2. Напрягаемая арматура. (рис.5). Напрягаемая арматура освобождается от натяжных уст-в после приобретения бетоном требуемой прочности Rbt – передаточная прочность.

σ_сп – предв. напряжение считается изменяющимся линейно от нуля у края эл-та до полного значения в степени, расположенном L_p – от края эл-та. L_p – длина зоны передачи напряжения с арматуры на бетон для арматуры без анкеров.

Без анкеров исп-ся стержни периодического профиля или канаты при достаточной прочности бетона.

L_p=[ω_р* (σ_sp/R_bt) + Δα_p] * d

ω_р , Δα_p – коэф-ты, опред-е по табл.СНИП2.01.03-84.

Для уменьшения L_p на концах арматурных стержней уст-ся анкеры. Тип анкера зависит от вида арматуры и технологии изготовления. Гладкая высокопрочная проволока (ВII, В1200) всегда закрепляется в бетоне спец. анкерами. В качестве анкеров исп-т запрессованные или высаженные головки, приваренные картешки, уголки, шайбы, гайки, навинченные на конец стержней.

Билет №17. Методы расчета ЖБК: по допускаемым напряжениям, по разрушающим усилиям, по предельным состояниям.

Р

асчёт на прочность по допускаемым напряжениям

1. В основу расчёта положена II стадия напряжённого состояния. Эпюра напряжений в сжатой зоне – треугольная. Расчёт сводится к проверке напряжений в бетоне и арматуре (рис. 4.5).

2. Бетон на растяжение не работает.

3. Справедлива гипотеза плоских сечений (нормальные к оси балки сечения остаются плоскими после загружения).

4. Справедлив закон Гука: .

5. Модуль упругости бетона – постоянная величина: . (Для данной марки стали и бетона отношение модулей упругости – постоянная величина: ).

В расчете рассматривается приведённое к бетону сечение балки.

Из условия равенства деформаций арматуры и бетона ( ) находят напряжения в бетоне ; .

Отсюда следует, что одна единица площади сечения арматуры эквивалентна по прочности единицам площади сечения бетона.

Приведённая площадь сечения балки равна = .

Момент инерции сечения относительно нейтральной оси:

.

Проверка напряжений в бетоне и арматуре выполняется по формулам: ; ,

где – рабочая высота сечения балки (расстояние от центра тяжести сечения арматуры до края сжатой зоны).

Положение нейтральной оси определяется из условия равенства статического момента сечения сжатой зоны бетона и статического момента приведённого сечения арматуры относительно нейтральной оси : , решая уравнение относительно х, получаем: = .

Допускаемые напряжения:

, где – марка бетона; = 2 – коэффициент запаса; , где – предел текучести; – коэффициент запаса

Расчёт на прочность по разрушающим усилиям

1. В основу расчёта положена III стадия напряжённого состояния – стадия разрушения. Эпюра напряжений в сжатой зоне – прямоугольная. Замена криволинейной эпюры на прямоугольную упрощает расчёты при внесении незначительной погрешности.

2. В стадии разрушения напряжения в арматуре и бетоне достигают предельных значений: и (принцип Лолейта).

3. В расчете не учитываются гипотеза плоских сечений и закон Гука.

Расчёт выполняется на основании уравнений равновесия.

Рис. 4.6. Расчётная схема

4. В расчёт введён общий коэффициент запаса (рис.).

Для вывода расчётных зависимостей составляются уравнения равновесия.

Сумма проекций всех сил на продольную ось балки равна нулю: , , откуда .

Сумма моментов сил относительно центра тяжести сжатой зоны бетона: , . Правая часть уравнения равна разрушающему моменту , левая часть – моменту от нагрузки.

По величине разрушающего момента вычисляется допускаемый момент , где – коэффициент запаса. Зависит от соотношения временных и постоянных нагрузок.

Условие прочности .

Для выполнения принципа Лолейта необходимо исключить возможность хрупкого разрушения балки по сжатой зоне. Как показали эксперименты, принцип Лолейта выполняется при , где – статический момент сжатой зоны бетона относительно центра тяжести растянутой арматуры; – статический момент рабочего сечения балки относительно центра тяжести растянутой арматуры.

Расчёт может сводиться к определению фактического коэффициента запаса и сравнению его с нормированным : .

Достоинства метода.

1. В расчёте учитываются пластические свойства бетона и стали.

2. В расчёте не учитываются закон Гука и гипотеза плоских сечений.

Недостатки метода.

Один коэффициент запаса не может отразить отклонения нагрузок, прочности материалов, геометрических размеров, условия изготовления и эксплуатации.

Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 27751 по методу предельных состояний, включающему: