3.1. Три стадии НДС

3.1. Три стадии напряженно деформированного состояния (НДС) железобетонных конструкций

Рассмотрим работу балки в зоне чистого изгиба.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415


I стадия НДС
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
В начале I стадии НДС напряжения в бетоне и арматуре носят преимущественно упругий характер (рис А), зависимость между напряжениями и деформациями – линейная, эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения – треугольные. С увеличением нагрузки на элемент в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации (рис Б), эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности бетона при растяжении 13 EMBED Equation.3 1415. Этим характеризуется конец I стадии НДС. В этот момент нагрузка достигает 10-15% от разрушающей. При дальнейшем увеличении нагрузки в бетоне растянутой зоны образуются трещины (II стадия НДС).
I стадия НДС

Трещины в растянутой зоне бетона отсутствуют;
Деформации в сжатом бетоне, сжатой и растянутой арматуре носят упругий характер (бетон и арматура работают совместно по всей длине балки).

Стадия I положена в основу расчета конструкций по образованию трещин.
В этом случае рассматривается приведенная эпюра напряжений.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Эпюра напряжений в растянутой зоне принимается прямоугольной с ординатой 13 EMBED Equation.3 1415 Высота сжатой зоны бетона х определяется расстоянием от нейтральной оси, проходящей через нулевое значение эпюры напряжений до верха сжатой зоны.
II стадия НДС
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
II стадия начинается с момента появления трещин и заканчивается по достижению ими предельных значений. Это соответствует увеличению нагрузки до 60-65% от величины разрушающей. С определенным шагом по длине элемента возникают вертикальные трещины. В интервалах между трещинами сцепление арматуры с бетоном сохраняется, и по мере удаления от краев трещины растягивающие напряжения в бетоне увеличиваются, а в арматуре уменьшаются. С дальнейшим увеличением нагрузки в бетоне сжатой зоны возникают неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется, а ордината максимального напряжения перемещается с края сечения в его глубину. Большая часть растянутой зоны бетона исключается из работы. Растягивающие усилия воспринимает арматура и небольшой участок бетона. Раскрытие трещин и напряжение в арматуре вызывают увеличение деформации растянутой зоны, при этом происходит смещение нейтральной оси вверх.

II стадия НДС

В растянутой зоне бетона появляются трещины;
Деформации в сжатом бетоне носят упруго-пластический характер;
Растягивающие напряжения воспринимает арматура и участок бетона над трещиной.










II стадия НДС соответствует эксплуатационному состоянию и поэтому принята в основу расчетов по деформациям и ширине раскрытия трещин.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Напряжения в бетоне растянутой зоны не учитываются. С достаточной степенью точности в сжатой зоне эпюра напряжений рассматривается треугольной. Растягивающие напряжения воспринимаются арматурой.








III стадия НДС (Стадия разрушения) 1 случай

13 SHAPE \*
·MERGEFORMAT 1415
С дальнейшим увеличением нагрузки напряжения в арматуре достигают физического (условного) предела текучести, напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба элемента и сокращения высоты сжатой зоны также достигают значений временного сопротивления сжатию. Разрушение железобетонного элемента начинается с арматуры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Такое разрушение носит пластический характер.
III стадия НДС (Стадия разрушения) 1 случай (13 EMBED Equation.3 1415)

Разрушение начинается с растянутой арматуры и заканчивается раздроблением сжатого бетона;
Характер разрушения пластический;
Полностью используется несущая способность арматуры.

III стадия НДС 1 случай положена в основу расчета изгибаемого элемента по прочности.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Криволинейная эпюра напряжений в сжатом бетоне приводится к прямоугольной, высота сжатой зоны х3.



III стадия НДС (Стадия разрушения) 2 случай

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

2 случай III стадии НДС возможен в элементах с избыточным армированием. Разрушение происходит по бетону сжатой зоны. Стадия II переходит в стадию III внезапно. Разрушение переармированных элементов всегда носит хрупкий характер при неполном использовании растянутой арматуры.


III стадия НДС (Стадия разрушения) 2 случай (13 EMBED Equation.3 1415)

Разрушение начинается с сжатого бетона;
Характер разрушения хрупкий, мгновенный;
Прочность растянутой арматуры полностью не используется;
Коэффициент армирования элемента 13 EMBED Equation.3 1415.

В практике проектирования второй случай III стадии НДС не допускается!
13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

Б)

А)

Зона чистого изгиба

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

Эпюра Q

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

Эпюра М

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415



Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 11119800
    Размер файла: 411 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий