Определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси.

Нормы рекомендуют определять ширину раскрытия трещин на уровне оси растянутой арматуры по следующей эмпирической формуле (в мм)

где — коэффициент армирования сечения (ребра таврового сечения), принимаемый в расчете не более 0,02; А,—площадь сече­ния растянутой арматуры; б—коэффициент, принимаемый равным при учете: кратковременных нагрузок и непродолжительного дейст­вия постоянных и длительных нагрузок—1; продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок для конструкций из тяже­лого бетона п нормальных условиях эксплуатации—1,5; ц—коэф­фициент, зависящий от вида и профиля продольной растянутой арматуры, принимаемый: для стержней периодического профиля рав­ным I, для проволоки классов Вр-1, Вр-11 п канатов— 1,2, для глад­ких горячекатаных стержней—1,3, для проволоки классов B-I, B-II—1,4; (р;—коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, принимаемый: при непродолжительном действии нагрузки равным 1, при продолжительном действии нагрузки—1,5; Оа—на­пряжение и продольной арматуре или приращение напряжений пос­ле погашения обжатия в растянутой арматуре

Приращение напряжения в растянутой ар-ре (после превышения усилием от внешней нагрузки усилия обжатия) в сечении с трещиной: _sp=(N-P)/A_sp7

Если ар-ра без предварительного напряжения _s=N/A_s:

 _s=(M-P(z₁-е_sp))W_s – для изгибаемых эл-ов

M=N(е-z₁) – для внецентренно сжатых

M=N(е+z₁) – для внецентренно растянутых

Кривизна оси при изгибе и перемещения ж/б элементов.

Для ж/б элементов на участках с трещинами. Общее выражение кривизны оси при изгибе:

_s- коэф-т работы бетона на растяжение на участках между трещинами;

_в- коэф-т, характеризующий неравномерности деформаций бетона сжатой зоны на участках между трещинами;

- коэф-т, характеризующий неупругие деформации бетона сжатой зоны.

_s и  определяют с учётом длительности нагрузки.

Перемещение ж/б элементов.

Полный прогиб элементов определяют с учётом длительности действия нагрузки: f=f₁-f₂+f₃-f₄, где

f₁- прогиб от непродолжительного действия всей нагрузки

f₂- прогиб от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок

f₃- прогиб от продолжительного действия постоянной и длительной нагрузок

f₄- выгиб, вызванный ползучестью бетона от обжатия.

Рис. VII.16. Прогиб железобе­тонного элемента при действии кратковременной и длительной нагрузок

Полный прогиб предварительно- напряжённых элементов определяется с учётом длительности действия нагрузки по полной кривизне:

33. Экспериментальные данные о работе железобетонной балки под нагрузкой. Охарактеризуйте три стадии напряжённо- деформированного состояния, которое испытывает жел. бет изгибаемый эл-т под нагрузкой вплоть до разрушения. Какие стадии заложены в расчётах жел. бет конструкций по методу предельных состояний?

Рассмотрим три стадии НДС в зоне частого изгиба жел. бет эл-та при постепенном увеличении нагрузки.

Рис. 11.1. Стадии напряженно-деформированного состояния в нор­мальных сечениях при изгибе элемента без предварительного напря­жения

Стадия1. При малых нагрузках на эл-т напряжения в бетоне не велики, деформация носит преимущественно упругий характер; зависимость между напряжениями и деформациями- линейная. Эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения- треугольные. С увеличением нагрузки на эл-т в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии 1. при дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне растянутой зоны образуются трещины, наступает новое качественное состояние.

Стадия 2. В том месте растянутой зоны, где образовались трещины, растягивающее усилие воспринимается арматурой и участком бетона растянутой зоны над трещиной. В интервалах между трещинами в растянутой зоне сцепление арматуры с бетоном сохраняется, и по мере удаления от краёв трещин растягивающие напряжения в бетоне увеличиваются, а в арматуре уменьшаются. С дальнейшим увеличением нагрузки на эл-т в бетоне сжатой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется, а ордината максимального напряжения перемещается с края сечения в его глубину. Коней стадии 2 характеризуется началом заметных неупругих деформаций в арматуре.

Стадия 3(стадия разрушения). с дальнейшим увеличением нагрузки напряжения в стержневой ар-ра достигают физического (условного) предела текучести; напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба эл-та и сокращения высоты сжатой зоны также достигают значений временного сопротивления сжатию. Разрушение жел. бет эл-та начинается с ар-ры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны.

При расчёте по методу предельных состояний чётко устанавливают предельные состояния констр-ций и используют систему расчётных коэффициентов, введение которых гарантирует, что такое состояние не наступит при самых неблогоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Прочность сечений опред по стадии разрушения, но безопасность работы конст-ций под нагрузкой оценивают не одним синтезирующим коэфф запаса, а указанной системой расчётных коэфф.

Рис. 11.2. Напряжения в бетоне в нормальных сечениях при изгибе предварительно напряженного эле­мента

а — при обжатии; б — после приложения внешней нагрузки, ста­дия I