Схеми руйнування згинальних елементів

Розрахунок міцності похилих перерізів згинальних елементів.

У зоні поперечного згину від спільної дії згинального моменту і поперечної сили виникають похилі тріщини, за однією з яких може статися руйнування елементу. Момент та поперечна сила викликають відповідно нормальні (σ) та дотичні (τ) напруження, тобто в похилих площадках при опорних ділянок діють головні розтягуючи (σ_mt) та головні стискуючі (σ_mс) напруження. Руйнування може статися внаслідок досягнення головними напруженнями стиску межі міцності бетону на стиск R_b, або коли головні напруження розтягу перевершують значення R_bt. Залежно від співвідношення згинального елементу та поперечної сили, а також наявності поздовжньої сили у перерізі можливі три випадки руйнування елементів за похилими перерізами.

1. Перший випадок

При значному розкритті похилої тріщини напруження у поздовжній арматурі досягають межі текучості або при недостатньому анкеруванні поздовжня арматура висмикується з бетону. Відбувається взаємний поворот двох частин елемента, розділених похилою тріщиною, відносно стиснутої зони, яка зі збільшенням повороту роздроблюється. Таке руйнування зумовлене переважно за дією згинального елементу.

2. Другий випадок

При достатній кількості добре заанкерованої арматури від спільної дії нормальних і сколюючих зусиль виникає руйнування бетону стиснутої зони і дві частини елементу, які розділені похилою тріщиною, взаємно зміщуються. Таке руйнування зумовлене переважно дією поперечних сил.

3. Третій випадок

При малій ширині перерізу згинального елементу(таврове, двотаврове та ін.) може настати руйнування у зоні дії поперечних сил через руйнування бетону стінки між похилими тріщинами від дії головних стискуючих напружень (переважно в попередньо напружених елементах).

Можливість запобігти руйнуванню елемента для будь якого наведеного випадку досягається шляхом проведення відповідного розрахунку міцності.

До визначення необхідності розрахунку міцності

похилих перерізів

Бетон має хороші показники міцності на стиск, тому головні напруження стиску (σ_mс) можуть спричинити руйнування похилих перерізів тільки в елементах з тонкою стінкою, або в коротких консолях. Більш небезпечні головні напруження розтягу, тому що при σ_mt > R_bt в елементах виникають похилі тріщини.

Значення σ_mt можна визнати за приблизною формулою

;

Коли σ_mt ≤ R_bt міцність похилого перерізу буде достатньою.

Таким чином, умову міцності похилих перерізів у завершеному вигляді (СНиП 2.03.01-84*) запишемо так:

,

де с - довжина проекції найбільш небезпечної похилої тріщини;

φ_bч = 1,5 – для важкого бетону;

- коефіцієнт, який враховує наявність попередньо напруженої арматури;

N - зусилля обтиску.

Умова міцності похилих перерізів може бути спрощена, якщо прийняти

с = с_max = 2,5 h₀, тоді

.

Для елементів із звичайним армуванням φ_п = 0, тоді .

Таким чином, якщо умова виконується, то подальші розрахунки не потрібні, оскільки міцність похилих перерізів, навіть, бетонного елемента буде забезпечена.

Дата добавления: 2014-01-20