11. Стадии напряжённо-деформированного состояния железобетонного элемента при изгибе. Два случая разрушения.

Стадия I – до появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению и растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Стадия I НДСПри малых нагрузках на элемент напряжения в бетоне и арматуре невелики, деформации носят преимущественно упругий характер; зависимость между напряжениями и деформациями – линейная, эпюра нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны сечения – треугольная.

Стадия Iа – в растянутой зоне бетона начинают развиваться неупругие деформации. В защитном слое появляются трещины., но в сжатой зоне эпюра ещё треугольная иmaxнапряжение далеки до предельных. (Рис. как и в стадии 1, только в нижнем защитном слое надо дорисовать трещинки)

Стадия II – это стадия эксплуатации, необходимая для определения прогибов и ширины раскрытия трещин(рис.4.10).

Рис. 4. 10. Стадия II НДС

В том месте растянутой зоны, где образовались трещины, растягивающее усилие воспринимается арматурой и участком бетона растянутой зоны над трещиной. В интервалах между трещинами в растянутой зоне сцепление арматуры с бетоном сохраняется, и по мере удаления от краев трещин растягивающие напряжения в бетоне увеличиваются, а в арматуре уменьшаются. С дальнейшим увеличением нагрузки на элемент в бетоне сжатой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется, а ордината максимального напряжения перемещается в края сечения в его глубину.

С этого момента растянутый бетон практически не участвует в деформировании, в сжатом бетоне появляются пластические деформации.

Стадия III (стадия разрушения) – криволинейная эпюра напряжений ярко выражена и приближена по своему очертанию к кубической параболе. Бетон растянутой зоны полностью выключен из работы по всей длине эл-та. Разруш-е эл-та нач-ся с проявл-я пластичности в арматуре, интенсивно возрастает прогиб, увеличив-я ширина раскрытия трещин и уменьш-ся сжатая зона бетона.

Рис. 4. 12. Стадия III НДС.

Стадия IIIа – стадия переармирования ж/б эл-в. Переармирование ж/б эл-ты нач-ют разрушение с сжатой зоны бетона. Бетон выкалывается и разрушение происходит мгновенное и хрупкое. Несущая сп-ть таких эл-в практич перестаёт быть зависимой от площади продольн арм, а прочность эл-та зависит от р-ров сеч сжатой зоны.

Два случая разрушения:

1. Разрушение железобетонного элемента начинается по арматуре растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Такое разрушение носит пластический характер, его называют случаем 1. Если элемент в растянутой зоне армирован высокопрочной проволокой с малым относительным удлинением при разрыве (~4 %), то одновременно с разрывом проволоки происходит и раздробление бетона сжатой зоны, разрушение носит хрупкий характер, его также относят к случаю 1. (стадия 3)

2. Разрушение переармированных сечений всегда носит хрупкий характер при неполном использовании растянутой арматуры; его называют случаем 2. (стадия 3а)