Основные положения по расчету железобетонных конструкций

Основные положения по расчету железобетонных  конструкций

Обычно расчеты железобетонных конструкций основываются на теоретических дисциплинах, как строительная механика в широком смысле (т. е. включающая статику, кинематику и динамику стержневых систем), теория упругости, теория  пластичности  и т.  п.

Однако при проведении практических расчетов приходится сопоставлять усилия, напряжения или деформации, найденные теоретическим путем, с предельными усилиями, деформациями или предельным сопротивлением материалов.

Для железобетонных конструкций в ряде случаев приходится производить также расчет трещиностойкости, связанный с определением образования трещин и ширины их раскрытия.

Сопоставление предельных усилий, деформаций, сопротивлений материалов и расчет трещиностойкости выходит за рамки строительной механики и могут быть произведены только на основе изучения поведения материалов в предельной стадии их работы под нагрузкой, а также изучения вопросов эксплуатационной пригодности зданий и сооружений.

Если вопросы строительной механики разрабатываются давно и получили значительное развитие, то вторая группа вопросов изучена еще сравнительно мало.

 Поэтому приходится зачастую прибегать к установлению предельных сопротивлений материалов, а также предельных значений деформаций эмпирическим, путем. Еще до сравнительно недавнего времени расчет обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций производился по так называемой классической теории, основанной на предположении упругой работы железобетона под нагрузкой. Наибольшие напряжения в бетоне и арматуре от эксплуатационной нагрузки, вычисленные на основании положений сопротивления упругих материалов, сопоставлялись с так называемыми допускаемыми напряжениями; последние составляли некоторую безопасную долю предельного сопротивления материалов. Однако из опытов давно уже было известно, что деформации бетона не подчиняются упругим законам, а поведение железобетонных конструкций под нагрузкой, а также величины разрушающих нагрузок иные, чем это следует из классической теории.

В связи- с этим возникла необходимость в переходе к расчету железобетонных конструкций по разрушающим усилиям, или по стадии  разрушения.

При этом имелось в виду, что целью всякого расчета является подтверждение того обстоятельства, что запроектированная конструкция может работать без опасных повреждений в течение всего срока эксплуатации здания или сооружения. Но для того чтобы расчетным путем убедиться в оказанном, необходимо, очевидно, уметь определять опасное состояние конструкции и предельную нагрузку, вызывающую это опасное состояние. Таким образом, при расчете по стадии разрушения основной, характеристикой является разрушающая нагрузка или разрушающее усилие, а допускаемое усилие определяется делением разрушающего усилия на принятый коэффициент запаса.

Для упругих материалов, сохраняющих пропорциональность между напряжениями и деформациями до исчерпания несущей способности, расчет по разрушающим усилиям приводит к совершенно таким же результатам, как и расчет по допускаемым напряжениям.

В 1938 г. были утверждены нормы и технические условия проектирования обычных железобетонных конструкций, в которых впервые был принят расчет по стадии разрушения. В 1941 г., в связи с разработкой инструкции но проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций и указаний по их изготовлению, было показано, что этот метод расчета может быть распространен на проектирование и предварительно напряженных конструкций.

Бели основой (метода расчета по классической теории была, как указано, ранее, теория сопротивления упругих материалов, то в методе расчета по разрушающим усилиям уже учитывались пластические деформации арматуры и бетона. Однако теория расчета железобетонных конструкций с учетом пластических деформаций была еще разработана слабо, и поэтому пришлось пойти на включение в нормы и технические условия ряда чисто экспериментальных положений.

Следует заметить, что теория расчета железобетонных конструкций с учетом неупругих деформаций и по настоящее время разработана еще недостаточно.

Но так или иначе введение в нормы и указанную выше инструкцию расчета по стадии разрушения уже тогда привело к ощутимым практическим результатам. Так, например, вследствие учета пластических деформаций сжатого бетона удалось получить значительную экономию арматуры в сжатых элементах; в большинстве случаев исключить постановку сжатой арматуры в изгибаемых элементах, значительно сократить расход металла при расчете конструкции на поперечную силу. Расчет по разрушающим усилиям позволил в широких пределах варьировать соотношениями сечений бетона и арматуры и тем самым добиваться для каждого вида конструкций наиболее экономичного конструктивного решения.

Наряду с этими важными преимуществами расчет по разрушающим усилиям все же страдал еще рядом недостатков. Так, все необходимые факторы запаса оценивались в этом методе общим коэффициентом запаса, который не мог быть достаточно гибким, чтобы оценить все многообразие конкретных условий, работы конструкций в процессе их эксплуатации.

В 1955 г. были утверждены строительные нормы и правила, в которые был включен уже новый метод расчета обычных железобетонных конструкций, названный расчетом по предельным состояниям.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.