ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
63. ПОЧЕМУ ГРАНИЧНАЯ ВЫСОТА СЖАТОЙ ЗОНЫ ЗАВИСИТ ОТ КЛАССА РАСТЯНУТОЙ АРМАТУРЫ, ВЕЛИЧИНЫ ЕЕ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ И КЛАССА БЕТОНА?Чем выше класс арматуры, тем выше ее предел текучести pl (02), тем больше деформации pl(02), соответствующие пределу текучести. Граничная высота хR (R) – это величина, которая обеспечивает одновременное достижение деформаций бетона bu и арматуры pl(02). Но, если для данного класса бетона величина bu постоянна, а с увеличением класса арматуры величина pl растет, то хR(R), естественно, уменьшается (рис. 30,а).  Рис. 30 Та же обратная зависимость между 02 и хR сохраняется и для высокопрочной (“твердой”) стали, однако ее удлинение 02 столь велико, а соответствующая ему граничная высота хR,02 столь мала (эпюра 1 на рис. 30,б), что в растянутой зоне трещины раскрываются на недопустимую ширину (до 1 мм и более), не говоря уже о чрезмерных прогибах. Если такую арматуру предварительно натянуть до напряжений sp (точка 1 на рис. 30,в), а затем передать силу обжатия на бетон, то после проявления потерь и упругого укорочения от обжатия бетона (точка 2) в арматуре установятся напряжения (sp2 – bp) и деформации sp,0, после чего прикладывается внешняя нагрузка. Чтобы достичь условного предела текучести 02 (точка 3), арматуре предстоит удлиниться на величину s = 02 – sp,0, т.е. меньше, чем если бы преднапряжения не было (без преднапряжения арматура проделывает путь от точки 0 до точки 3, минуя точку 2). Это непосредственно отражается и на работе нормального сечения: деформации растянутой зоны, а вместе с ними и ширина раскрытия трещин, становятся меньше, а граничная высота хR больше (эпюра 2 на рис. 30,б). Отсюда понятно, что при прочих равных условиях, чем меньше величина преднапряжения sp, тем больше s и тем меньше хR (или R). С повышением класса бетона его предельная сжимаемость bu уменьшается (см. вопрос 27). Но, если для данного класса арматуры величина pl постоянна, то очевидно, что с уменьшением bu (повышением класса бетона) уменьшается и хR(рис. 30,г). 64. КАКОВА ЭПЮРА НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ СЖАТОЙ ЗОНЫ?Форма эпюры меняется в зависимости от напряженно-деформированного состояния, которое условно разделяют на 3 стадии (рис. 31). На 1-й стадии, до образования трещин, напряжения сравнительно невелики, сжатый бетон работает практически упруго и эпюру сжимающих напряжений без особых погрешностей можно принять треугольной. Эпюра напряжений в растянутом бетоне накануне образования трещин криволинейна, что вытекает из криволинейности диаграммы растяжения (см. вопрос 4). Стадию 1 рассматривают, когда выполняют расчет по образованию трещин, при этом криволинейную эпюру в растянутой зоне заменяют прямоугольной, что существенно упрощает расчет почти без ущерба для его точности.  Рис. 31 На 2-й стадии (после образования трещин) растянутый бетон выключается из работы, трещины раскрываются все шире, а растягивающие усилия воспринимаются одной только арматурой (если пренебречь ничтожно малой растянутой зоной над трещиной). Эпюра напряжений в сжатом бетоне все более искривляется. На этой стадии выполняют расчет по раскрытию трещин. 3-я стадия разрушение, соответствует участку диаграммы сжатия бетона с нисходящей ветвью (рис.1), поэтому максимальные сжимающие напряжения (b = Rb) не в крайних волокнах, а несколько ближе к нейтральной оси. Полнота эпюры напряжений приближается к 1, поэтому для практических расчетов криволинейную эпюру с небольшой погрешностью (не более 5 %) заменяют прямоугольной. В зависимости от высоты сжатой зоны xнапряжения в арматуре s могут достичь расчетного сопротивления Rs (случай 1) или быть меньше Rs (случай 2). На 3-й стадии выполняют расчет прочности нормальных сечений. |