Особенности работы железобетонных балок под нагрузкой.
Железобетонные балки под действием равномерно распределенной нагрузки разрушаются по следующей схеме: в середине балки возникают вертикальные (перпендикулярные к оси балки) трещины, с удалением от середины трещины уменьшаются и наклоняются (угол наклона может составлять около 40°), вблизи опор ширина раскрытия наклонных трещин снова увеличивается.
Схема разрушения железобетонной балки (арматура условно не показана)
Трещины в железобетонных балках неизбежны и допустимы в установленных нормами пределах (которые определяются условиями их работы). Цель постановки арматуры — предотвратить разрушение балки, которое обычно возникает в результате чрезмерного раскрытия трещин, появляющихся в растянутой зоне бетона. В местах образования трещин растягивающие усилия воспринимает арматура, а на участках между трещинами арматура и бетон работают совместно. Железобетонная балка поэтому при прочих равных условиях может быть в 20 раз прочнее бетонной.
Схемы армирования железобетонных балок:
а) отгибами продольной арматуры на опорах; б) поперечными стержнями
(хомутами) на приопорных участках; 1 — нормальное сечение;
2 — наклонное сечение;
Рационально, когда арматура располагается перпендикулярно к трещине. Этому условию удовлетворяет продольная рабочая арматура, расположенная в растянутой зоне бетона перпендикулярно к оси нормального (перпендикулярного к оси балки) сечения. В наклонном сечении (проведенном по наклонной трещине) перпендикулярно трещине можно располагать отгибы ,но их устройство трудоемко и на практике они применяются редко, чаще ставятся вертикальные стержни, которые объединяются в сварные или вязаные каркасы (поперечные стержни в сварных или хомуты в вязаных каркасах).
|
|
|
Поперечные стержни, пересекая наклонные трещины, обеспечивают прочность наклонного сечения (наиболее опасными участками, на которых могут образовываться наклонные трещины, при равномерно распределенной нагрузке являются участки вблизи опор, равные ¼ длины балки.
Расчет железобетонных балок на прочность заключается в определении необходимого количества рабочей продольной арматуры (числа стержней и диаметров) для обеспечения прочности нормального сечения, а также в определении диаметра и шага постановки поперечных стержней для обеспечения прочности наклонных сечений.
Расчет железобетонных балок прямоугольного сечения с одиночным армированием по прочности нормального сечения
При расчете железобетонной балки выделить три стадии напряженно-деформированного состояния
|
|
|
Стадия 1. Соответствует небольшой нагрузке, при которой не образуются трещины в растянутой зоне бетона. В этой стадии можно выделить два состояния. Состояние 1, соответствует начальному этапу приложения нагрузки: напряжения в бетоне изменяются по линейному закону, т.е. Упруго. Бетон и арматура в растянутой зоне работают совместно. Состояние 2, непосредственно перед появлением трещин: в сжатой зоне бетона напряжения изменяются практически упруго, а в растянутой эпюра растягивающих напряжений в бетоне искривляется, что говорит о том, что в нем появляются пластические деформации. В арматуре возникают небольшие упругие деформации, она недонапряжена.
Стадия 2. Характеризуется появлением в растянутой зоне бетона трещин, которые появляются при увеличении нагрузки .Бетон в трещине выключается из работы. Там, где образовались трещины, работает арматура, а между трещинами арматура и бетон продолжают работать совместно. В сжатой зоне бетона за счет пластических деформаций происходит искривление эпюры напряжений бетона, эти напряжения еще не достигают предельных значений. Прочность арматуры и сжатого бетона полностью еще не исчерпана, и можно увеличивать нагрузку на элемент.
|
|
|
Стадия 3. Стадия разрушения. Разрушение элемента может происходить по двум случаям:
Случай 1. Разрушение происходит из-за того, что не выдерживает бетон сжатой зоны, в то время как несущая способность арматуры еще не исчерпана (имеется излишек арматуры, т.е. элемент переармирован).
Случай 2. Напряжения в арматуре достигают предела текучести или прочности, арматура удлиняется или рвется, трещина увеличивается, части балки взаимно поворачиваются, и происходит разрушение. В основном разрушение изгибаемых железобетонных элементов при нарушении прочности нормального сечения происходит по этой схеме.
В зависимости от целей расчетов (расчет на образование трещин, определение прогибов, расчет на прочность и т.д.) Они могут вестись по 1-й, 2-й или 3-й стадии. При расчете прочности расчет ведется по 3-й стадии
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 54; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!