В уравнение (14.4) подставляют напряжения в сжатом бетоне

сти υ от характеристик сжатого бетона:

–400Rb/Eb)/2 Es/ As/ (1 – 400Rb/Eb); D = Rb (σs As − N)/ Es/ As/ Eb (1−400Rb / Eb ).

Встадии замыкания связей расчет ведут на действие балочного

Деформации бетона εbо на этой стадии определяют по формуле (14.6) при σs As − N = M 2 / h0. Расчет по изложенной методике обеспе-

чивает получение достаточно надежных значений расчетных величин

ращения можно найтиина основе гипотезы плоских сечений в преде-

лах высоты сжатойСзоны: εb = εb0 + (1/ ri )h / 2.

В результате расчётов установлено, что при проектном армировании решетчатых балок резервы их прочности от учета взаимодействия с настилом из плит шириной 1,5 м составляют 11 – 18 %. При ширине плит 3 м из-за уменьшения числа сварных связей эффективность взаимодействия не превышает 7 %.

Контрольные вопросы

1.Механизм взаимодействия сборного настила с балками.

2.Особенность перераспределения усилий в предельном состоянии решётчатой балки.

3.Расчётная схема настила, взаимодействующего с балкой.

4.Роль закладных деталей в системе покрытия.

5.Эффективность совместной работы настила с балками.

79

Лекция 15. ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСУЩИХ СИСТЕМ ЗДАНИЯ

15.1. Проблемы взаимодействия элементов несущих систем зданий

Ранее рассмотрены решения задач взаимодействия элементов частей здания, модели которых представляют обычно в виде плоских конструктивных систем, относительно простых и доступных для комплексного экспериментально-теоретического исследования. Однако уже при исследовании систем перекрытий высветились проблемы, без решения которых неизбежны сложности Ив реализации системных принципов исследования здания в целом и его несущих частей.

Первая проблема обусловлена Дбольшим разнообразием конструктивных элементов, несущие функции которых при работе в системе проявляются нечетко или мало изучены. К этим элементам относятся, например, ограждающиеАпрослойки и части несущих стен, колонны связевых каркасов, монтажные, сварные соединения и замоноличенные швы между сборнымибизделиями и т.п. Они рассчитаны, как правило, на восприятие различных случайных или определенных воздействий, но независимоиот того, какая роль предназначена им при проектировании, включаются в ра оту конструктивной системы и взаимодействуютСс друг ми элементами.

Учет взаимодейств я конструктивных элементов с рабочими частями здания при решении некоторых частных задач подтверждает существование значительных резервов, не используемых на практике. С этой проблемой связаны явления распорности железобетонных изгибаемых элементов, находящихся в условиях стесненных деформаций или распорного взаимодействия.

15.2. Механизм распорного взаимодействия элементов

Влияние распоров в разной степени проявляется на всех стадиях напряженно-деформированного состояния элементов, но особенно оно велико в момент образования трещин и при наличии жестких

80

упоров, а также при кратковременных загружениях и воздействиях. Величина распорных усилий сильно зависит от податливости опорных связей, перемещения опор и железобетонных элементов, поэтому их определение возможно лишь с привлечением деформированных схем расчета (рис. 15.1). Сложность расчета и в том, что многие детали работы распорных систем еще требуют изучения. От решения проблемы распорности зависит состояние проблемы взаимодействия элементов здания в целом. Складывается впечатление, что распорные усилия поддаются искусственному регулированию и это целесообразно использовать при конструировании систем зданий.

Рис. 15.1. Расчетная схемаДраспорнойИсистемы и схема перемещения торца элемента при изгибе

заключается в ограничениибсвоАодных деформаций элементов, в частности изгибаемых вследствие взаимодействия их с опорами. Сопротивление опор и опорных связей вызывает действие распорных усилий, место приложен я, вел ч на и знак которых зависят от конст-

Одна из особенностей работы реальных конструктивных систем

многочисленныеСопытные данные свидетельствуют об эффективности учета их влияния. Однако результаты исследований распорного взаимодействия пока не получили должного теоретического обобщения. Методы расчета железобетонных конструкций, работающих с распором, трудоемки и неудобны для практического применения. Проблема надежности не решена. Как следствие этого, влияние распоров при проектировании несущих систем в настоящее время учитывают крайне редко, а недооценка их искажает представление о действительной работе конструкций, ведет к необоснованному накоплению запасов жесткости и прочности и снижению надежности.

81

Для выявления условий возникновения распоров рассмотрим балочный элемент на двух шарнирных опорах и перемещения его торца при свободном изгибе (рис. 15.1). Перемещения торца опреде-

ляются поворотом на угол ϕ удлинением нижних растянутых и укорочением верхних сжатых волокон. Максимальное перемещение торца от первоначального положения имеет место в уровне верхнего волокна, так как вследствие изгиба происходит укорочение продольной

оси элемента на величину δ0. Поворот плоскости торца происходит вокруг поперечной оси, положение которой определяется из соотношения

Равенство tg φ = φ принято на основании опытных данных, со-

гласно которым угол поворота опорного сечения железобетонных изгибаемых элементов обычно невелик и редко превышает 1°.

Укорочение продольной оси легко определить при известной функции изгиба f(x) из разности длины дуги и длины хорды, стяги-

дольными связямиС. Изисхемы перемещения торца видно, что при рас-

положении продольной связи ниже оси поворота торца, т.е. при e0 > z, элемент испытывает действие распорного сжимающего усилия, выше

– растягивающего.

Возможность действия сжимающего усилия зависит от высоты элемента, которая при прямоугольном сечении, например, должна быть не менее 2z. Разделив полученное значение z на максимальное

e0 > 0,0039l , а для элементов прямоугольного сечения l / h <130. По-

следнее условие свидетельствует о возможности появления распоров практически в любых реальных конструкциях из железобетона.

82