Расчет изгибаемых элементов прямоугольного сечения:
а) с одиночным армированием;
б) с двойным армированием;
в) таврового сечения
можно получить из формул (1) и (2)
Лекция 13.
Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению. Общие сведения.
2. Три стадии работы под нагрузкой.
Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению Общие сведения, стадии напряженных состояний
Изучение напряжений и деформаций в различных сечениях и в различных стадиях изгибаемых элементов позволяет получить необходимые данные для расчета.
Опыты показывают, что в ИЭ могут быть 2 типа разрушения:
по нормальному сечению в зоне действия мах момента;
по наклонному сечению в зоне действия мах поперечной силы от М и Q.
Рис. 108
Разрушение может произойти одновременно и по нормальному и по наклонному сечению.
Задача расчета обеспечить прочность во всех сечениях по нормальному и наклонному сечению.
Прочность по наклонному сечению
Характер разрушения по наклонному сечению зависит от ряда факторов: количество арматуры; шаг арматуры; размеры сечения; класс материалов.
Из сопромата известно: от изгибающего момента М возникают нормальные напряжения
От
поперечной силы Q
– касательные
Совместное
действие M
и Q
приводит к возникновению главных
сжимающих и растягивающих напряжений
Рис. 109
Три стадии работы
I стадия Наблюдается в тех случаях, когда главные растягивающие напряжения меньше Rbt
σm,t< Rbt
Это стадия работы без трещин.
II стадия
σm,t >Rbt появляются трещины на наклонных площадках.
Рис. 110
Здесь появляются 2 типа трещин:
1 тип начинается как нормальные трещины с растянутой зоны, с ростом М и Q, поднимаясь вверх искривляются.
2 тип на наклонных площадках между трещинами 1-го типа.
С ростом нагрузки q будет происходить раскрытие этих трещин.
Элемент перейдет в стадию разрушения с повышением продольных трещин в растянутой или сжатой зонах.
III стадия
Рис. 111
Трещины идут вдоль продольной растянутой арматуры
Рис. 112
Трещины 3 характеризуют нарушение совместной работы арматуры и бетона (проскальзывание арматуры, недостаточна анкеровка арматуры).
Трещины типа 4 характеризуют разрушение (раздробление или срез) сжатой зоны.
Здесь возможны 3 варианта разрушения по наклонному сечению:
1 вариант Части элемента, расположенные слева и справа от наклонной трещины стремятся повернуться относительно мгновенного центра (.)О’, расположенного в сжатой зоне над наклонной трещиной.
Такому повороту препятствует арматура, пересеченная трещиной.
Под преимущественным действием момента происходит раскрытие наклонной трещины, преодолевая текучесть арматуры, пересеченной трещиной, и происходит разрушение.
σs=Rs
Рис. 113
Такой вид разрушения наблюдается в слабо-армированных элементах или недостаточная анкеровка продольной арматуры.
2 вариант срезается бетон сжатой зоны, расположенный над трещиной.
Преимущественное действие Q.
Рис. 114
Напряжения в поперечной арматуре несколько ниже предела текучести, поэтому в расчете используется расчетное сопротивление арматуры по наклонному сечению.
В хорошо армированных и надежно заанкеренных на опоре.
3 вариант Происходит разрушение в полосе бетона,расположенной между наклонными трещинами, от действия главных напряжений. Такой вид разрушения наблюдается в токостенных балках.
Рис. 115