8.Общий способ расчета по прочности

В изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементах в сечениях нормальных к продольной оси элемента при двузначной эпюре напряжений в стадии 3 характерно одно и то же напряженно-деформированного состояния

Рис.3.1.Расчетные схемы предельного состояния нормального сечения для

изгибаемых(а), внецентренно сжатых(б) и внецентренно растянутых (в)

элементов

Усилия воспринимаемые нормальным сечением определяются по расчетным сопротивлениям материалов с учетом коэффициентов условия работы исходя из следующих предпосылок:

-сопротивления бетона растяжению принимаются равными 0;

-сопротивление бетона сжатию равно R_b и равномерно распределено по сечению;

-деформации (напряжения) в арматуре определяются в зависимости от высоты сжатой зоны бетона;

-напряжения в растянутой арматуре принимаются не более R_S;

-напряжения в сжатой арматуре принимаются не более R_SC.

Условие прочности – момент внешних сил не превосходит момента внутренних усилий. Это условие относительно оси проходящей через центр тяжести растянутой арматуры выразится так

где S_b – статический момент площади сжатой зоны бетона относительно ц.т. растянутой арматуры.

Высоту сжатой зоны при условии, что напряжения в сжатом бетоне, в сжатой и растянутой арматуре соответствуют предельным, определиться из уравнения

,

где

Разрушение конструкции может происходить по бетону, в этом случае напряжения в арматуре не достигают расчетного сопротивления. Как определить этот случай для этого введено понятие граничной высоты сжатой зоны.

Граничная высота сжатой зоны бетона. Расчет сечений, нормальных к продольной оси элемента, производят в зависимости от значения относительной высоты сжатой зоны бетона ξ=x/h₀, определяемой из условия равновесия продольных сил, и значением относительной высоты сжатой зоны бетона ξ_R, при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению R_s.

Значение ξ_R определяют по формуле

(3.1)

где ε_s,el – относительная деформация в арматуре растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой, при достижении в этой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению; значение ε_s,el принимается равным:

для арматуры с условным пределом текучести)

для арматуры с физическим пределом текучести

где σ_sp – принимается с учетом всех потерь при коэффициенте γ_sp = 0,9;

R_s, σ_sp, E_s – в МПа;

ε_b2 – предельная относительная деформация сжатого бетона, принимаемая равной 0,0035.

9. Конструктивные особенности изгибаемых железобетонных элементов

Железобетонные изгибаемые элементы – плиты и балки. Балки – элементы, когда пролет значительно больше размеров сечения - высота сечения 1/10-1/20 от пролета, ширина – 0.3-0.5 от высоты сечения. Плиты – толщина значительно меньше величины пролета и ширины сечения.

По конструктивным решениям могут быть: разрезные и неразрезные – многопролетные. По способу изготовления - сборные, монолитные и сборно-монолитные.

Плиты армируются сварными или вязаными сетками с рабочей арматурой вдоль пролета. Сечения плит: монолитных - прямоугольные, ребристые; сборных – прямоугольные, тавровые П-образные, многопустотные.

Балки армируются каркасами, площадь продольной арматуры должна быть не менее 0.05% и определяется расчетом. Все конструктивные требования к балкам и плитам даны в нормативных документах.