Вопрос 7.Стадии напряженного состояния изгибаемого железобетонного элемента (без предварительным напряжением)
Рассмотрим три стадии напряженно – деформированного состояния в зоне чистого изгиба железобетонного элемента при постепенном увеличении нагрузки.
Стадия I. При малых нагрузках на элемент напряжения в бетоне и арматуре невелики, деформации носят преимущественно упругий характер; зависимость между напряжениями и деформациями линейная и эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения треугольные. С увеличением нагрузки на элемент в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии I. При дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне растянутой зоны образуются трещины, наступает новое качественное состояние.
С
тадия
II.
В том месте растянутой зоны, где
образовались трещины, растягивающее
усилие воспринимается арматурой и
участком бетона растянутой зоны над
трещиной. В интервалах растянутой зоны
между трещинами сцепление арматуры с
бетоном сохраняется, и по мере удаления
от краев трещин растягивающие напряжения
в бетоне увеличиваются, а в арматуре
уменьшаются. С дальнейшим увеличением
нагрузки на элемент в бетоне сжатой
зоны развиваются неупругие деформации,
эпюра нормальных напряжений искривляется,
а ордината максимального напряжения
перемещается с края сечения в его
глубину. Конец стадии II
характеризуется началом заметных
неупругих деформаций в арматуре.
Стадия III, или стадия разрушения. С дальнейшим увеличением нагрузки напряжения в стержневой арматуре достигает физического или условного предела текучести; напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба элемента и сокращения высоты сжатой зоны также достигают временного сопротивления сжатию. Разрушение железобетонного элемента начинается по арматуре растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Такое разрушение носит пластический характер, его называют случаем 1. Если элемент в растянутой зоне армирован высокопрочной проволокой с малым относительным удлинением при разрыве (~4%), то одновременно с разрывом проволоки происходит и раздробление бетона сжатой зоны.