24. Опишите вторую стадию напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов при изгибе. Покажите эпюру распределения деформаций и напряжений при данной стадии.
Ответ: Стадия 2 характеризует сопротивление нормального сечения желе-зобетонной конструкции, имеющей нормальные трещины. После образования нормальных трещин в сечении с трещиной нейтральная ось смещается по направлению к наиболее сжатой грани, уменьшая высоту сжатой зоны (х). В то же время на участках между трещинами, где арматура продолжает совместно с бетоном сопротивляться и сцепление не нарушено, положение нейтральной оси в меньшей степени отклоняется от начального, соответствующего упругой работе материала. Таким образом, нейтральная ось по длине зоны чистого изгиба занимает некоторое волнообразное положение. При этом деформации и напряжения в растянутой арматуре и сжатом бетоне по длине элемента распределяются неравномерно.Так, для растянутой арматуры напряжения в сечении с трещиной достигают максимальных значений ss,max убывая по мере приближения к середине участка между трещинами lcrc/2 (рис. 6.4). Для бетона растянутой зоны наблюдается обратная картина.
Рис. 6.4. Распределение напряжений в растянутой арматуре и растянутом бетоне для железобетонной
Распределение деформаций и напряжений по высоте нормального сечения в стадии 2 показано на рис. 6.5.
Характерные признаки для стадии 2:
- в растянутой зоне сечения развиваются нормальные трещины, имеющие ширину раскрытия, зависящую от уровня нагружения конструкции, т.е. средних деформаций растянутой арматуры;
- относительные продольные деформации и напряжения в бетоне и арматуре по длине элемента распределены неравномерно. В сечении с трещиной растягивающие усилия в основном воспринимает арматура, а на участке между трещинами – совместно бетон и арматура. В середине участка между трещинами обеспечена совместная работа бетона и арматуры, а по мере приближения к берегам трещины может наблюдаться проскальзывание арматуры относительно бетона.
- гипотеза плоских сечений остается справедливой для некоторого среднего сечения по длине зоны чистого изгиба. В отдельном сечении, проходящем через трещину в виду депланации ее краев, гипотеза плоских сечений может нарушаться.
25. Опишите третью стадию (случай 1 - разрушение по арматуре) напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов при изгибе. Покажите эпюру распределения деформаций и напряжений при данной стадии.
Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к переходу испытываемой балки в стадию 3, характеризующую наступление в нормальномсечении предельного состояния по прочности – разрушения. При этом возможны два случая разрушения железобетонного элемента по нормальному сечению.
В первом случае относительные деформации растянутой арматуры достигают предельных значений esy, соответствующих напряжениям, равным физическому или условному пределу текучести. При этом относительные деформации наиболее сжатой грани бетона к этому моменту не идостигают предельной сжимаемости ecu. В этом случае прогибы элемента развиваются без прироста нагрузки, трещины раскрываются и развиваются в глубь по высоте сечения, сокращая высоту сжатой зоны (рис. 6.6). Разрушение, начинающееся по растянутой арматуре с увеличением деформаций арматуры es > esy, может завершаться по сжатому бетону, когда его относительные деформации достигают предельных значений ecu.
Таким образом, характеризуя третью стадию напряженно-деформированного состояния, следует подчеркнуть:
1. Данная стадия определяет предельное состояние сечения по прочности.
2. Для среднего сечения по длине элемента с определенным допущением выполняется гипотеза плоских сечений.
26.Общий деформационный метод расчета: вид диаграммы деформирования бетона, характер эпюры напряжений сжатой зоны, область применения
Упрощенный деформационный метод расчета: вид диаграммы деформирования бетона, характер эпюры напряжений сжатой зоны, область применения
Расчет по методу предельных усилий: вид диаграммы деформирования бетона, характер эпюры напряжений сжатой зоны, область применения
1 — нормативная диаграмма; 2 — расчетная диаграмма
Рисунок 6.3 — Диаграммы деформирования бетона при сжатии, применяемые при расчете прочности сечений железобетонных конструкций:
а — параболически-линейная;
б — упрощенная билинейная
М
етод
предельных усилий. Представьте расчетную
схему и основные расчетные уравнения
изгибаемых элементов таврового профиля,
когда нейтральная ось пересекает полку
Метод предельных усилий. Запишите основные расчетные формулы изгибаемого элемента прямоугольного сечения с одиночной растянутой арматурой? Представить расчетную схему.
Определения высоты сжатой зоны
, (из ), |
|
|
|
a – коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, неблагоприятный способ ее приложения и т. д., определяемый по п. 6.1.5.4 [1] или табл.1; b – ширина поперечного сечения; fcd – расчетное сопротивление бетона, определяемое в соответствии с п. 6.1.2.11, табл.6.1 [1] или табл.1; - площади сечения растянутой арматуры; fyd - расчетное сопротивление арматуры, определяемое по табл.6.5 [1] или табл. 3; |
|||
, где d – рабочая высота сечения d = h-c-/2, где с - толщина защитного слоя бетона, определяемая в соответствии с табл.11.12 [1] или табл. 4, - предполагаемый диаметр арматуры |
|||
|
|||
|
w = kс - 0,008fcd — характеристика сжатой зоны бетона, здесь kс — коэффициент, принимаемый равным для бетона: тяжелого - 0,85; мелкозернистого - 0,80; fcd – расчетное сопротивление бетона, определяемое в соответствии с п. 6.1.2.11, табл.6.1 [1] или табл.1; ss,lim - напряжения в арматуре, МПа, принимаемые для арматуры классов S240, S400, S500 равными расчетному сопротивлению арматуры fyd, определяемое по табл.6.5 [1] или табл. 3; ssc,u - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое равным 500 МПа. |
||
|
|||
|
да |
нет |
|
|
|||
|
a) |
||
|
|
||
В противном случае используем общую деформационную модель |
|||
|
|||
,
(для
арматуры S240,
400, 500 и бетона не ниже C25/30)
Метод предельных усилий. Представьте расчетную схему и основные расчетные уравнения изгибаемых элементов таврового профиля, когда нейтральная ось пересекает ребро.
