Три стадии напряженно-деформированного состояния сечений.

В процессе загружения изгибаемого эл-та ЖБК прослеживается при увеличении нагрузки 3 харак-ные стадии работы нормальных сечений. Рассматриваем работу изгибаемой балки в зоне чистого изгиба. При увеличении нагрузки до предельной (разрушающей) визуально можно выделить 3 стадии работы нормального сечения. Рассмотрим расчетные схемы нормального сечения по стадиям работы в зоне чистого изгибf.

I стадия НДС – работы без трещин (отсутствие трещин в растянутой зоне).

Начало стадии. h – высота сечения, S – растянутая арм-ра.

σ=M/W, W-упругий момент сопротивления, M=σW,

Wpl- упругопластический момент сопротивления.

Данные стадии I (предпосылка) используются при расчете по II группе пред.состояний д/опр-я усилия трещинообразования Mcrc.

Mcrc= W = Rbt,ser∙Wpl. (без учета предварительного напр-ния). Упрощенная предпосылка расчета: в сжатой зоне треуг-ая эпюра напряжений. В растянутой зоне прямоуг-к эпюры напр-ий с ординатой Rbt,ser. Д/прямоуг. сечения Wpl=1,75W=1,75∙bh²/6. Условие этой стадии M1≤Mcrc.

II стадия НДС – устойчивая работа с трещинами в растянутой зоне.

σs-напряжения в растянутой арм-ре, As-площадь поперечного сечения, кгс/см2, σ_Т – физический предел текучести. ЖБ-единственный мат-л, кот-ый может работать с трещинами. Стадия относится ко II группе пред.состояний, предпосылка исп-ся при п\расчетах по опр-ю прогибов и ширины раскрытия трещин. σsAs – усилие растяжения в арм-ре, σs<<Rs,ser, f-прогиб, acrc-ширина раскрытия трещин.

III стадия НДС – разрушение (1 группа пред. состояний). Разрушение - это потеря прочности.

Имеется 2 мат-ла => 2 случая разрушения: 1) текучесть арм-ры; 2) раздробление сжатого Ба (по арм-ре и по Б).

х-высота сжатой зоны Б, hо-рабочая высота сечения - расст.от крайнего сжатого волокна Б до центра тяжести растянутой арм-ры, ξ=х/hо – относительная высота сжатой зоны.

При увел-нии высоты сж.зоны (что говорит о ↑ напряж-ий в сж.Б) существует такое значение h cжатой зоны, при кот-ом сж.Б загружен до предела. Такая высота сж.зоны наз-ся граничной xR. При x≤xR разрушение будет по текучести арм-ры при недогруженном сжатом б., при x>xR, что наблюдается при большом кол-ве арм-ры разрушение происходит от раздробления Б сжатой зоне, т.к. арм-ра недогружена, а б. перегружен. При 1 случае разрушения имеем разрушение плавное и контролируемое, характеризуемое усл-ем ξ≤ξR, где ξR-граничная относительная высота сж.зоны = xR/h0.

Во втором случае разрушение внезапное и неконтролируемое, ξ>ξR. При проек-нии соблюдают обязательное выполнение условия ξ≤ξR и ss = Rs. При расчетах по 1 группе пред.состояний пользуются след.предпосылками:

-эпюра напряж-ий в сжатой зоне прямоуг. с ординатой Rb

- напряжение в раст. арм-ре =Rs, т.е. σs=Rs

- работа растянутого Б не учитывается.

Граничные значения относит. высоты сж.зоны зависят только от харак-к мат-лов Б и арм-ры и опр-ся по эмперической ф-ле (п.3.12 СНиП)

где ω-харак-ка сж.зоны, зависит от класса Б, ω=α-0,008Rb, α-коэф-т, зависящий от вида Б,

σsr - пред.приращение наряжений в раст.арм-ре, σsp-величина предварит.напряжения арм-ры при изготовлении, σsc,u- пред.напряжения в сж. арм-ре, обусловленные предельной деформативностью Б = 400МПа, при γb2≥1, = 500МПа при γb2<1, γb2 – коэф-т условия работы Б, учитывающий длительность нагрузки загружения. Значение σsc,u связано с предельной сжимаемостью б. При кратковр. действия нагрузки γb2≥1 esc = 200*10^-5 (Es = 2*10⁶ кгс/см2), ssc,u = eЕ = 4000 кгс/см2 = 400Мпа; γb2<1 esc = 250*10^-5Þssc,u= 500Мпа