Расчет прочности наклонных сечений изгибаемых элементов

Разрушение изгибаемых железобетонных элементов по наклонному сечению происходит вследствие одновременного действия изгибающего момента и поперечной силы реализуется при слабой продольной арматуре или недостаточной ее анкеровки на опоре. При некоторой нагрузке напряжения в продольной арматуре, а также в поперечной арматуре и отгибах, пересекаемых наклонной трещиной, достигают предела текучести. Раздавливание сжатой части бетона. Опыты показывают, что если величина пролёта среза а меньше (2...2.5) h_о, то опасная наклонная трещина проходит практически от опоры до внешней силы F.

При а > (2...2.5) h_о критическая наклонная трещина начинается на некотором расстоянии от опоры, и длина её проекции на продольную ось элемента (с_о) изменяется в пределах от h_о до 2 h_о. (рис1)

Аналогичная картина развития опасной наклонной трещины имеет место при действии равномерно распределённой нагрузки

Расчет на действие поперечной силы

Таким образом, при соблюдении условия расчет наклонных сечений по поперечной силе не требуется и арматура может быть назначена по конструктивным соображениям.

Если условие не выполняется, то прочность сечения нужно обеспечить постановкой поперечной, а иногда и наклонной арматуры в соответствии с расчетом.

Для получения расчетных зависимостей рассмотрим схему усилий, действующих в наклонном сечении.(рис2)

где с —длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента;

с₀ - проекция опасной наклонной трещины на продольную ось элемента;

s – шаг расстановки поперечных стержней.

Расчет железобетонных элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по наиболее опасному наклонному сечению из условияQ<Qb+Qsw

Поперечная сила Q определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения.

Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия:M£M_s + M_sw == R_sA_sz_s + SR_swA_swz_sw

Поперечное усилие Q_b, воспринимаемое бетоном, определяется по формуле Qb=фbz*Rbt*b*h²/cфb2=1.5

- попер сила воспринимаемая бетоном в наклонном сечении

Qsw- попер сила воспринимаемая арматурой в наклонном сечении

Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться по опасному наклонному сечению из условия:

M£M_s + M_sw = R_sA_sz_s + SR_swA_swz_sw (если нет отгибов)

Высота сжатой зоны наклонного сечения определяется из условия равновесия проекций усилий в бетоне сжатой зоны и в арматуре, пересекающей растянутую зону наклонного сечения, на продольную ось элемента.

Где М- момент в наклонном сечении с длиной проекции «с» на продольную ось элемента, определяемая от всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно конца наклонного сечения противоположному концу у которого расположена проверяемая продольная арматура

Ms- момент воспринимаемый продол арматурой, пересекающей продольну арматуру

Msw- момент, воспринимаемый поперечной арматурой пересекающей наклонное сечение.

Ms=Ns*Zs.; Ns=Rs*As.; Ms= As*Rs*Zs ; Zs – плечовнутр. Пары сил.

Zs= Zs=ho-Ns/2*Rb*bдопускается принимать z=0.9ho

Msw=0.5*qsw*c2, где ho<c<2ho

qsw=Asw*Rsw/s; s – шагарматуры

Расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах обрыва или отгиба продольной арматуры, а также в приопорной зоне балок и у свободного края консолей. Кроме того, расчет наклонных сечений на действие момента производится в местах резкого изменения конфигурации элемента (подрезки и т. п.).

Вместе с тем расчёт наклонных сечений по изгибающему моменту можно не проводить, если выполняются определённые конструктивные требования:

1. Если всю продольную растянутую арматуру, определённую по нормальным сечениям с максимальным изгибающим моментом, довести до опоры и выполнить условия анкеровки, то условие прочности по изгибающему моменту удовлетворяется в любом наклонном сечении.

2. Если выполняется анкеровка продольной арматуры на свободной опоре, то условия прочности элемента на изгиб гарантируются во всех наклонных сечениях.

Конструкции колонн.