Диаграммы состояния бетона

6.1.19. Диаграммы состояния бетона используют при расчете железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели.

В качестве расчетных диаграмм состояния бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, могут быть использованы любые виды диаграмм бетона: криволинейные, в том числе с ниспадающей ветвью, кусочно-линейные (двухлинейные и трехлинейные), отвечающие поведению бетона. При этом должны быть обозначены основные параметрические точки диаграмм (максимальные напряжения и соответствующие деформации, граничные значения и т.д.).

В качестве рабочих диаграмм состояния тяжелого, мелкозернистого и напрягающего бетона, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, принимают упрощенные трехлинейную и двухлинейную диаграммы (рис. 6.1, а, б) по типу диаграмм Прандтля.

6.1.20. При трехлинейной диаграмме (рис. 6.1, а) сжимающие напряжения бетона s_b в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона e_b определяют по формулам:

При 0 £e_b £e_b1

s_b = E_b × e_b, (6. 4)

При e_b1 < e_b < e_bo

(6. 5)

При e_bo £ e_b £ e_b2

s_b = R_b. (6. 6)

Значения напряжений s_b1 принимают:

s_b1 = 0,6×R_b,

а значения относительных деформаций e_b1 принимают:

а – трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона;

б - двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона;

Рис. 6. 1. Диаграммы состояния сжатого бетона.

Значения относительных деформаций e_b2 для тяжелого, мелкозернистого и напрягающего бетонов принимают:

- при непродолжительном действии нагрузки:

для бетонов класса по прочности на сжатие В60 и ниже - e_b2 =0,0035;

для высокопрочных бетонов класса по прочности на сжатие В70-В100 e_b2 принимается по линейному закону от 0,0033 при В70 до 0,0028 при В100.

- при продолжительном действии нагрузки - по табл. 6.4.

Значения R_b, E_b и e_bo принимают согласно п.п. 6.1.11, 6.1.12, 6.1.14, 6.1.15.

6.1.21. При двухлинейной диаграмме (рис. 6.1, б) сжимающие напряжения бетона s_b в зависимости от относительных деформаций e_b определяют по формулам:

при 0 £ e_b £ e_b1, где e_b1= ,

s_b = E_b,red × e_b; (6. 7)

при e_b1 £ e_b £ e_b2

s_b = R_b. (6. 8)

Значения приведенного модуля деформации бетона E_b,red принимают:

. (6. 9)

Значения относительных деформаций e_b1,red для тяжелого бетона принимают:

- при непродолжительном действии нагрузки e_b1,red =0,0015;

- при продолжительном действии нагрузки по табл. 6.4.

Значения R_b, e_b2 принимают как в п. 6.1.20.

6.1.22. Растягивающие напряжения бетона s_bt в зависимости от относительных деформаций e_bt определяют по приведенным в п.п. 6.1.20 и 6.1.21 диаграммам. При этом расчетные значения сопротивления бетона сжатию R_b заменяют на расчетные значения сопротивления бетона растяжению R_bt согласно п.п. 6.1.11, 6.1.12, значения начального модуля упругости E_bt определяют согласно п. 6.1.15, значения относительной деформации e_bto принимают согласно п. 6.1.12, значения относительной деформации e_bt2 принимают для тяжелого, мелкозернистого и напрягающего бетонов: при непродолжительном действии нагрузки - e_bt2 =0,00015, при продолжительном действии нагрузки – по табл. 6.4. Для двухлинейной диаграммы принимают e_bt1,red =0,00008 - при непродолжительном действии нагрузки, а при продолжительном – по табл. 6.4; значения E_bt,red определяют по формуле (6.10), подставляя в нее R_bt и e_bt1,red.

6.1.23. При расчете прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатой зоны бетона используют диаграммы состояния сжатого бетона, приведенные в п.п. 6.1.20 и 6.1.21 с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

6.1.24. При расчете образования трещин в железобетонных конструкциях по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатого и растянутого бетона используют трехлинейную диаграмму состояния бетона, приведенную в п.п. 6.1.20 и 6.1.22, с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. Двухлинейную диаграмму (п.п. 6.1.21), как наиболее простую, используют для определения напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона.

6.1.25. При расчете деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин для оценки напряженно-деформированного состояния в сжатом и растянутом бетоне используют трехлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. При наличии трещин для оценки напряженно-деформированного состояния сжатого бетона помимо указанной выше диаграммы используют, как наиболее простую, двухлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки.

6.1.26. При расчете раскрытия нормальных трещин по нелинейной деформационной модели для оценки напряженно-деформированного состояния в сжатом бетоне используют диаграммы состояния, приведенные в п.п. 6.1.20 и 6.1.21, с учетом непродолжительного действия нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

6.1.27. Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур на деформационные характеристики бетона учитывают коэффициентом условий работы γ_bt ≤ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40^оС и выше, принимают коэффициент γ_bt = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента γ_bt принимают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды.

6.1.28. Значения прочностных характеристик бетона при плоском (двухосном) или объемном (трехосном) напряженном состоянии следует определять с учетом вида и класса бетона из критерия, выражающего связь между предельными значениями напряжений, действующих в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Деформации бетона следует определять с учетом плоского или объемного напряженных состояний.

6.1.29. Характеристики бетона-матрицы в дисперсно армированных конструкциях следует принимать как для бетонных и железобетонных конструкций.

Характеристики фибробетона в фибробетонных конструкциях следует устанавливать в зависимости от характеристик бетона, относительного содержания, формы, размеров и расположения фибр в бетоне, ее сцепления с бетоном и физико-механических свойств, а также в зависимости от размеров элемента или конструкции.

Дата добавления: 2015-06-26