Анализ факторов влияния на расчет железобетонных балок с ненапрягаемой арматурой действия поперечной силы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №50 (288) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 12.12.2019

Статья просмотрена: 2 раза

Библиографическое описание:

Цымбал А. С. Анализ факторов влияния на расчет железобетонных балок с ненапрягаемой арматурой действия поперечной силы // Молодой ученый. — 2019. — №50. — С. 145-147. — URL https://moluch.ru/archive/288/65097/ (дата обращения: 18.02.2020).



Ключевые слова: железобетонная балка, поперечная сила, факторы.

Построение общей расчетной модели, адекватно описывающей сопротивление конструкции действию среза в комбинации с изгибом и продольными усилиями, является одной из сложных задач теории железобетона. Метод расчета, принятый в действующих российских нормах, имеет ряд недостатков. Для правильного выполнения расчета необходимо знать закономерности процессов образования трещин и разрушения, а также факторы, которые влияют на несущую способность, напряженно-деформированное состояние и внутренние усилия, действующие в наклонных сечениях. Основную информацию обо всем перечисленном дает анализ результатов экспериментов [2].

Общий характер образования трещин иразрушения конструкций взоне действия поперечных сил

При постепенном загружении нормальные трещины образуются сначала в зоне чистого изгиба, затем в зоне совместного действия изгибающих моментов поперечных сил — в так называемом пролете среза балки. По мере возрастания нагрузки они развиваются следующим образом: в зоне чистого изгиба — не изменяя первоначального направления; в пролете среза — отклоняясь в сторону приложения сосредоточенной силы и постепенно переходя в наклонные. На определенном этапе загружения образуется второй вид наклонных трещин — в середине высоты сечения балки над существующими нормальными трещинами либо в зоне, где их нет. При постепенном увеличении нагрузки наклонные трещины развиваются по направлению к сжатой и растянутой граням балки, одна из них — критическая, раскрывается интенсивнее, в дальнейшем по ней будет происходить разрушение. Существуют две основные формы разрушения балок по наклонной трещине: первая — характеризуется мгновенным раскрытием наклонной трещины с последующим разрушением сжатого бетона над ее крайней точкой от опоры — разрушение по сжатой зоне; вторая — мгновенным раскрытием наклонной трещины с учетом текучести продольной арматуры или исчерпания прочности анкеровки арматуры за опорой — по растянутой зоне. В обоих случаях напряжения в поперечной арматуре достигают состояния текучести.

Факторы, влияющие на характер трещинообразования, разрушения инесущую способность

Современный уровень развития методов расчета позволяет учесть все факторы, влияющие на несущую способность и их взаимодействие в различных случаях. Основываясь на данных экспериментов, некоторые факторы, оказывающие наибольшее влияние на несущую способность условно разделены на две группы: первая — факторы от внешнего воздействия, такие как условие опирания и схема загружения, вид и режим действия поперечной нагрузки, факторы окружающей среды; вторая — конструктивные факторы — поперечное и продольное армирование, геометрия поперечного сечения элемента, класс бетона, условия анкеровки арматуры, ее сцепление с бетоном и т. д. [1,с.54–56]

К факторам внешнего воздействия относят следующее: вид приложенной поперечной нагрузки — сосредоточенная или равномерно распределенная; режим действия нагрузки — статическая, динамическая или многократно повторяющаяся; силовые факторы, действующие совместно с поперечными силами,- изгибающие и крутящие моменты, продольные силы; факторы влияния окружающей среды — высокие значения положительных и отрицательных температур, а также агрессивное действие воды. [1, с.54–56]

Загружение сосредоточенными силами — наиболее распространенный вид фактического загружения свободно опертой балки. Определяющий параметр — расстояние от опоры до точки приложения нагрузки, или пролет среза, длина которого существенно влияет на характер трещинообразования, форму разрушения и несущую способность балки. Таким образом, длина пролета среза, которую принято относить к рабочей высоте h0 определяет соотношение между максимальными значениями изгибающего момента и поперечной силы, действующими в сечениях балки (a/h0 = M/Qh0).

Загружение равномерно распределенной нагрузкой не вносит принципиальных изменений в описанные закономерности процессов трещинообразования и разрушения при действии на элемент сосредоточенных сил. Вследствие того, что при загружении равномерно распределенной нагрузкой поперечные силы действуют по всей длине балки, большинство нормальных трещин по мере развития отклоняются к середине пролета и постепенно переходят в наклонные. Наклон их возрастает с увеличением поперечной силы — от середины пролета к опоре.

В целом зависимость несущей способности от l/h0 носит такой же характер, как и в случае загружения сосредоточенными силами от a/h0, сохраняя общую тенденцию уменьшения несущей способности с увеличением l/h0 и переходом в дальнейшем к разрушению по нормальному сечению.

К конструктивным факторам, оказывающим существенное влияние на несущую способность при действии поперечных сил, оказывают: интенсивность поперечного армирования; прочность (класс) бетона; размеры и форма поперечного сечения; продольное армирование; анкеровка и сцепление продольной арматуры с бетоном; предварительное напряжение. С увеличением интенсивности поперечного армирования, диаметра поперечных стержней, уменьшением их шага или повышением прочности арматуры несущая способность повышается существенно (в 1,5...2 раза) по сравнению с несущей способностью элементов без поперечного армирования.

При разрушении элемента по наклонной трещине от раздробления или среза бетона сжатой зоны, рост несущей способности элемента в целом существенно отстает от роста прочности элемента на осевое растяжение Rbt, т. е. превалирующее влияние оказывает прочность бетона на растяжение.

Также стоит учесть возможность разрушения по растянутой зоне за наклонной трещиной при недостаточной анкеровке продольной арматуры у свободных краев консольных элементов, а также при обрыве продольной арматуры в пролете или у промежуточных опор неразрезных элементов. При частичном обрыве продольной арматуры в пролете разрушение по растянутой зоне может наступить в критической наклонной трещине, проходящей через конец обрываемого стержня, в результате текучести продольной арматуры и последующего раздробления бетона над наклонной трещиной.

Таким образом, с увеличением длины обрываемого стержня и приближением его конца к опоре несущая способность элемента увеличивается до тех пор, пока не произойдет переход к другой форме разрушения — по сжатой зоне над наклонной трещиной или по нормальному сечению.

Литература:

1. Кодыш Э. Н., Никитин И..К., Трекин Н. Н. Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям. — Монография. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010.

2. Баширов Х. З., Клюева Н. В., Дородных А. А. Основные результаты экспериментальных исследований ширины раскрытия трещин железобетонных составных конструкций по наклонным сечениям // Научный вестник Воронежского ГАСУ. 2013. № 2 (30).

Основные термины (генерируются автоматически): наклонная трещина, несущая способность, продольная арматура, поперечная сила, поперечное армирование, растянутая зона, сжатая зона, сила, внешнее воздействие, мгновенное раскрытие.


Похожие статьи

Развитие трещин в бетоне ростверков под колонны при изменении...

Продольное армирование растянутой зоны ростверка является важнейшим фактором, который влияет и на характер образования трещин, схему разрушения, и в итоге на прочность ростверка. Однако независимо от процента армирования, во многих образцах первыми...

Определение прогибов изгибаемых железобетонных элементов...

В растянутой зоне арматура работает на растяжение, в сжатой зоне бетон работает на

Теоретические и экспериментальные исследования по усилению сжатых и изгибаемых

Чтобы сжатая арматура работала, нужно ее удержать поперечными стержнями (хомутами) от...

Усиление тканевыми полимерными композитами железобетонных...

Учитывая вышесказанное были проведены экспериментальные исследования несущей способности тавровых железобетонных балок, усиленных высокопрочными тканевыми углепластиковыми волокнистыми материалами (УПВМ) в зоне действия поперечных сил.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований...

где Q — поперечная сила в рассматриваемом поперечном сечении балки, b — ширина балки, S

Вопросом определения несущей способности контактного шва занимался в свое время Запрутин

Часто при расчёте прочности и оценке несущей способности усиленного сжатого...

Особенности напряженно-деформированного состояния коротких...

поперечной арматуры и в балках, армированных равномерно распределенной арматурой.

Первая зона представляет собой наклонную полосу, расположенную между грузовой и

Вторая зона представляет собой горизонтальный участок в нижней части балки, в пределах...

Исследование прочности и трещиностойкости нормальных...

Площадь поперечного сечения продольной арматуры назначается таким образом, чтобы обеспечить разрушение элементов по нормальным сечениям, как по арматуре растянутой зоны, так и по бетону сжатой, другими словами процент армирования постепенно...

О передаче напряжений через трещины железобетонных элементах

Если при сжатии и растяжении механизм передачи напряжений через трещины нашел достаточное

Анализ результатов исследований показал, что нормальное раскрытие трещины является

К первой серии относились образцы без поперечного армирования со свободным...

Методы оценки прочности бетонных элементов | Статья в журнале...

Продольное армирование растянутой зоны ростверка является важнейшим фактором, который

Наклонная трещина образуется в средней части балки, в зоне бетона, находящейся между

Деформации бетона и арматуры, а также ширина раскрытия трещин отсчетным...

Характер трещинообразования коротких железобетонных балок...

Как правило, первыми появляются трещины в растянутой зоне в середине пролета

Они могут выделять сжатую зону бетона как с внутренней, так и с внешней стороны, либо только с одной стороны.

Наклонная трещина образуется в средней части балки, в зоне бетона...

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Наклонная трещина Т — О образуется в средней части балки, в зоне бетона, находящейся между

Первая зона представляет собой наклонную полосу, расположенную между грузовой и

Третья и четвертая зоны располагаются с внутренней и с внешней стороны сжатого...

Похожие статьи

Развитие трещин в бетоне ростверков под колонны при изменении...

Продольное армирование растянутой зоны ростверка является важнейшим фактором, который влияет и на характер образования трещин, схему разрушения, и в итоге на прочность ростверка. Однако независимо от процента армирования, во многих образцах первыми...

Определение прогибов изгибаемых железобетонных элементов...

В растянутой зоне арматура работает на растяжение, в сжатой зоне бетон работает на

Теоретические и экспериментальные исследования по усилению сжатых и изгибаемых

Чтобы сжатая арматура работала, нужно ее удержать поперечными стержнями (хомутами) от...

Усиление тканевыми полимерными композитами железобетонных...

Учитывая вышесказанное были проведены экспериментальные исследования несущей способности тавровых железобетонных балок, усиленных высокопрочными тканевыми углепластиковыми волокнистыми материалами (УПВМ) в зоне действия поперечных сил.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований...

где Q — поперечная сила в рассматриваемом поперечном сечении балки, b — ширина балки, S

Вопросом определения несущей способности контактного шва занимался в свое время Запрутин

Часто при расчёте прочности и оценке несущей способности усиленного сжатого...

Особенности напряженно-деформированного состояния коротких...

поперечной арматуры и в балках, армированных равномерно распределенной арматурой.

Первая зона представляет собой наклонную полосу, расположенную между грузовой и

Вторая зона представляет собой горизонтальный участок в нижней части балки, в пределах...

Исследование прочности и трещиностойкости нормальных...

Площадь поперечного сечения продольной арматуры назначается таким образом, чтобы обеспечить разрушение элементов по нормальным сечениям, как по арматуре растянутой зоны, так и по бетону сжатой, другими словами процент армирования постепенно...

О передаче напряжений через трещины железобетонных элементах

Если при сжатии и растяжении механизм передачи напряжений через трещины нашел достаточное

Анализ результатов исследований показал, что нормальное раскрытие трещины является

К первой серии относились образцы без поперечного армирования со свободным...

Методы оценки прочности бетонных элементов | Статья в журнале...

Продольное армирование растянутой зоны ростверка является важнейшим фактором, который

Наклонная трещина образуется в средней части балки, в зоне бетона, находящейся между

Деформации бетона и арматуры, а также ширина раскрытия трещин отсчетным...

Характер трещинообразования коротких железобетонных балок...

Как правило, первыми появляются трещины в растянутой зоне в середине пролета

Они могут выделять сжатую зону бетона как с внутренней, так и с внешней стороны, либо только с одной стороны.

Наклонная трещина образуется в средней части балки, в зоне бетона...

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Наклонная трещина Т — О образуется в средней части балки, в зоне бетона, находящейся между

Первая зона представляет собой наклонную полосу, расположенную между грузовой и

Третья и четвертая зоны располагаются с внутренней и с внешней стороны сжатого...

Задать вопрос