2 9. Разрушение изгибаемых элементов по наклонным сечениям. Элементы жбк, обеспечивающие прочность нормальных сечений. Правила расстановки. Основы расчета жбк на действие главных сжимающих напряжений.

Основные расчетные положения

Образование наклонных трещин в изгибаемых элементах обусловлено совместным действием изгибающих моментов и поперечных сил, т.е. при изгибе железобетонного элемента возникают, кроме нормальных напряжений, скалывающие напряжения, действующие по горизонтальному и вертикальному направлениям.

Место их образования, наклон, раскрытие и развитие по высоте зависят от вида нагрузок, формы сечения, вида армирования и т.д

Рис. Схема действий напряжений в изгибаемой железобетонной балке

––––––– – нормальные трещины;

––––––– – наклонные трещины

Случай 1 – раздробление бетона стенки по наклонной полосе между наклонными трещинами от главных сжимающих напряжений.

Рис. Схема разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению по сжатой полосе между наклонными трещинами

1 – наклонная трещина;

2-– раздробление сжатой полосы стенки.

Случай 2 – сдвиг по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы.

Рис. Схема разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению от доминирующего действия поперечной силы

1 – нулевая линия;

2 – наклонная трещина;

3 – хомуты

Случай 3 – излом по наклонному сечению от доминирующего действия изгибающего момента М.

Под воздействием постепенно возрастающего изгибающего момента главные растягивающие напряжения σ_гл =-0,5·σx-sqrt((0,5· σx)2+τ2 преодолевают сопротивление бетона на осевое растяжение Rbt,ser и образуется наклонная трещина с максимальным раскрытием в растянутой зоне

Рис. Схема разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению от доминирующего действия изгибающего элемента.

1 – нулевая линия;

2 – наклонная трещина;

3 – хомуты

Прочность элемента по наклонному сечению, рассчитывается в зависимости от схемы разрушения.

Q_max ≤ φ_bc∙R_b∙b∙h_a

φ_w1=1+5∙E_s/E_b∙A_sw/b∙s≤1,3

A_sw- площадь сечения хомутов

S-расстояние между хомутами

φ_b1-коэффициент

φ_b1=1-β∙R_b

β=0,01-для тяжёлого, мелкозернистого и ячеистого бетона.

0,02-для лёгкого бетона

Проверка необходимости постановки поперечных стержней по расчёту:

Q_b,min=φ_b3∙R_bt∙b∙h_o∙(1+φ_f)

Q_b,min= φ_b3∙R_bt∙b∙h_o∙(1+φ_f+φ_n) ≤1,5

А т.ж. ребристых конструкций высотой до 150 мм и балок поперечной арматуры, если она не требует расчёта можно не устанавливать. Для этих же элементов поперечная арматура составляется исходя из этих же соображений.

Рис. К расчету по наклонным сечениям

30. Разрушение изгибаемых элементов по наклонным сечениям. Два условия прочности наклонных сечений жбк. Определение положения расчетного наклонного сечения

Рис. 11.6. Схема образования наклонных трещин

1 – хомуты;

2 – отгибы;

3 – продольная арматура

Расчет по наклонным сечениям для случая разрушения между наклонными

трещинами. Экспериментально установлено, что прочность стенки элементов, армированных

хомутами, по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена, если

Q_max≤ 0,3∙ R_b∙ b∙ h₀∙ φ_b1∙ φ_w1 (11.2),

где Q_max-наибольшее значение поперечной силы от внешней нагрузки.

φ_w1 – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси

элемента:

φ_w1 =1+ 5∙(E_s/E_b)∙Asw/b∙s 1,3

Asw -площадь сечения хомутов в одной плоскости, нормальной к продольной оси

элемента;

s – расстояние между хомутами (шаг хомутов), измеренное по нормали к ним;

φ_b1-коэффициент, оценивающий способность различных видов бетона к

перераспределению усилий:

φ_b11R b ,

0,01 – для тяжелого, мелкозернистого и ячеистого бетона;

0,02 –для легкого бетона.

R_b принимается в МПа с учетом коэффициента  b2.

При этом исключается чрезмерное раскрытие наклонных трещин и затруднения

при конструировании элементов с недостаточными высотами поперечного сечения.

Если условие (11.2) не соблюдается, то необходимо увеличить размеры сечения

элемента или повысить класс бетона.

Расчет по наклонным сечениям для случая разрушения от действия

поперечной силы. В реальных конструкциях нагрузка q в пределах наклонной трещины может отсутствовать. Поэтому нормы предписывают учитывать уменьшение поперечной силы за счет нагрузки q, расположенной в пределах наклонного сечения лишь в тех случаях, когда она является безусловно действующей (например, давление грунта или воды).

Технологически отгибы устанавливать сложно, поэтому их применяют крайне

редко. Таким образом, расчет наклонных сечений рассмотрим при условии, что A s inc =0.

Тогда уравнение (11.1) будет иметь вид:

Q Q_b Q_sw (11.3)

По СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» и по СП 52-101-

03 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения»

поперечное усилие, воспринимаемое бетоном, равно

Q_b≤  b2 ∙ (1+f + n)∙R_bt∙b∙h₀²/c (11.4), где

 b2 -коэффициент, учитывающий тип бетона (для тяжелого бетона  b2 =2);

f коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок (свесы) в тавровых и

двутавровых элементах:

f ∙( b_f^’-b)∙h_f^’ )/b∙h₀≤0,5

bf’-принимают в зависимости от отношения высоты полки к полной высоте.

 n -коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

Значение 1 nf 1,5

При соблюдении условия 11.4 расчет наклонных сечений на прочность по

поперечной силе не производят.

Рис. 11.7. К расчету по наклонным сечениям для случая разрушения