Експериментальні дослідження з теорії опору залізобетону

Завдання теорії залізобетону є вивчення та оцінка НДС.

Реалізацією теорії залізобетону є будівельні норми і правила.

В основу теорії залізобетону покладені експериментальні дослідження. Методика досліджень спрямована на вивчення фізико-механічних властивостей та НДС при дії всіх видів навантаження. Досліди проводять на моделях або натурних конструкціях.

Стадії НДС в нормальних перерізах елементів з двозначною епюрою напружень

Цьому НДС відповідають згинальні позацентрово стиснуті та розтягнуті елементи.

При поетапному завантажені залізобетонних елементів від нуля до руйнування можна виділити 3 стадії НДС.

Доцільно розглянути ці стадії в зоні чистого згину.

Рис.29. Стадії напружено-деформованого стану залізобетонного згинального елементу.

Стадія 1. Характеризується пружною роботою бетону та арматури. Епюра напруження в бетоні окреслена прямолінійно.

σ_b → напруження в бетоні стиснутої зони;

σ_bt → напруження в бетоні розтягнутої зони;

σ_s A_s → зусилля в арматурі.

Стадія покладена в основу розрахунків бетонних елементів.

Стадія 1а. При збільшені навантаження в розтягнутій зоні бетону розвиваються непружні деформації.

σ_bt → R_bt – напруження в бетоні розтягнутої зони.

Бетон стиснутої зони працює пружно. Епюри окреслені:

- в стиснутій зоні – прямолінійно (напр. σ_b);

- в розтягнутій зоні – криволінійно (напр. σ_bt).

σ_s A_s → зусилля в арматурі. Навантаження 15-20 % від руйнівних.

Стадія покладена в основу розрахунків тріщиностійкості.

Стадія 2. При збільшені навантаження в розтягнутій зоні бетону виникають тріщини. Бетон з роботи виключається. В бетоні стиснутої зони розвиваються непружні деформації. Епюра окреслена криволінійно.

Навантаження за 2 стадією складають 60 % від руйнівних.

Стадія покладена в основу розрахунків деформацій та тріщиноутворення:

- в бетоні σ_b;

- в арматурі σ_s A_s.

Стадія 3. При подальшому збільшені навантаження напруження в бетоні досягають величини тимчасового опору стиску R_b. В арматурі – фізичної або умовної межі текучості - R _s. Епюра напружень в бетоні стиснутої зони має чітко виражене криволінійне окреслення. Стадія 3 називається стадією руйнування.

Два випадку руйнування

Випадок І (недоармування)

Характеризується тим, що напруження в арматурі розтягнутої зони досягають межі текучості раніше, ніж рівень напружень в бетоні стиснутої зони досягне опору бетону на стиск, R_b.

При цьому активно збільшуються деформації елементу, і за рахунок розвитку тріщин по висоті перерізу та прояву непружних деформацій бетону стиснутої зони висота її інтенсивно зменшується.

При максимальному і постійному зовнішньому навантаженні ділянка, де спостерігаються текучість арматури та пластичні деформації стиснутого бетону, називається пластичним шарніром. Руйнування елементу носить пластичний (поступовий) характер.

Таким чином, напружений стан за першим випадком руйнування характеризується граничним рівнем напружень в розтягнутій арматурі та стиснутому бетоні (принцип А.Лолейта).

Випадок ІІ (переармування)

В переармованих перерізах руйнування починається тоді, коли в бетоні стиснутої зони рівень напружень досягне величини тимчасового опору на стиск. В цей час напруження в арматурі не досягає граничної величини, тобто залишаються на рівні

Руйнування за випадком ІІ завжди є крихким незалежно від механічних властивостей арматури.

Переармовані згинальні елементи є економічно невигідними, а крихкий характер руйнування конструкцій небезпечним. Тому такі конструкції не рекомендуються до використання в практику будівництва.

Дата добавления: 2014-01-20