50. Сущность расчёта статически неопределённых конструкций по методу предельного равновесия. Понятие о пластическом шарнире.

Шарнир. Рассмотрим балку на двух опорах, загруженную по простой схеме – сосредоточенной нагрузкой в простом пролете, изгибающая сила будет иметь наибольшее значение, и это сечение называется опасным по прочности сечение или критическим сечением.

При нахождение арматуры в области текучести бетона и в области интенсивных деформаций, в опасном сечении и в непосредственной близости от него образуется неспособный сопротивляться дальнейшему росту изгибающего момента, вокруг которого правой и левой части балки свободно вращаются, т.е сечение работает как шарнир, но в отличие от обычного шарнира в котором момент равен нулю, сечение способно воспринимать момент, такое состояние сечение называется пластически шарниром. На этой стадии работы называемой, стадией предельного равновесия, в статически определимой системе образование пластического шарнира превращается в механизм, геометрически изменяемую систему и быстро вызывает разрушение по несущей способности.

Внутренний изгибающий момент в сечении с пластическим шарниром определяется по выражению:

Внутренний момент определяется конструкцией балки количеством ( ), качеством ( ), арматуры а также высотой балки ( ), и превышать это значение не может.

Сущность расчета. В статически неорпределимой балке при попеременном росте нагрузки пластический шарнир образуется сначала в том сечении где внутренний момент становится максимальным, в дальнейшем при увеличении нагрузки увеличиваются деформации на каком-то моменте роста нагрузки образуется в другом сечении второй пластический шарнир и в нем внутренний момент стабилизируется на уровне значений определяемых условием 1, затем 3-й и др. до тех пор пока балка не превратится в геометрически изменяемую систему, и не наступит стадия предельного равновесия всей балки или ее части.

С появлением каждого нового шарнира эпюра изгибающих моментов меняет свою форму, меняется и соотношение ординат, тоесть происходит так называемое перераспределение усилий.

; ;

Из рассматриваемого примера отметим два важных фактора:

1)Принимаем очередность появления пластических шарниров предпол-ся пред определенной соответствующим количеством арматуры в сечениях.

2)Соотношение оконч-ых моментов. стало иным по сравнению соотношения изгибающих моментов на начальной стадии.

Это и есть процесс так называемого перераспределения усилий.

Из выражений 2,3,4 видно, что предельное значение моментов определяемых формулой эпюры моментов в стадии предельного равновесия зависит только от количества арматуры , , и количества арматуры в сечениях А, В, С на стадии предельного равновесия Ж.Б балка работает так как она заармирована а не так как следует из статического расчета упругой балки. В связи с этим площадь арматуры можно задавать в соответствии с требованием удобства и простоты конструирования, а также из условия минимального расхода стали.