 1 и 3 составляет почти 50%, главным образом за счет увеличения спирального армирования и небольшого добавления количества продольной стали. Что касается эффективности спирального и продольного армирования, можно задать вопрос г-ну Годфри и тем, кто разделяет его взгляды: можно ли отлить колонну без армирования, которая поравняется по прочности с теми, результаты испытаний которых здесь приведены?

Испытание № 1. [I]

Метки на колонне — отсутствуют.

Армирование — восемь круглых стержней диаметром 1-1/8 дюйма в вертикальном направлении.

Шаг хомутов — 9 дюймов по вертикали.

Охваты спиралями из проволоки диаметром 32 дюйма с шагом около 2 дюймов.

Внешний диаметр хомутов — 14-1/2 дюйма.

Total load at failure—1,360,000 lb.

Примечания. Точка разрушения находилась примерно в 22 дюймах от верха. Признаки разрушения до достижения предельной нагрузки были незначительными.

Некоторое незначительное откалывание бетона возле верхней капители, возможно, из-за того, что капитель плохо сидела в самой колонне.

Испытание № 2.

Метки на колонне — «Коробка 4».

Армирование — восемь круглых стержней диаметром 1-1/8 дюйма в вертикальном направлении.

Шаг хомутов — около 13 дюймов по вертикали.

Проволочная спираль с шагом около 3 дюймов.

Точка разрушения — примерно в 18 дюймах от верха.

Верх чугунной капители потрескался по четырем углам.

Ultimate load—1,260,000 lb.

Примечания. Обе капители, по-видимому, сидели хорошо, как и во всех последующих испытаниях.

Испытание № 3.

Метки на колонне — 4-B.

Армирование — восемь круглых стержней диаметром 7/8 дюйма в вертикальном направлении.

Хомуты — 1-3/4 дюйма × 3/16 дюйма × внешний диаметр 14 дюймов.

Шаг хомутов — 13 дюймов по вертикали.

Ultimate load—900,000 lb.

Точка разрушения — примерно в 2 футах от верха.

Примечания. Бетон к моменту разрушения значительно разрушился, вероятно, из-за продолжения движения машины после разрушения.

Испытание № 4.

Метки на колонне — «Коробка 4».

Армирование — восемь круглых стержней диаметром 1 дюйм в вертикальном направлении.

Шаг хомутов — 8 дюймов по вертикали.

Проволочные спирали такие же, как на других колоннах.

Total load at failure—1,260,000 lb.

Примечания. Первые признаки разрушения проявились ближе к нижней части колонны, но полное разрушение, как и во всех других колоннах, произошло в пределах 2 футов от верха. Крупные трещины в оболочке колонны простирались от обоих концов почти до середины. Это был самый удовлетворительный результат из всех колонн, так как разрушение распространилось почти на всю длину колонны.

Испытание № 5.

Метки на колонне — отсутствуют.

Армирование — восемь стержней диаметром 7/8 дюйма в вертикальном направлении.

Шаг хомутов — 10 дюймов по вертикали.

Внешний диаметр хомутов — 14-1/2 дюйма.

Проволочная спираль — как и ранее.

Load at failure—1,100,000 lb.

Ultimate load—1,130,000 lb.

Примечания. Основная точка разрушения в этой, как и во всех других колоннах, находилась в пределах 2 футов от верха, хотя на этой колонне наблюдалось некоторое шелушение у нижнего конца.

В этих испытаниях следует отметить, что бетон за пределами зоны хомутов, по-видимому, имел очень небольшое значение для определения предельной прочности; при расчете сжатия по площади сердечника и вычете вероятной ценности вертикальной стали эти колонны показали предельную прочность зоны хомутов от 5000 до 7000 фунтов на кв. дюйм без учета вертикальной стали. Некоторые из них превышают 8000 фунтов.

Бетонная смесь состояла из 1 части портландцемента Alpena, 1 части песка, 1-1/2 частей гречневого гравия и 3-1/2 частей гравия размером от 1/4 до 3/4 дюйма.

Колонны были отлиты в начале декабря и испытаны в апреле. Условия, в которых они твердели, были не особенно благоприятными из-за времени года.

Использованные полосы имели размеры 1-3/4 на 1/4 дюйма, за исключением легкой колонны, где они составляли 1-3/4 на 3/16 дюйма.

В своих замечаниях относительно испытаний в Миннеаполисе, Миннесота, г-н Годфри упустил из виду, что эти испытания, сколь бы ошибочными они ни были — как при выполнении работ, так и при укладке арматуры, а также по характеру использованных хомутов, — оказались достаточными для удовлетворения Департамента зданий в том, что рациональное проектирование учитывало количество хомутов и количество вертикальной стали, причем на основе, близкой к той, которую автор считает разумной практикой.

Опять же, г-н Годфри, похоже, неправильно понимает влияние коэффициента Пуассона при многостороннем армировании. Если идеи г-на Годфри верны, то плита, опертая на две стороны и армированная стержнями, идущими непосредственно от опоры к опоре, окажется прочнее аналогичной плиты, армированной аналогичными стержнями, пересекающими ее по диагонали парами. Испытания этих двух типов плит показывают, что плиты с диагональным армированием развивают значительно большую прочность, чем плиты, армированные непосредственно от опоры к опоре. Отчеты по испытаниям малых плит такого рода можно найти в библиотеке Общества.

Г-н Годфри высказывает дельную мысль о том, что точность теории упругости должна определяться упругим поведением конструкции под нагрузкой, и автору кажется, что если бы авторы учебников уделили некоторое внимание этому вопросу и показали путем расчетов, что упругое поведение плит соответствует их методу вычислений, то грубые ошибки в теоретическом рассмотрении плит в большинстве работ по железобетону были бы исправлены.

Несмотря на высказанную им прекрасную мысль, г-н Годфри крайне непоследовательно упускает это из виду в связи со своей теорией плит, иначе он осознал бы всю абсурдность любого метода расчета многостороннего армирования посредством попыток разделить конструкцию на элементарные балочные полосы. Этот старомодный метод был отброшен практическим строителем много лет назад, поскольку тот был вынужден гарантировать прогибы реальных конструкций при суровых испытаниях. Почти каждый строительный департамент содержит то или иное правило, ограничивающее прогиб бетонных перекрытий при испытаниях, и тем не менее ни один комиссар по строительству, судя по всему, ничего не знает о расчете прогибов.

В ходе своей практики автор был обязан предоставлять залоговые поручительства на суммы от 50 000 до 100 000 долларов за раз в качестве гарантии при испытаниях как прочности, так и прогиба крупных плит, армированных в нескольких направлениях, и смог успешно справиться с этим с помощью методов, которые эквивалентны учету коэффициента Пуассона и приведены в его книге по железобетонным конструкциям.

До тех пор пока инженер не станет уделять больше внимания сопоставлению своих сложных теорий с фактами, определяемыми испытаниями реальных конструкций, мнение о нем, ныне весьма распространенное среди специалистов по железобетону, будет продолжать укрепляться, а их уважение к нему — соответственно уменьшаться, и так будет продолжаться до тех пор, пока он не продемонстрирует применимость своих теорий к обычным повседневным задачам.

Пол Чепмен, ассоциированный член Американского общества инженеров-строителей (в письме). — Г-н Годфри в убедительной форме указал на несколько плохих особенностей проектирования железобетонных балок и подпорных стен по учебникам. Однако практический инженер никогда не использовал подобные методы конструирования. Г-н Годфри предлагает определенные правила расчета напряжений, но данные экспериментов или теоретические обоснования, оправдывающие их применение, отсутствуют.

Также первостепенное значение имеет рассмотрение упругого поведения конструкций, будь то из стали или бетона. Для иллюстрации этого автор приведет случай, с которым он недавно столкнулся. Крыша поддерживалась горизонтальной двутавровой балкой высотой 18 дюймов и длиной 33 фута, полки которой были срезаны на обоих концах, а два поддерживающих ее уголка размером 6 на 4 дюйма и длиной 15 футов были надежно приклепаны к стенке, образуя тем самым раму для сопротивления боковому давлению ветра. Хотя 18-дюймовая двутавровая балка не была нагружена до предела своей несущей способности, ее прогиб вызвал изгиб наружу на 3/4 дюйма и, как следствие, опасные напряжения в угловых стойках размером 6 на 4 дюйма. Раму следовало проектировать как конструкцию с защемлением в основании стоек. Важность упругого поведения конструкции наглядно иллюстрируется сравнением контрактных чертежей крупного консольного моста через пролив Ист-Ривер с экспертными отчетами по нему. Из-за пренебрежения упругим поведение конструкции в контрактных чертежах и по другой причине средняя погрешность в напряжениях 290 элементов составила 18-1/2% при максимуме в 94 процента.

Г-н Годфри обращает внимание на то, что прогоны в железнодорожных мостах рассматриваются как простые балки; теоретически это правильно, так как уголковые накладки на их концах практически не могут передавать напряжения в полках. Также следует отметить, что когда прогоны находятся в плоскости растянутого пояса, они фрезеруются до точных длин, а когда в плоскости сжатого пояса, в них оставляется небольшой зазор во избежание арочного эффекта.

Fig. 3.

Действие сдвигающих напряжений в бетонных балках можно проиллюстрировать с помощью диаграмм на рис. 3, где балки нагружены грузом W. Часть нагрузки W, направляющаяся к левой опоре, движется по диагональным линиям, варьирующимся от множества рядов почти вертикальных линий до одной диагонали. Максимальная интенсивность напряжения, вероятно, будет наблюдаться в плоскостях, наклоненных примерно под углом 45°, поскольку, если рассматривать их независимо, они вызывают наименьший прогиб. Пока нагрузка W остается относительно небольшой, создавая лишь умеренные напряжения в стали в нижней полке, бетон будет воспринимать значительную часть растяжения нижней полки; когда нагрузка W существенно возрастает, коэффициент упругости бетона при растяжении становится малым или равным нулю при появлении небольших трещин, и бетон оказывается неспособен передавать растяжение в диагональных плоскостях, что приводит к разрушению. Для балки, нагруженной сосредоточенной нагрузкой W, разрушение, вероятно, произойдет по диагональной линии вблизи точки приложения, в то время как в равномерно нагруженной балке оно, вероятно, случится по диагонали вблизи опоры, где сдвиг максимален.

Очевидно, что введение вертикальных хомутов (как в точке b) или более рациональных наклонных хомутов (как в точке c) влияет на действие сдвигающих усилий указанным образом, причем интенсивность напряжения в точке соединения хомутов высока. Рекомендуется располагать хомуты умеренно близко друг к другу, чтобы снизить эту интенсивность до разумных пределов. Если сделать допущение, что диагональное сжатие в бетоне действует в плоскости, наклоненной под углом 45°, то растяжение в вертикальных хомутах будет равно вертикальному сдвигу, умноженному на шаг хомутов по горизонтали и деленному на расстояние между центрами верхней и нижней полок балки. Если хомуты наклонены под углом 45°, напряжение в них составит 0,7 от напряжения в вертикальных хомутах с тем же шагом. Резкий загиб нижних стержней вверх с целью отказа от подвесок — плохая практика; автор наблюдал диагональные трещины в балках известного здания в Нью-Йорке, которые возникли по этой причине.

Fig. 4.

В нескольких конструкциях, спроектированных автором в последнее время, ему удалось отказаться от хомутов и одновременно добиться экономии бетона путем загиба некоторых из нижних арматурных стержней и размещения стержня между ними и теми, которые остаются горизонтальными. Типичная деталь показана на рис. 4. Изгиб происходит в точке, где вертикальная составляющая напряжения в загнутых стержнях равна вертикальному сдвигу, а достаточная площадь опирания обеспечивается короткой поперечной перемычкой. Стержни, которые остаются горизонтальными по всей длине балки, отклоняются в центре балки для получения максимальной рабочей высоты. Поскольку в центре сдвиг отсутствует, стержни располагаются как можно ближе друг к другу, оставляя при этом достаточно места для того, чтобы бетон мог затечь к нижней поверхности (соффиту) балки. Две или более смежные балки легко сделать непрерывными, продлив стержни, отогнутые вверх из каждого пролета, на некоторое расстояние вдоль верхних полок. Такая система строительства позволяет избежать обрыва стержня там, где напряжение от временной нагрузки в соседних стержнях велико, так как их постоянное удлинение и укорочение под нагрузкой вызвало бы сильные сдвигающие напряжения в бетоне вокруг конца короткого стержня.

Fig. 5.

Балка, показанная на рис. 5, иллюстрирует изложенные выше принципы применительно к более тяжелой балке. Функцию коротких поперечных стержней в данном случае выполняют проволоки, обвязанные вокруг продольных стержней и затем продолженные вверх для поддержания стержней во время монтажа. Эта балка, поддерживающая крышу, перегородки и т. д., выдержала около 80% нагрузки, на которую она была рассчитана, при этом на ней не появилось волосяных трещин или заметного прогиба. Если бы предложенный г-ном Годфри метод расчета был верным критерием фактических напряжений, эта конкретная балка (и многие другие) продемонстрировала бы множество трещин и заметный прогиб. Автор утверждает, что при непрерывном бетонировании или обеспечении надлежащего сцепления влияние плиты в качестве сжатой полки является реальным условием, и напряжения должны рассчитываться соответствующим образом.

При расчете неразрезных тавровых балок необходимо учитывать то обстоятельство, что момент инерции для отрицательных моментов мал из-за нехватки достаточной сжимаемой площади в стенке или ребре. Если г-н Годфри уделит должное внимание этому вопросу при изучении проектов практикующих инженеров, он обнаружит, что в них предусмотрено должное обеспечение отрицательных моментов. Получить надлежащее количество стали для отрицательного момента в плите очень легко путем загиба стержней и выпуска их в смежные пролеты, как показано на рис. 4 и 5 (взятых из реального строительства). Практический инженер не обнаруживает, как утверждает г-н Годфри, что отрицательный момент вдвое превышает положительный, поскольку он рассматривает временную нагрузку либо только на одном пролете, либо на чередующихся пролетах.

Fig. 6.

На рис. 6 показана балка, имеющая много стержней в нижней полке — практика, которую г-н Годфри осуждает. Поскольку сооружение, насчитывающее около двадцати подобных балок, в настоящее время строится, автор был бы признателен за его критику. Г-н Годфри заявляет, что продольная сталь в колоннах бесполезна, но до тех пор, пока не будут проведены определенные испытания — с теми же ингредиентами, пропорциями и возрастом — как на обычных бетонных, так и на железобетонных колоннах надлежащей конструкции, автор будет принимать данные других экспериментов и армировать сталью в соответствии с признанными формулами.

Fig. 7.

Г-н Годфри утверждает, что «теория упругости» бесполезна для проектирования железобетонных арок, обосновывая свои возражения усадкой бетона при схватывании, ненадежностью формул прогиба для балок и отсутствием жесткости устоев. Автор, отмечая, что бетон, схватывающийся на воздухе, дает усадку, в то время как бетон, схватывающийся в воде, расширяется, полагает, что если арку должным образом смачивать до тех пор, пока схватывание бетона не продвинется достаточно далеко, влияние усадки при высыхании можно свести к минимуму. Если во время возведения арки предотвратить осадку самой опалубки, то осадка арочного кольца при распалубливании, будучи далеко не неопределенным элементом, должна служить проверкой точности расчетов и качества работы, поскольку вес арочного кольца теоретически должен вызывать определенный прогиб. Ненадежность формул прогиба для балок объясняется главным образом тем, что нейтральная ось балки не лежит в горизонтальной плоскости по всей длине и что в них не учитываются сдвигающие напряжения. Хотя в арочном кольце неизбежно возникает изгиб из-за температуры, нагрузок и т. д., причем крайние полки иногда работают на растяжение даже в правильно спроектированной арке, сжатие превосходит растяжение до такой степени, что аналогия с балкой не работает. Арку не следует применять там, где устои нестабильны, точно так же, как не следует строить висячий мост там, где невозможно получить подходящую анкеровку.

Правильное проектирование бетонных плит, опертых по четырем сторонам, представляет собой сложное и интересное исследование. Автор недавно спроектировал конструкцию перекрытия, плиты и балки, опертые по четырем углам, которая является простой и экономичной. На рис. 7 показана часть предлагаемого двенадцатиэтажного здания размером 90 на 100 футов, имеющего перекрытия с полезной нагрузкой 250 фунтов на кв. фут. Для максимального положительного изгиба в любой панели учитывалась полная нагрузка на эту панель при отсутствии временной нагрузки на соседних панелях. Для максимального отрицательного изгибающего момента все панели рассматривались как нагруженные и расположенные в одну линию. Загрузка по типу «шахматной доски» сочтена слишком маловероятной для рассмотрения. Кривые изгиба для перпендикулярных друг другу балок были схожими (за исключением длины), причем стержни арматуры в более длинных балках располагались под стержнями в более коротких балках. Таким образом, при полной нагрузке примерно половина нагрузки приходилась на балку большего пролета, а другая половина — на балку меньшего пролета. Балки имели одинаковую высоту. Для своей высоты автор нашел эту систему наиболее прочной и экономичной из всех исследованных.

Е. П. Гудрич, действительный член Американского общества инженеров-строителей. — Выступающий горячо разделяет мнение автора относительно большого количества временных решений, постоянно используемых большинством инженеров и других практиков, которые проектируют и возводят железобетонные конструкции. Человеческому разуму чрезвычайно трудно воспринять новые идеи, не связывая их с другими из прошлого опыта, но эта ассоциация склонна облачать новую идею (как предполагает автор) в одежды, которые зачастую хуже «пелен» и во многом препятствуют должному росту.

Хотя выступающий не может с равным энтузиазмом разделять все положения автора, тем не менее, во многих из них, как полагают, его критика вполне обоснована. Обстоит дело и с первым упомянутым пунктом — об использовании скруглений большого радиуса, когда главные стержни растянутой арматуры изгибаются так, чтобы способствовать сопротивлению диагональным растягивающим напряжениям.

Что касается второго пункта, при условии обеспечения надлежащей анкеровки в верхнем бетоне для стержня, помеченного цифрой 3 на рис. 1, выступающий не понимает, почему бетон под такой анкеровкой над опорой работает точно так же, как концевая стойка фермы с подвесками. Он также не может понять заявление автора о том, что:

«Армирующий стержень в бетонной балке воспринимает свое напряжение за счет приращений, передаваемых сцеплением бетона; но эти приращения могут передаваться только там, где существует тенденция бетона к растяжению».

Вторая часть этой цитаты относится к моменту, подвергнутому сомнению выступающим. По сути, остальная часть абзаца, из которого взята эта цитата, кажется весьма сомнительной, поскольку не видно никаких причин не доводить аналогию с фермой с подвесками до крайности. В этом русле хорошо известно, что нижние пояса в фермах с подвесками бесполезны с точки зрения сопротивления растяжению. Тем не менее, выступающий разделяет критику автора касательно недостатка анкеровки, обычно наблюдаемого в большинстве арматурных стержней, особенно стержней того типа, который упомянут во втором пункте автора.

Этот вопрос концевой анкеровки также упоминается в третьем пункте и полностью разделяется выступающим, который также согласен с критикой расположения арматурных стержней в контрфорсах, встречающихся во многих подпорных стенах. Заявление о том, что «между этим треугольником [контрфорсом] и балкой нет абсолютно никакой аналогии», является весьма резким выражением, и кажется рискованным даже для лучшего инженера делать такое утверждение, какое делает автор, когда он характеризует собственное проектное решение (диаграмма b на рис. 2) как «единственное рациональное и единственное возможное эффективное решение». Можно сделать несколько допущений, на которых базируется расположение арматуры в контрфорсе подпорной стены, каждое из которых может быть проработано с одинаковой логикой и с результатами, предотвращающими разрушение, что было с лихвой продемонстрировано на практике.

Выступающий горячо разделяет четвертый пункт автора относительно невозможности развития чего-либо вроде реального сдвига в стальных арматурных стержнях бетонной балки; но он выражает несогласие, когда автор заявляет относительно возможности возникновения напряжений «сдвига или растяжения» в так называемых стержнях сдвига, что «любой из вариантов был бы абсурдным и невозможным без сильной перегрузки какой-либо другой части».