11. Основные положения расчета ж/б конструкций по трещиностойкости

Все ж/б конструкции делятся на 3 категории трещиностойкости.

В конструкциях 1 категории образование трещин не допускается при любых нагрузках. Расчет по образованию трещин является основным и по нему подбирают площадь сечения рабочей арматуры. Образование трещин в таких конструкциях исключает возможность их дальнейшей эксплуатации.

В конструкциях 2 категории допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия, когда непродолжительные нагрузки отсутствуют. 2 категорию требований к трещиностойкости предъявляют к конструкциям, эксплуатируемым в агрессивной среде, находящимся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки.

В конструкциях 3 категории допускает ограниченное по ширине (1,1-1,4 мм) непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

За момент трещинообразования условно принимают момент, когда трещины становятся видимыми невооруженным глазом, т.е. когда их раскрытие достигает примерно 0,005 мм, это соответствует концу стадии I напряженно-деформированного состояния.

Ширина раскрытия трещин в основном зависит от процента армирования и диаметра арматуры.

Под непродолжительным понимают раскрытие трещин при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

Под продолжительным понимают раскрытие трещин при действии постоянных и длительных нагрузок.

Цель расчета элементов ж/б конструкций по образованию трещин заключается в проверке условия о том, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, не образуются, если момент внешних сил не превосходит момента внутренних усилий в сечении перед образованием трещин, т.е. .

Нормы рекомендуют определять приближенно по способу ядровых моментов.

Для упругих материалов:

, откуда

Для упруго пластичных материалов:

Ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, представляет собой разность удлинений арматуры и растянутого бетона на участке между трещинами длиной , т.е. Средней деформацией растянутого бетона как величиной малой можно в сравнении со средней деформацией растянутой арматуры обычно пренебрегают Введем обозначение для отношения средних деформаций растянутой арматуры на участке между трещинами к деформация арматуры в сечении с трещиной Тогда ширина раскрытия трещин:

11. Основные положения расчета конструкций по деформациям

В соответствии с нормами величина прогиба , в нормах задается в долях пролета. Она определяется исходя из конструкционных, технологических, физиологических или эстетико-психологических требований.

Конструкционные требования должны обеспечить работу конструкции в соответствии с принятыми в проекте расчетной схемы.

Технологические требования – связанны с обеспечением технологического процесса, проектируемого в данном здании.

Эстетико-психологические требования связаны с восприятием людьми состояния конструкции.

Расчет прогибов (перемещений) элементов конструкции ведут по стадии I, если в растянутой зоне элементов отсутствуют трещины; по стадии II, если в растянутой зоне элемента имеются трещины.

В целях получения наиболее экономичной и относительно легкой конструкции целесообразно принимать размеры ее поперечного сечения наименьшими, а рабочую арматуру – из высокопрочной стали. Деформации (прогибы, амплитуды колебаний, углы поворота) таких конструкций часто недопустимы. Расчет по деформациям ж/б конструкций так же необходим, как и расчет по прочности или трещиностойкости. Сущность расчета по деформациям сводится к определению величин деформаций, которые могут иметь место в элементах проектируемых конструкций в процессе их длительной эксплуатации и сравнению полученных данных с допустимыми предельными величинами.

Соблюдение предельных прогибов гарантирует от появления в элементах конструкций чрезмерных деформаций, при которых эксплуатация конструкций будет затруднена или невозможна даже при достаточной ее прочности и трещиностойкости.

Так как к моменту достижения предельных деформаций не возникает еще опасности разрушения конструкций, расчеты по деформациям ведут на действие нагрузок с коэффициентом надежности

До образования первых трещин в растянутой зоне, а в элементах с начальными трещинами в растянутой зоне до погашения предварительного обжатия бетона на грани сечения прогибы ж/б элементов близки к прогибам элементов из упругого материала. Их определяют по правилам строительной механики с использованием уравнения изогнутой оси элемента Интегрируя эти уравнения, получим прогиб где - эпюра моментов от действия единичной силы в точке, для которой определяется прогиб, по направлению прогиба; - кривизна поверхности.

Следовательно, прогибы ж/б элементов можно рассчитывать по правилам сопротивления упругих материалов, если в стадии эксплуатации в растянутых зонах элементов трещины не образуются при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок или они закрыты при действии постоянных и длительных нагрузок.

При образовании трещин в растянутой зоне элементов в стадии эксплуатации их прогибы рассчитывают также по правилам сопротивления упругих материалов, но с учетом пластических деформаций бетона сжатой зоны и растянутой арматуры. Этот учет осуществляют посредством отыскания фактической кривизны элементов. Кривизну отсчитывают от начального состояния элементов. Поэтому особенность методики расчета элементов заключается в определении их фактической кривизны.