На третьей стадии НДС производят расчеты по первой группе предельных состояний на прочность.

34. Расчет изгибаемых элементов на прочность сечений нормальных к продольной оси по методу предельных усилий.

Основы метода: работа рассматривается на 3 стадии НДС и при этом:

· Работой бетона растянутой зоны пренебрегаем

· Эпюру сжатой зоны принимают прямоугольной

· В качестве предельных усилий принимают внутренние усилия, определяемые для бетона сжатой зоны – сопротивление при изгибе, для арматуры – предел текучести

· Максимальное предельное усилие ограничивают долей разрушающих усилий.

Преимущества метода:

1)Учитывается реальная работа сжатой зоны бетона

2)Сопротивление заложенное в расчеты реально отражает прочностные хар-ки бетона и ар.

3)Метод позволяет определить уровень нагрузки который выдержит констркукция.

Недостатки:

1)высокий коэффициент безопасности(1,8-2,5)

2)Невозможность оценить эксплуатационные св-ва конструкции

35. Формирование внутреннего напряженного состояния железобетонного элемента с диагональными трещинами – форма 1 разрушения.

Форма 1:возникает от доминирующего действия изгибающего момента.

Характер разрушения:

Разрушение сжатого бетона над диагональной трещиной.

Характер трещинообразования:

При определённых уровня загружения в наиболее растянутых участках (нижняя грань балки) главные растягивающие напряжения достигают своих предельных значений (появляется первые наклонные трещины)

Под действием нагрузки трещины начнут развиваться и раскрываться вглубь высоты сечения сжатой зоны бетона.

Рост трещины и ширина её будет сдерживаться продольной и поперечной арматурой.

При определённой нагрузке в поперечной арматуре пересекающей диагональной трещиной напряжения достигают предельных значений, что приводит к интенсивному раскрытию и развитию трещин в сжатую зону бетона по высоте сечения балки.

При определённом уровня загружения происходит раздробление сжатого бетона над наклонной трещиной и разрушение элемента в целом.

36. Формирование внутреннего напряженного состояния железобетонного элемента с диагональными трещинами – форма 2 разрушения.

Форма 2:возникает от доминирующего действия изгибающего момента.

Характер разрушения:

Взаимный поворот обеих частей балки относительно мгновенного центра вращения.

Характер трещинообразования:

Под действием главных растягивающих напряжений образуются диагональные трещины в растянутой зоне балки, рост которых сдерживает поперечная и продольная арматура.

В момент, когда в поперечной арматуре, пересечённой трещиной, напряжения достигают предельных значений, в наклонной трещине начнут интенсивней раскрываться и развиваться вглубь сечения балки.

При определённом уровне загружения в продольной арматуре напряжения так-же достигает своих предельных значений, что приводит к резкому увеличению деформативности элемента и раскрытию трещин.

В сжатой зоне бетона образовывается МЦВ, относительно которого и происходит поворот обеих частей балки.

Напряжения в сжатом бетоне не успевают достигнуть предельных значений вследствие чего наклонная трещина “идёт в обход” сжатой зоны сечения.

Частный случай: продёргивание продольной рабочей арматуры за счёт недостаточной её анкеровки.

37. Формирование внутреннего напряженного состояния железобетонного элемента с диагональными трещинами – форма 3 разрушения.

Форма 3:возникает от доминирующего действия поперечной силы.

Характер разрушения:

Взаимный сдвиг обеих частей балки.

Характер трещинообразования:

Диагональные трещины образуются на уровне Ц.Т. сечения в зоне действия максимальных касательных напряжений, т.к. эпюры распределения касательных напряжений имеет параболический вид то за счёт выравнивающих напряжений наклонная трещина начнут развиваться как в верхнюю, так и в нижнюю зону сечения балки. Раскрытию трещин будет противодействовать поперечная арматура.

При определённом уровне загружения в поперечной арматуре пересечённая диагональной трещиной напряжения достигают предельных значений, происходит взаимный сдвиг обеих частей балки и разрушения элемента в целом.

38. Формирование внутреннего напряженного состояния железобетонного элемента с диагональными трещинами – форма 4 разрушения.

Форма 4:возникает от доминирующего действия главных сжимающих напряжений.

Характер разрушения:

Разрушение сжатой полосы бетона между двумя наклонными трещинами.

Характер трещинообразования:

Под действием главных растягивающих напряжений в сечении балки образуются наклонные трещины, но за счёт мощной продольной и поперечной арматуры трещины не будут раскрываться и развиваться в сжатую зону сечения, но при этом образуется бетонный подкос между 2-мя диагональными трещинами, на которые будут действовать главные сжимающие напряжения.

При определённом уровне загружения сжатый бетон не выдержит данную нагрузку, произойдёт раздробление элемента в целом.

39. Общие сведения о сопротивлении железобетонных элементов срезу. Проверка прочности по наклонным сечениям при отсутствии поперечного армирования.

На участке приопорной зоны действуют одновременно M и V, что способствует появлению диагональных трещин. Такая трещина рассекает элемент под углом, величина которого зависит от многих факторов. Разрушению элемента по диагональной трещине препятствуют усилия в сжатой зоне, силы зацепления по берегам трещины, поперечная и продольная арматура.

На образование и угол наклонной диагональной трещины влияют:

*пролет среза;

*вид нагрузки;

*форма образца

*степень насыщения арматурой.

В общем случае, когда в изгиб эл-те будет отсутствовать попереч арм-ра, задача сведется к определению сопротивл на срез в зонах, где действует изгиб момент и попереч сила. Вследствие того, что в нормах отсутствует хар-ка бетона на срез, задача по определению несущ способности усложняется, поэтому на основе многочисл. экспериментальных данных приняты след. Условия для определения несущ. спо-сти данных эл-тов:

В случае, когда данные условия выполняются, в балоч эл-тах попереч арм-ру устанавливают конструктивно. При невыполнении условий необходим расч попереч арм-я.

40. Расчет железобетонных элементов на действие изгибающего момента на основе расчетной модели наклонных сечений.

Расчет на действие изгибаемого момента.

Данный расчет не выполняется, если:

*продольная арматура ( ), определенная при действии M_sd,max полностью доводится до опоры;

*рабочая высота сечения (d) не изменится по длине элемента.

Значение следует принимать при обеспечении длины анкеровки продольной арматуры.

Проверку следует производить: в местах резкого изменения высоты сечения, в местах обрыва или отгиба продольной арматуры.

Расчет на действие поперечных сил:

- поперечная сила, воспринимаемая бетоном над диагональной трещиной;

-поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой;

-поперечная сила, воспринимаемая продольной арматурой (нагельный эффект)

-поперечная сила, воспринимаемая бетоном за счёт зацепления по берегам трещины;

коэффициент, зависящий от вида бетона

коэффициент, зависящий от вида сечения

коэффициент, зависящий от наличия или отсутствия предварительного напряжения

горизонтальная проекция диагональной трещины

41. Эпюра материалов, принципы построения, расчет анкеровки обрываемых стержней.

42. Сжатые железобетонные конструкции. Виды, конструктивные требования предъявляемые к армированию.

Сжатые элементы могут быть как в виде отдельных, так образовывать более сложные конструкции. Здесь несущая способность зависит не столько от величины действия усилия, сколько от эксцентриситета с которым оно приложено. В природе не существует центрально сжатых элементов.

Все сжатые элементы делят на:

· Внецентренно сжатые

· Условно центрально сжатые

Чаще всего при расчетах ЖБ элементов на которые действует сжимающая сила вдоль линии их ЦТ рассматриваем работу со случайным эксцентриситетом . возникает вследствии неравномерности распределения бетона по объему сечения, непрямолинейности расположения каркасов. Нормы рекомендуют:

Армирование может производиться как гибкой арматурой, так и жесткой. (S240,S400,S500).

При армировании гибкой арматурой минимальный диаметр продольных стержней 12 в монолитных, и 16 в сборных. Максимальный диаметр 40и 32.

Есть 2 способа армирования: *симметричное; *несимметричное.

Симметричное применяется:

1)элемент испытывает знакопеременные изгибающие моменты = по величине.

2)элемент работает по случаю малых эксцентриситетов

3)при работе элемента со случайным эксцентриситетом.

Во всех остальных случаях – несимметричное.

минимальный процент армирования.

Максимальный процент армирования 3% - с гибкой арм.; 5% - с жестким арм.

Расстояние между продольными стержнями в плоскости изгиба не больше 500, из плоскости изгиба – 400.

Между стержнями > 20; >диаметра.

43. Конструктивные особенности растянутых элементов и их армирование.

Растянутые элементы проектируют как в виде самост конструкций так и входящих в состав более сложных констр форм при этом в отличие от других видов НДС растяжения явл наиболее неблагоприятным для жб констр. связано это с тем что бетон практически не работает на растяжение поэтому при проектировании эл-ов находящихся под влиянием растягив сил необходимо обеспечить опред требования.Различают ситуации:

1) центральное растяжение,

2) внецентр растяжение когда растягив усилия приложено

а) с начальным эксцентриситетом

б) с расч эксцентриситетом. Растянутые эл-ты аналогично как и сжатые эле-ты выполняют квадр или прямоуг попер сечения. Класс бетона не ниже чем С20/25.

Основное армирование раст эл-ов высокопрочная растянут сталь класс S800, S1200, S1400.

В качестве нерабочей конструкт АРМ в данных элементах может применятся обычная АРМ класса S240, S400, S500.

Различают симметричное и несим армиров. Для центр раст эл-ов применяют сплошное армиров по всей высоте сечения. В основном в растянутых эл-ах основной продольной рабочей арматурой будет являться высокопрочная напрягаемая арматура. Кроме напрягаемой арматуры в растянутых элементах устанавливается обычная ненапрягамемая арматура, входящая в состав каркачов или сеток. В сварных каркасов диаметр прод арматуры >=10, поперечн АРМ>=6, в сетках прод >=5, попер=3,4,5 мм.

Шаг попер АРМ S<=2*b и <=600 мм.

В отличие от других элементов в растянутых элементах соединение основной продольной арматуры по длине элемента может быть выполнен 1) при армир мягких сталей с использованием ванной сварки; 2) при армировании высокопро армат с использов обжимных муфт, соедин внахлёст допуск использов в местах неполного использов прочностных св-в.

Центр раст элеты: в условиях ц растяж находятся нижние пояса раскосных ферм, затяжки арок, стенки цилиндр в плане резервуаров. Внецентр раст эл-ты. Находятся нижние пояса безраскосных ферм, стенки прямоуг в плане резервуаров, стенки бункеров, силосов и др эл-ты.

Сварные каркасы: продольная 10, поперечная 6.

Сетки: прод 5; поперечная 3,4,5.