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. Отсутствие норм-х трещин в растян-й зоне сеч.; линейное распредел. относит-х деф-ций по высоте сеч.; совместная работа арм-ры и бетона не нарушена.

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 растян. зоне развив-ся норм. трещины; относит-е продольн. деф-ции распределены неравномерно. Гипотеза плоских сечений ост-ся справедливой для некотор. среднего сечения по длине чистого изгиба.

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. 1) Разруш-е нач-ся по растянутой арм-ре с увелич-м деф-ции арм-ры, может заверш-ся по сжатому бетону, когда его относит. деф-ции достиг. предельн. знач. 2) Относит. деф-ции сжатого бетона достиг. пред. знач. прежде растянутой арм-ры, разр-е по сжатому бетону происх. хрупко.

-сравнение значения относительной высоты сжатой зоны с граничной.

Если - разрушение происходит в арматуре;

Если - разрушение происходит по сжатому бетону и имеет место второй случай разрушения.

2.5Расчет прочности ж/б конст-ций по 1-ой гр. пред-ых сост-ий. Виды диаграмм деформир-ия и ф.ормы эпюр напряжений в бетоне сжатой зоны сеч-я при действии изгиб-го момента и прод-ой силы

Предельное сост.- сост.при достижении которого конструкт.сис-ма или ее эл-т престают удовлетв.адан.требов-м. Расчеты по предельным состояниям первой группы, являются наиболее важными и ответственными, т.к. они предопределяют безопасность конструкции и включают 1)расчеты по прочности, исходя из III стадии напряжённо-деформированного состояния, 2)расчет по устойчивости формы и положения,3) расчет на выносливость при действии многократно повторяющ.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 бет., жб и преднапряженных конструкций по прочности следует производить исходя из общего условия метода предельных состояний S_d £ R_d ,где S_d¾ внутреннее усилие , вызванное расчетным воздействием в рассматриваемом сечении конструкции;

R_d ¾ предельное усилие , которое способна воспринять конструкция в сечении, нормальном к продольной оси, и определяемые в общем случае:

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

;

¾ при нелинейных расчетах конструкций: ,

где f_cm — средняя прочность бетона, которую следует принимать по таблице; f_yR = 1,1f_yk; f_pR =1,0f_pk; a_d — геометрические размеры сечения;

g_R — коэффициент, равный 1,35.

Метод расчета	Вид диаграммы деформирования бетона	Характер эпюры напряжений сжатой зоны	Область применения метода расчета
Общий деформационный	Параболическая с ниспадающей ветвью	криволинейная	Расчет конст-й по прочности сечения любой формы с произвольным расположением арм-ры при любой схеме приложения продольной силы и изгибающих моментов
Упрощенный деформационный	Параболически линейная	криволиненая
Билинейная	Трапецеидальная
Предельных усилий	жесткопластическая	прямоугольная	Расчет конст-й по прочности сечений, имеющих простую симметричную форму,с арматурой сосредоточенной у наи> растянутой и наи> сжатой граней,и усилиями, действующими в плоскости симметриисечения элемента

Проверку прочности нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов производят из условия: M_Sd≤M_Rd

где, M_Sd –расчетный момент в сечении, вызванный действием внешних нагрузок;

M_Rd –предельный момент, воспринимаемый сечением при заданных геометрических размерах, прочностных характеристиках бетона, количестве и размещении арматуры.

2.6 Метод предельных усилий расчета прочности железобетонных конструкций. Критерий определения расчетного случая разрушения

Прочность изгибаемых ж/б элементов, имеющих как минимум одну плоскость симметрии и изгибаемых в этой плоскости (рисунок) следует проверять из условия M_sd≤ M_Rd,

где M_sd – расчетный момент в рассматриваемом сечении, вызванный действием внешних нагрузок;

M_Rd – предельный момент, воспринимаемый сечением при заданных геометрических размерах, прочностных характеристиках бетона, количестве и размещении арматуры.

1. Определяем расчетные характеристики(сопротивление) бетона и арм-ры f_cd=f_ck/γ_c ; f_yd=f_yk/γ_s

2. Определяем рабочую высоту сечения d=h-c

3. определяем высоту сжатой зоны

4. Относительная высота сжатой зоны: ξ=X_eff/d

5.Предельная относительная высота сжатой зоны бетона : ξlim

, где, w — характеристика сжатой зоны бетона, определяемая: w = k_с - 0,008f_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.

6. Сравниваем ξlim, если условие выполняется, X_eff-без изменений, если ξ> ξlim – то X_eff→ Хlim

7. выполняем проверку M_Rd≤ M_sd,

Расчет ЖБ изгибаемых элементов таврового и двутаврового сечений, имеющих полку в сжатой зоне сечения, следует производить следующим образом: а) в полке; б) в ребре

Случай а) (если нейтральная ось в полке):M_Sd £ M_Rd

Сечение приводится к прямоугольному и рассчитывается, как прямоугольное.

Случай б) (если нейтральная ось в ребре):M_Sd £ M_Rd

Критерий определения расчётного случая разрушения определяется соотношением -сравнение значения относ.й высоты сжатой зоны с граничной.

Если ξ≤ξ_lim- разрушение происходит в арматуре;

Если ξ>ξ_lim- разрушение происходит по сжатому бнтону и имеет место второй случай разрушения.