23. Напряженное состояние сталежелезобетонного сечения (расчетные случаи).

Как отмечалось ранее, расчёт сталежелезобетонной балки (сечения) выполняют в зависимости от напряжения в бетоне СТЬ на уровне центра тяжести железобетонной плиты и напряжения в продольной арматуре Ог. При расчёте на действие положительного момента предполагают возможность применения одного из трёх расчётных случаев А, Били В (Рис. 23.1).

Напряжения в бетоне определяют исходя из предположения об упругой работы материалов по двум сочетаниям нагрузок основному (с учётом влияния ползучести бетона, а для неразрезных пролётных строений с учётом перераспределения усилий за счёт образования поперечных трещин в растянутых зонах железобетонной плиты) и дополнительному (с учётом усадки бетона и изменения температуры):

Если оказываются меньше расчётного сопротивления арматуры, то для проверки сталежелезобетонного сечения используют Таблица 23 1 расчётный случай Б.

При невыполнении указанного здесь условия применяют расчётный случай В, в котором помимо проверки прочности сталежелезобетонного сечения необходимо определить величину деформаций сжатия бетона. Эти деформации не должны превышать предельно допустимую нормами проектирования величину.

Выражения для определения продольной силы, возникающей в железобетонной плите, для расчётных случаев Л, Б и В приведены в таблице 23.1.

Для неразрезных пролётных строений, на участках железобетонной плиты попадающих в растянутые зоны, используют расчётные случаи Гили Д (Рис. 23.2). Случай Г предполагает, что, используя тот или иной способ регулирования напряжённого состояния сталежелезобетонного пролётного строения, на участках действия отрицательных моментов искусственным путём в бетоне плиты создаются сжимающие напряжения. При этом величину сжимающих напряжений в бетоне С?’"’ определяют из расчёта полной компенсации растягивающих напряжений О’+', которые могут возникнуть в бетоне плиты в процессе эксплуатации моста. Это условие гарантируется сохранением сжимающих напряжений в бетоне на уровне не ниже.

Выражение для определения продольной силы, возникающей в железобетонной плите в расчётном случае Г, совпадает с выражением для расчётного случая. Следует иметь в виду, что при обжатии бетона плиты предварительно напряжённой арматурой напряжения в арматуре следует учитывать с обратным знаком.

Расчётный случай принимается тогда, когда в зоне действия отрицательных моментов в бетоне плиты возникают растягивающие напряжения. Этот же расчётный случай используют, если бетон плиты, с учётом всех воздействий, сжат, но. Работа бетона в составе сталежелезобетонного сечения в этом случае не учитывается, однако при определении усилий принимают во внимание работу бетона плиты между трещинами. Для этого площадь продольной арматуры делят на коэффициент для арматуры гладкого профиля и для арматуры периодического профиля. Растягивающие напряжения в ненапрягаемой арматуре должны обеспечивать трещиностойкость железобетонной плиты.

24. Определение геометрических характеристик сталежелезобетонных сечений.

Геометрические характеристики сталежелезобетонного сечения следует определять с учётом ослаблений стального сечения, вызванных устройством монтажных стыков на заклёпках или высокопрочных болтах, если наиболее наряжённое сечение находится в зоне монтажного стыка.

Обычно расчёт начинают с определения расчётной ширины железобетонной плиты учитываемой в составе сечения (Рис. 24.1).

Расчётную ширину железобетонной плиты определяют как сумму расчётных величин свесов плиты в обе стороны от оси стенки стальной конструкции.

Если пролёт .сталежелезобетонной конструкции превышает четырёхкратное расстояние между осями стенок смежных балок. В противном случае Ь определяют по формуле. Но при этом не должно быть более В2 и менее.

При пролёте сталежелезобетонной конструкции превышающем двенадцатикратный конструктивный свес консоли плиты. В случае невыполнения указанного условия определяют по формуле. При этом не должно быть более С и менее L12. При переменной толщине консольной части железобетонной плиты значение можно определить по формуле.

В формулах для определения. величины средняя толщина железобетонной плиты со ответственно между осями стенок балок и на конце консоли. Обычно в расчётах используют среднее (расчётное) значение толщины т , определяемой делением расчётной площади железобетонной плиты без учёта влияния подливки бетона под плиту, на расчётную ширину плиты.

Первоначально определяют площади отдельных составляющих поперечного сечения стальной балки и площади всего сечения (Рис. 24.2): нижнего пояса вертикальной.

Для определения положения центра тяжести стального сечения проведём первоначально ось 00 через нижнюю точку стального сечения ps1 . Тогда положениецентра тяжести стального сечения относительно указанной оси определим по выражению Так как полная высота стального сечения. Момент инерции стального сечения определяют по выражению.

В приведенном выражении ( соответственно собственный момент инерции и площадь элемента стального сечения; у; расстояние от центра стального сечения С$ до центра тяжести элемента стального сечения. Собственный момент инерции элементов стального сечения, расположенных горизонтально, несоизмеримо мал по сравнению с моментом инерции вертикально расположенных элементов. Поэтому собственный момент инерции горизонтально расположенных элементов примем равным нулю.

С учётом принятого допущения момент инерции стального сечения определим по формуле:

Моменты сопротивления стального сечения соответственно для точек pst и р$г определяются по формулам.

После объединения железобетонной плиты со стальной балкой получаем сталежелезобетонное сечение (Рис. 24.3). Такое сечение в зависимости от ранее рассмотренных условий может соответствовать расчётным случаям Л, Б, В и Г.

Приведенная к бетону площадь железобетонной плиты.