Общие положения расчета плоскостных и массивных конструкций с учетом нелинейных свойств железобетона

1.31.Расчет плоскостных конструкций (типа ба­лок-стенок, плит перекрытий) и массивных конст­рукций по предельным состояниям первой и второй групп следует производить по напряжениям (усили­ям),деформациям и перемещениям, вычисляемым с учетом физической нелинейности, анизотропии, а в необходимых случаях —ползучести, накопления повреждений (в длительных процессах) и геометри­ческой нелинейности (в основном для тонкостен­ных конструкций).

Примечание. Анизотропия — неодинаковость свойств {здесь — механических) по разным направлениям. Ортотропия ¾ вид анизотропии, при котором имеются три взаимно перпендикулярные плоскости симметрии свойств.

1.32.Физическую нелинейность, анизотропию и ползучесть следует учитывать в определяющих соот­ношениях, связывающих между собой напряжения и деформации, а также в условиях прочности и трещиностойкости материала. При этом следует выде­лять две стадии деформирования элементов —до и после образования трещин.

1.33.До образования трещин для бетона должна, как правило, использоваться нелинейная ортотропная модель, позволяющая учитывать направленное развитие эффекта дилатации и неоднородность де­формирования при сжатии и растяжении. Допуска­ется пользоваться квазиизотропной моделью бетона, учитывающей проявление указанных факторов а среднем по объему. Для железобетона в этой стадии следует исходить из совместности осевых деформа­ций арматуры и окружающего бетона, за исключени­ем концевых участков арматуры, не снабженных специальными анкерами.

При опасности выпучивания арматуры следует ограничивать ее предельные сжимающие напряже­ния.

Примечание. Дилатация ¾ увеличение объема тела при сжатии, обусловленное развитием множества микротрещин, а также трещин большей протяженности.

1.34.В условиях прочности бетона следует учиты­вать сочетание напряжении на площадках разных направлений, в силу которых, в частности, его сопротивление двух- и трехосному сжатию превышает прочность при одноосном сжатии, а при комбинаци­ях сжатия и растяжения может быть меньше, чем при действии одного из них. Внеобходимых случа­ях должна приниматься во внимание длительность действия напряжений.

Условие прочности железобетона без трещин должно составляться исходя из условий прочности составляющих материалов как двухкомпонентной среды.

1.35. В качестве условия трещинообразования следует использовать условие прочности бетонных элементов двухкомпонентной среды.

1.36.После образования трещин следует использовать модель анизотропного тела общего вида при нелинейных выражениях зависимостей усилий или напряжений от перемещений с учетом следующих факторов:

углов наклона трещин к арматуре и схем пересе­чения трещин;

раскрытия трещин и сдвига их берегов;

жесткости арматуры: осевой —с учетом сцепле­ния с полосами или блоками бетона между трещи­нами; тангенциальной —с учетом податливости бе­тонного основания у берегов трещин и соответствен­но осевых и касательных напряжений в арматуре в трещинах;

жесткости бетона: между трещинами —на осевые силы и сдвиг {снижается для схемы пересекающих­ся трещин); в трещинах —на осевые силы и сдвиг за счет зацепления берегов трещин при достаточно малой их ширине;

частичного нарушения совместности осевых де­формаций арматуры и бетона между трещинами.

В модели деформирования неармированных эле­ментов с трещинами учитывается лишь жесткость бетона между трещинами.

В случаях возникновения наклонных трещин сле­дует учитывать особенности деформирования бетона над наклонными трещинами.

1.37.Ширину раскрытия трещин и взаимный сдвиг их берегов следует определять исходя из сме­щения стержней различных направлений относитель­но пересекаемых ими берегов трещин с учетом рас­стояний между трещинами и при соблюдении усло­вия совместности этих смещений.

1.38.Условия прочности плоских и объемных элементов с трещинами должны основываться на следующих предпосылках:

принимается, что разрушение происходит вслед­ствие значительного удлинения арматуры по наибо­лее опасным трещинам, в общем случае расположен­ным косо к стержням арматуры, и раздробления бетона полос или блоков между трещинами или за трещинами (например, в сжатой зоне плит над трещинами);

сопротивление бетона сжатию снижается из-за возникновения растяжения в перпендикулярном направлении, создаваемого силами сцепления с растянутой арматурой, а также из-за поперечных сме­щений арматуры у берегов трещин;

при определении прочности бетона учитываются схемы образования трещин и углы наклона тре­щин к арматуре;

в стержнях арматуры учитываются, как правило, нормальные напряжения, направленные вдоль их оси; допускается учитывать касательные напряже­ния в арматуре в местах трещин (нагельный эффект),принимая, что стержни не изменяют своей ориентации:

принимается, что в трещине разрушения все пере­секающие ее стержни достигают расчетных сопро­тивлении на растяжение (для арматуры, не имеющей предела текучести, напряжения должны контроли­роваться в процессе деформационного расчета).

Прочность бетона в различных его зонах следует оценивать по напряжениям в нем как в компоненте двухкомпонентной среды (за вычетом приведенных напряжении в арматуре между трещинами, опреде­ляемых с учетом напряжении в трещинах, сцепления и частичного нарушения совместности осевых де­формаций арматуры с бетоном).

1.39.Несущую способность железобетонных конструкций, способных претерпевать достаточные пластические деформации, допускается определять методом предельного равновесия.

1.40.При расчете конструкций по прочности, де­формациям, образованию и раскрытию трещин ме­тодом конечных элементов должны быть проверены условия прочности и трещиностойкости для всех конечных элементов, составляющих конструкцию, а также условия возникновения чрезмерных переме­щений конструкции. При оценке предельного состо­яния по прочности допускается полегать отдельные конечные элементы разрушенными, если это не вле­чет за собой прогрессирующего разрушения конст­рукции и по истечении действия рассматриваемой нагрузки эксплуатационная пригодность конструк­ции сохранится или может быть восстановлена.