Сопротивление раскрытию трещин в ЖБК. Основные положения расчета

С 1955 г. расчет железобетонных конструкций производится по методу предельных состояний. Под предельным понимают такое состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери способности сопротивляться внешним нагрузкам или получения недопустимых перемещений или местных повреждений.

В соответствии с этим установлены две группы предельных состояний.

Расчет по первой, группе предельных состояний выполняется с целью предотвращения разрушения конструкций (расчет по прочности), потерн устойчивости формы конструкции (расчет на продольный изгиб) или ее положения (расчет на опрокидывание или скольжение), усталостного разрушения (расчет на выносливость)

Расчет по второй группе предельных состояний имеет цель не допустить развитие чрезмерных деформаций (прогибов), исключить возможность образования трещин в бетоне, а также обеспечить в необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.

Расчетные сопротивления бетона для расчета по вто­рой группе предельных состояний устанавливают при коэффициенте надежности по бетону γ_b=1, т.е. прини­мают равными нормативным значениям R_{b, ser} = R_bn; R_{bt, ser} = R_btn и вводят в расчет с коэффициентом условий работы бетона γ_bi=1 за исключением случаев расчета железобетонных элементов по образованию трещин при действии многократно повторяющейся нагрузки, когда следует вводить коэффициент γ_bi=1, установленный нор­мами.

При расчете по предельным состояниям 2 группы нагрузки принимают с коэффициентом надежности по нагрузке.

Расчет по образованию трещин заключается в проверке условий, что трещины в сечениях нормальных и продольных осей не образуются если продольная внешняя сила N не превосходит внутреннего предельного усилия в сечении перед образованием трещин:

N≤Nсrс

Если условие не выполняется, то образуются трещины. Если трещины образуются, то определяется ширина ее раскрытия. Эта ширина сопоставляется с допустимой шириной:

a_crc ≤ a_crc,ult

Для уменьшения раскрытия трещин – увеличивается площадь сечения арматуры или увеличиваются геометрические размеры балки:

Продольная сила Nсгс определяется по напряжениям, возникшим в материалах перед образованием трещин, т.е. Nсrс=Rbtn∙A+20∙As +P

A – площадь сечения элементов; 20МПа - напряжение в арматуре перед образованием трещин; Р – усилие предварительного обжатия;

После образования трещин при двузначной эпюре напряжений для сечений изгибаемых внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов также характерно одно и то же напряженно-деформированное состояние.
Чтобы оценить характер эпюры напряжений при внецентренном растяжении, определяют расстояние от центра тяжести приведенного сечения до точки приложения суммарного усилия.

В сечениях с трещинами высота сжатой зоны уменьшается, а в сечениях между трещинами она увеличивается, в результате нейтральная ось по длине железобетонного элемента оказывается волнообразной. В зоне чистого изгиба и в зоне максимальных моментов однопролетных элементов, загруженных распределенной нагрузкой, трещины располагаются по длине приблизительно равномерно. В других зонах поперечные силы элементов оказывают некоторое влияние на расстояние между трещинами. Деформации и напряжения растянутой арматуры, как и при центральном растяжении, на участках между трещинами неравномерны. По мере удаления от краев трещины напряжение в арматуре уменьшается, в бетоне увеличивается.

Коэффициент для изгибаемых элементов можно определять из условия, что изгибающий момент от действия внешней нагрузки в сечении с трещиной и между трещинами один и тот же (М), по аналогии с центрально-растянутым элементом.
В предварительно-напряженных изгибаемых элементах бетон начинает работать на растяжение лишь после превышения моментом внешних сил М момента усилия предварительного обжатия.

Краевые деформации бетона сжатой зоны по длине элемента также распределяются неравномерно: в сечении с трещиной они наибольшие, по мере удаления от краев трещины она уменьшаются. Неравномерность краевых деформаций бетона сжатой зоны по длине элемента характеризуется коэффициентом, выражающим отношение средних деформаций к; деформациям в сечении с трещиной.

По данным опытов, коэффициент может изменяться от 0,75 до 1. Нормами рекомендуется при длительном и кратковременном действии нагрузки для всех случаев приближенно принимать =0,9.

Поиск по сайту: