Стадии напряж. -деф. Сосотояния изгибаемых жб элементов. Характер их разрушения.

По результатам испытания изгебаемых эл-тов была выявлена зависимость напряженно-деформационного состояния эл-тов от размера нагрузок.

Стадия1: При малых нагрузках напряжения в бетоне и арматуре малы. В бетоне развиваются упругие деформации. Зависимость линейная и эпюра треугольная.(В растянутой зоне работает и бетон и арматура, в сжатой зоне- бетон)

Стадия1а: При увелечении нагрузки в растянутой зоне развиваются пластические деформации. Напряжение в бетоне достигают предела прочности на растяжение. Эта стадия положена в основу расчета по образованию трещин.

Стадия2: При увеличении нагузки в бетоне в растянутой зоне появляются трещены. Бетон полностью выключился из работы, растягивающие усилия воспринимаются арматурой. В сжатой зоне эпюра криволинейная. Эта стадия положена в основу расчета по допускаемым напряжениям.(в растянутой зоне работкет только арматура, а бетон исключается из работы, в сжатой зоне работает бетон)

Стади3:При дальнейшем увеличении нагрузки, трещены в рястянутой зоне раскрываются, напряжение в материалах достигает придельной величины и наступает разрушение балки. Эта стадия положена в основу расчета по разрушающим усилиям и по предельным состояниям.(достигает предельного состояния арматура ξ< ξ_lim,разрушение бетона по сжатой зоне)

 

69. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ЖЕЛ=НЫХ КОН-ЦИЙ ПО 1-ОЙ ГРУППЕ ПРЕД. СОСТОЯНИЙ. ВИДЫ ДИАГРАММ ДЕФ-НИЯ И ФОРМЫ ЭПЮР НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ СЖАТОЙ ЗОНЫ СЕЧЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ИЗГИБ. МОМ. И ПРОД. СИЛЫ.

Расчеты по предельным состояниям первой группы, являются наиболее важными и ответственными, т.к. они предопределяют безопасность конструкции и включают:

– расчеты по прочности;

– расчеты по устойчивости формы и устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплытие и т.д.);

– расчеты на выносливость при действии многократно повторяющейся нагрузки.

Расчет по предельным состояниям первой группы производят из условия, по которому усилия от расчетных воздействий не превышают предельных усилий, которые может воспринять конструкция в расчетном сечении с трещиной. Расчетным критерием исчерпания несущей способности конструкций и систем из них при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил следует считать исчерпание прочности сечений, влекущее за собой потерю геометрической неизменяемости конструкции, системы или отдельного элемента.

Расчет бетонных, железобетонных и предварительно напряженных конструкций по прочности следует производить исходя из общего условия метода предельных состояний

S_d £ R_d (7.1)

где S_d ¾ внутреннее усилие или вектор внутренних усилий, вызванных расчетным воздействием в рассматриваемом сечении конструкции;

R_d ¾ предельное усилие или вектор предельных усилий, которые способна воспринять конструкция в сечении, нормальном к продольной оси, и определяемые в общем случае:

¾ при линейно-упругом, нелинейном, пластическом расчетах сечений:

; (7.2)

¾ при нелинейных расчетах конструкций:

, (7.3)

где f_cm — средняя прочность бетона;

f_yR = 1,1 f_yk;

f_pR =1,0 f_pk;

a_d — геометрические размеры сечения;

g_R — коэффициент, равный 1,35.

 

Идеализированные диаграммы деформирования бетона а) полная идеализированная; б) упрощенная линейно-параболическая; в) упрощенная двухлинейная;

В общем случае в качестве нормативной диаграммы деформирования бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций принято рассматривать полную идеализированную диаграмму с нисходящей ветвью, для которой значения в пиковой точке принимают равными нормативному сопротивлению бетона соответствующего класса по прочности при осевом сжатии. Переход от нормативной к расчетной диаграмме деформирования производят путем замены нормативных сопротивлений расчетными. При расчетах элементов, имеющих сечение простой геометрической формы, при усилиях, действующих в плоскости симметрии, используют упрощенные расчетные диаграммы деформирования для бетона (рис. 3.8).

 

МЕТОД ПРЕДЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. КРИТЕРИЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНОГО СЛУЧАЯ РАЗРУШЕНИЯ.

Расчет железобетонных конструкций по прочности сечений, нормальных к продольной оси, имеющих простую симметричную форму (прямоугольную, тавровую, двутавровую), с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и наиболее сжатой граней и усилиями, действующими в плоскости симметрии сечения элемента, выполненного из бетона класса не более С⁵⁰/₆₀, допускается производить по предельным усилиями с использованием уравнения равновесия всех продольных сил, действующих в рассматриваемом сечении конструкции, и уравнений равновесия моментов относительно выбранных осей при расчетных сопротивлениях материалов.Предельное усилие в бетоне сжатой зоны определяется при напряжениях, равных расчетному сопротивлению бетона сжатию f_cd, умноженному на коэффициент a, учитывающий длительное действие нагрузки, неблагоприятный способ ее приложения и т. д., и принимаемый согласно указаний раздела 6. При этом, сжимающие напряжения считают равномерно распределенными по высоте условной сжатой зоны (прямоугольная эпюра напряжений в сжатой зоне бетона).Предельное усилие в арматуре растянутой зоны определяется при напряжениях, равных расчетным сопротивлениям арматуры растяжению при высоте условной сжатой зоны сечения меньшеграничной (x_eff £ х_eff,lim). Предельное усилие в арматуре сжатой зоны определяется напряжением, равным расчетному сопротивлению арматуры сжатию, которое принимают равным расчетному сопротивлению арматуры растяжению, но не более напряжений, отвечающих относительным деформациям бетона при осевом сжатии.Прочность конструкции определяется предельными усилиями в сжатом бетоне, сжатой и растянутой арматуре при высоте условной сжатой зоны сечения меньше граничной и предельными усилиями в сжатом бетоне и сжатой арматуре при высоте условной сжатой зоны больше граничной.Значения граничной относительной высоты сжатой зоны x_lim, при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению f_yd, допускается определять по формуле

, (7.5)

где w — характеристика сжатой зоны бетона, определяемая w = k_с - 0,008 f_cd ,

здесь k_с — коэффициент, принимаемый равным для бетона:

тяжелого ¾ 0,85;мелкозернистого ¾ 0,80;

s_s,lim — напряжения в арматуре, Н/мм², принимаемые для арматуры классов S240, S400, S500 равными f_yd;

s_sc,u — предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое равным 500Н/мм².

 

 

Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси

изгибаемого железобетонного элемента, при расчете по прочности

M_Sd £ M_Rd ,

M_Rd = a× f_cd × S_c + f_yd × A_{s 2} × (d - c ₁).

При этом высота условной сжатой зоны x_eff определяется из условия

f_yd × A_{s 1} = a × f_cd × A_cc + f_yd × A_{s 2} .

Расчет железобетонных изгибаемых элементов таврового и двутаврового сечений, имеющих полку в сжатой зоне сечения, следует производить следующим образом:

- если граница сжатой зоны проходит в пределах высоты полки, т.е. соблюдается условие:

расчет производится как для прямоугольного сечения шириной, равной ширине полки b_f^/,