10. Стадии напряженно-деформированного состояния железобетонного элемента при изгибе. Два случая разрушения.

1 стадияНДС характеризует сопротивление ж/б элемента, работающего без трещин. При этом удобно рассматривать 2 промежуточных состояния сечения в зависимости от величины относительных деформаций его наиболее растянутой грани.

Стадия 1аимеет место при начальных этапах нагружения, когда величина изгибающего момента в зоне чистого изгиба невелика, бетон в сжатой и растянутой зонах сечения работает в области упругих деформаций. По мере увеличения нагрузки возрастают продольные относительные деформации бетона. Если бетон в сжатой зоне все еще продолжает работать в области упругого деформирования, то в бетоне растянутой зоны возникают значительные пластические деформации. Связь между напряжениями и относительными деформациями становится нелинейной. При приближении к предельным деформациям возникаетстадия 1б, предшествующая образованию нормальных трещин в растянутой зоне сечения. Стадия 1 считается завершенной, когда при достижении бетоном на наиболее растянутой грани сечения предельных деформаций образуются трещины и происходит перераспределение внутренних усилий между арматурой и бетоном.

Характерные признаки стадии 1:

• Отсутствие трещин в растянутой зоне сечения;

• Линейное распределение относительных деформаций по высоте сечения;

• Совместная работа арматуры и окружающего ее бетона.

Стадия 2 характеризует сопротивление сечения ж/б конструкции, имеющей трещины. В сечении с трещиной нейтральная ось смещается по направлению к наиболее сжатой грани, уменьшая высоту сжатой зоны.

Характерные признаки стадии 2:

• В растянутой зоне сечения развиваются трещины;

• Относительные продольные деформации и напряжения в бетоне и арматуре по длине элемента распределены неравномерно. В сечении с трещиной растягивающие усилия в основном воспринимает арматура, а на участке между трещинами – совместно бетон и арматура.

• Гипотеза плоских сечений остается справедливой для некоторого среднего сечения. В отдельном сечении, проходящем через трещину, гипотеза может нарушаться.

Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к переходу испытываемой балки в стадию 3, характеризующую наступление в сечении предельного состояния по прочности – разрушения. При этом возможны 2 случая разрушения:

1. относительные деформации растянутой арматуры достигают предельных значений, соответствующих напряжениям, равным условному пределу текучести. При этом относительные деформации бетона наиболее сжатой грани сечения не достигают величины предельной сжимаемости. В этом случае прогибы элемента развиваются без прироста нагрузки, трещины раскрываются и развиваются вглубь по высоте сечения. Разрушение, начинающееся по растянутой арматуре, с увеличением деформаций арматуры, может завершаться по сжатому бетону, когда его относительные деформации достигают предельных значений.

2. относительные деформации сжатого бетона достигают предельных значений ранее, чем растянутая арматура достигает относительных деформаций, соответствующих условному пределу текучести. Разрушение сечения по сжатому бетону происходит с раздроблением бетона сжатой зоны. Это характерно для переармированных сечений, элементов, имеющих небольшую высоту сечения, воспринимающих большие по величине изгибающие моменты.