Железобетон

СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН ИЗГИБАЕМЫХ, ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И ВНЕЦЕНТРЕННО РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

После образования трещин при двузначной эпюре на­пряжений для сечений изгибаемых внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов также характер­но одно и то же напряженно-деформированное состоя­ние— стадия II (рис. VII.9). Введем обозначение для суммарного усилия от внешней нагрузки и предвари­тельного обжатия:

NM=±N + P (VII. 71)

При внецентренном растяжении сила N принимается со знаком минус.

Чтобы оценить характер эпюры напряжений при вне­центренном растяжении, определяют e0N — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до точки при­ложения суммарного усилия Nt0T. Если еолг^О,8 H0, эпю­ра напряжения в сечении будет двузначной, если же E0N<0,8H0, сечение по всей высоте окажется растяну­тым.

В сечениях с трещинами высота сжатой зоны умень­шается, а в сечениях между трещинами она увеличива­ется, в результате нейтральная ось по длине железобе­тонного элемента оказывается волнообразной (рис. VII. 10). В зоне чистого изгиба и в зоне максимальных моментов однопролетных элементов, загруженных рас­пределенной нагрузкой, трещины располагаются по дли­не приблизительно равномерно. В других зонах попе­речные силы элементов оказывают некоторое влияние на расстояние между трещинами. Деформации и напря­жения растянутой арматуры, как и при центральном рас­тяжении, на участках между трещинами неравномерны. По мере удаления от краев трещины напряжение в ар­матуре уменьшается, в бетоне увеличивается.

Коэффициент tj)s для изгибаемых элементов можно определять из условия, что изгибающий момент от дей­ствия внешней нагрузки в сечении с трещиной и между трещинами один и тот же (М), по аналогии с централь­но-растянутым элементом [см. формулу (VII.60)]:

• (VII. 72)

Где Мб. сгс — момент, воспринимаемый бетоииым иеармироваииым се­чением перед образованием трещии,

Рис. VII.9. Напряженно - деформированное состоя­ние после образования трещии в элементах

1 — изгибаемых; 2 — вне­центренно сжатых; 3 — виецеитренно растяну­тых

Рис. VI t.10. Характер нейтральной оси по дли­не изгибаемого железо­бетонного элемента пос­ле образования трещин

Щ. стс = Rtf,Aer WBtPi.

В предварительно-напряженных изгибаемых элемен­тах бетон начинает работать на растяжение лишь пос­ле превышения моментом внешних сил М момента уси­лия предварительного обжатия МгР. Отсюда

% = 1 - щ LMb,Crc/W - MPP)J (VII.73)

Производение ю<х п0 данным опытов может приниматься: при кратковременном действии нагрузки равным 0,8; при длительном действии нагрузкк—0,4. Коэффициент tjjs может изменяться от 0,3—0,5 до значения, близкого к единице. Под влиянием ползучести бетона растянутой зоны, как показали исследования, коэффициент |з8 уве­личивается. При многократно повторяющихся и дина­мических нагрузках |з3-»-1.

Нормами рекомендуется определять коэффициент tjjs для изгибаемых и внецентренно загруженных элемен­тов по эмпирической формуле

Аь = 1,25-фгфт - — <1; (VII. 74)

(3,5—1,8|I)EStiot/H0

Здесь E,,Tot — расстояние от центра тяжести площади сечения растя­нутой арматуры до суммарного усилия Ntot; <Pi—коэффициент, ха­рактеризующий длительность действия нагрузки и профиль арматур­ных стержней, принимаемый: при кратковременном действии нагруз­ки для стержней периодического профиля, равным 1,1, для гладких стержней и проволочной арматуры — 1; при длительном действии на­грузки независимо от профиля стержней — 0,8; — расстояние от центра тяжести площади сечения растянутой арматуры До точки при­ложения суммарного усилия Ntot;

Rbt, ser WPi

Фт = — — < 1, (VII. 75)

Mr — МТР

Wpi определяют по (VII.35), (VII.37).

Для изгибаемых элементов без предварительного на­пряжения последний член в правой части формулы (VII.74) принимают равным нулю;

^-1,25-ф, *ъ,,~г*Р1 (V1I76)

2. Коэффициент

Краевые деформации бетона сжатой зоны по длине элемента в стадии II также распределяются неравно­мерно: в сечении с трещиной она наибольшие, по мере удаления от краев трещины она уменьшаются. Нерав­номерность краевых деформаций бетона сжатой зоны

По длине элемента характеризуется коэффициентом выражающим отношение средних деформаций е&т к деформациям в сечении с трещиной е&, т. е. • - ^ь = Чт/Ч = obm/ab < 1. (VII.77)

По данным ОПЫТОВ, коэффициент 1|>ь может изме­няться от 0,75 до 1. Нормами рекомендуется при дли­тельном и кратковременном действии нагрузки для всех случаев приближенно принимать t|Jt=0,9.