Характеристики предельных состоянии и способы расчета на прочность

Характеристики предельных состоянии и способы расчета  на прочность

Основным расчетом, обычно определяющим размеры сечений элементов железобетонных конструкций, является расчет на прочность. Проверка устойчивости гибких элементов, хотя формально и требуется, но, по существу, и гибкие железобетонные элементы также рассчитываются на прочность. Что касается расчета на выносливость, то для железобетонных конструкций зданий и промышленных сооружений, таковой, может потребоваться только в редких случаях, например, для обычных и предварительно напряженных подкрановых балок, эстакад, шпал.

Расчет несущей способности состоит в определении величин усилий, действующих в сечениях элементов, и проверке достаточной прочности этих сечений.

Значения усилий в статически определимых конструкциях зависят только от нагрузки; следовательно, определение усилий от расчетных нагрузок (расчетных усилий), на которые производится расчет в предельном состоянии, не представляет затруднений и выполняется обычными приемами.

В противоположность этому усилия в статически неопределимых системах зависят от соотношения жесткостей элементов, т. е. от размеров сечений, характера армирования, наличия предварительного напряжения, а также от величины температурного перепада, осадки опор и т. п.

При расчете обычных железобетонных конструкций следует различать такие конструкции, в которых значительное раскрытие трещин допускается или же оно должно быть ограничено.

В первом случае расчетные усилия можно определять с учетом их перераспределения под влиянием пластических деформаций; во втором случае за предельное состояние конструкции принимают достижение такового в одном наиболее опасном сечении.

Напряженное состояние конструкции, принимаемое за предельное по прочности, зависит от вида конструкции.

В связи со сравнительно невысоким сопротивлением бетона растяжению и возможностью раннего появления трещин в растянутом бетоне (расчет прочности производится обычно без учета сопротивления растянутого бетона.

Разрушение сжатых элементов, а также внецентренно сжатых элементов с малыми эксцентриситетами, происходит вследствие раздробления бетона у наиболее сжатой грани сечения. Поэтому в предельном состоянии сжатых элементов (при отсутствии в сжатой зоне, напрягаемой арматуры) напряжения в бетоне принимаются равными призменной прочности, а напряжение в сжатой, арматуре -ее пределу текучести.

Изложенная методика расчета прочности относилась в основном к сечениям, перпендикулярным к оси элемента. Однако в принципе должна быть проверена достаточная прочность любого сечения, если оно может оказаться опасным.

Опыты показывают, что в ряде случаев разрушение изгибаемых элементов может происходить по наклонным сечениям; чем относительно больше поперечная сила, тем возможность такого характера разрушения возрастает. Поэтому для изгибаемых элементов установлено также требование проверки прочности наклонных сечений.

Расчет обычных железобетонных конструкций по второму предельному состоянию (по прогибам) стал за последнее время в ряде случаев играть существенную, а иногда и решающую роль при определении размеров сечений элементов.

Во-первых, применение   арматуры со все более высокими прочностными характеристиками привело к увеличению деформаций арматуры при той же нормативной нагрузке, а следовательно, к увеличению прогибов. Помимо того,   значительное уменьшение  размеров  сечений сборных    элементов   в   связи   со стремлением всемерно    уменьшить их вес привело к уменьшению жесткости, а следовательно,  также  к увеличению деформаций. Эффективным средством для уменьшения прогибов (деформаций) железобетонных элементов является использование в них предварительного напряжения, ибо в стадии эксплуатации предварительно напряженные  конструкции работают преимущественно без трещин и их жесткость больше жесткости элементов, выполненных без предварительного напряжения арматуры. Этим отчасти и объясняется выявившаяся за последнее время тенденция более широкого применения таких конструкций в строительстве.

При расчете по второму предельному состоянию (по деформациям) наибольшие трудности вызывает установление обоснованных значений предельных деформаций, в частности, предельных прогибов.

В действующих нормах приведены усредненные значения предельных прогибов для элементов перекрытий и покрытий, в целом соответствующие установившейся практике ограничения деформаций, в стальных и деревянных конструкциях. Поскольку эти значения мало отличаются от принимавшихся ранее при расчете по допускаемым напряжениям, то расчет по деформациям производится исходя из нормативной (а не из расчетной) нагрузки.

Согласно ранее действовавшим нормам деформации железобетонных элементов определялись как для сплошного однородного упругого тела с введением сниженного модуля упругости бетона.

Комментарии запрещены.