Вопросы для самоконтроля

1. Как определяется расчетной сопротивление бетона сжатию при расчетах прочности на действие местных сжимающих нагрузок?

2. Какое условие обеспечивает прочность бетонного элемента при действии местной сжимающей нагрузки?

3. Что учитывает в расчетах при местном сжатии приведенное расчетное сопротивление бетона?

4. Как записать условие прочности на отрыв от действия нагрузки, приложенной к нижней грани или в пределах высоты сечения железобетонного элемента?

5. Какое условие обеспечивает прочность железобетонной конструкции при продавливании?

Лекция 15. Усталостная прочность конструкций

Влияние многократно повторяющихся нагружений, которые могут вызвать усталостное разрушение конструкции, следует учитывать в расчетах, если они появляются не менее 510⁵ –кратно в предусмотренном интервале эксплуатации конструкции и составляют не менее 60 % полного нагружения конструкции (примером таких конструкций могут быть подкрановые балки).

В случае воздействия многократно повторяющихся нагрузок не следует применять бетонные и сборно-монолитные конструкции.

При воздействии многократно повторяющихся нагрузок, конструкции должны удовлетворять требованиям двух групп предельных состояний при статических расчетах конструкций.

Проверка усталостной прочности основана на утверждении, что усталостные повреждения бетона и стали в рассчитываемых сечениях элемента, вызванные многократно повторяющимися нагрузками, не превышают допустимых значений.

Возможность исчерпания усталостной прочности материалов следует определять из условий:

• напряжения в бетоне и арматуре вычисляются как для упругого тела (по приведенным сечениям) от действия внешних сил и усилия предварительного обжатия P_d;

• неупругие деформации в сжатой зоне бетона учитываются снижением модуля упругости бетона, принимая коэффициенты приведения арматуры к бетону ' равными 25, 20, 15 и 10 для бетонов классов соответственно С¹²/₁₅; C²⁰/₂₅; C³⁰/₃₇; C³⁵/₄₅ и выше;

• в случае, если _с > f_ctd, площадь приведенного сечения определяется без учета растянутой зоны бетона;

• максимальные нормальные напряжения в арматуре _s,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _sR, которые следует принимать:

для ненапрягаемой арматуры — ;

для напрягаемой арматуры — ;

• значения коэффициентов _sR и _sRs следует принимать по СНБ 5.03.01 в зависимости от класса арматуры и коэффициента асимметрии цикла нагрузки;

• максимальный интервал изменения напряжений в арматуре _s,max не должен превышать допустимого интервала напряжений _sR : _s,max  _sR ;

• значения допустимого интервала напряжений _sR при числе циклов многократно повторяющихся нагрузок не превышающем 10⁶ следует принимать по таблице 15.1;

Таблица 15.1

_{Значения допустимого интервала изменения напряжений в арматуре sR}

Вид арматурного элемента	sR, Н/мм2
Ненапрягаемая арматура: Линейные и отогнутые стержни при диаметрах отгибов  15; Отогнутые стержни при диаметрах отгибов < 15 Стержни в конструкциях и элементах, эксплуатирующихся в условиях, характеризуемых классами XF и XA Сварные соединения стержней встык или при помощи двусторонних накладок Напрягаемая арматура: При натяжении на упоры В других случаях Анкерные и соединительные устройства	100 60 35 35 60 45 35

• максимальные нормальные напряжения в бетоне _c,max, определенные при условии линейного распределения напряжений по приведенному сечению, не должны превышать допустимых _cR

, (15.1)

где

; (15.2)

_cR — коэффициент, учитывающий условия работы бетона при многократно повторяющейся нагрузке, принимается по СНБ 5.03.01 в зависимости от состояния бетона по влажности и и коэффициента асимметрии цикла нагрузки.

В зоне, проверяемой по сжатому бетону, при действии многократно повторяющейся нагрузки следует избегать возникновения растягивающих напряжений. Сжатая арматура на выносливость не рассчитывается.

Расчет на выносливость сечений, наклонных к продольной оси элемента, должен производиться из условия, что равнодействующая главных растягивающих напряжений, действующих на уровне центра тяжести приведенного сечения по длине элемента, должна быть полностью воспринята поперечной арматурой при напряжениях в ней

, (15.3)

где

. (15.4)

Для элементов, в которых поперечная арматура не предусматривается, должно быть выполнено требование: главные растягивающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения не должны превышать .

При достаточном научном обосновании допускается возможность проверки установленной прочности на основании анализа предельного количества циклов нагружения либо анализа допустимых нагружений.