ЖБК 200 вопросов и ответов. Бетон, арматура и железобетон
 Скачать 11.86 Mb.
|
115. ЧТО ТАКОЕ ПЛАСТИЧЕСКИЙ ШАРНИР?
деформации арматуры s продолжают увеличиваться (арматура течет), в связи с чем примыкающие к сечению части изгибаемого элемента взаимно поворачиваются (см. узел А на рис. 60) – сечение работает как шарнир, но, в отличие от обычного (в котором момент равен нулю), способный воспринимать изгибающий момент Mpl. Такое состояние сечения назвали «пластическим шарниром» (ПШ). Понятно, что ПШ может возникнуть только в слабо армированном сечении. В переармированном сечении арматура предела текучести не достигает (см. вопрос 62), а в нормально армированном достижение предела текучести происходит одновременно с разрушением бетона сжатой зоны и о взаимном повороте примыкающих частей речи быть не может. В статически определимой конструкции (например, в однопролетной балке) образование ПШ превращает ее в механизм и быстро вызывает разрушение (рис. 60,а). Иное дело в статически неопределимых системах: образование ПШ там только устраняет лишнюю связь, и чем больше лишних связей, тем большее число ПШ можно допустить без риска разрушения конструкции (рис. 60,б). Поскольку в ПШ моменты не растут, то при увеличении нагрузки начинают более интенсивно работать другие сечения, происходит т.н. «перераспределение моментов» с одних сечений на другие. Перераспределение продолжается до наступления предельного равновесия, за которым система превращается в механизм. 116. КАК ПРОИСХОДИТ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ?Рассмотрим защемленную балку с одинаковой продольной растянутой арматурой в пролете и на опорах (As = As), нагруженную нагрузкой q (рис. 61). На 1-ом этапе нагружения моменты в балке распределяются согласно правилам строительной механики и растут пропорционально нагрузке. Так продолжается до тех пор, пока в опасных сечениях (в данном примере – на опорах) не потечет растянутая арматура Sи не возникнут ПШ. Тогда моменты в последних достигают величины M1 = –ql2 /12, а в пролете – величины M1 = ql2/24 – это окончание работы конструкции по упругой статической схеме.   Рис. 61 Рис. 62 При дальнейшем увеличении нагрузки (2-й этап) в опорных сечениях арматура S продолжает течь, опорные моменты не растут (M1=–ql2/12 = const), зато растут моменты в пролете, пока не достигают предельного значения:M2=ql2/12 (напомним, что несущая способность пролетного и опорных сечений в данном примере одинакова). Наступает предельное равновесие: в пролете образуется еще один ПШ, вслед за чем балка превращается в механизм (три шарнира на одной прямой) и происходит разрушение. В результате упруго-пластической работы и перераспределения усилий, пролетный момент увеличился вдвое по сравнению с упругой схемой, а нагрузка q возросла в 1,33 раза. Удостовериться в этом легко, если вспомнить правило строительной механики: суммарное значение пролетного и полусуммы опорных моментов равно моменту в однопролетной свободно опертой балке Мб. Тогда на 1-ом этапе Мб1 = ql2 /12 +ql2/24 = = 3ql2/24 = ql2/8, на 2-м этапе Мб2 = ql2 /12 + ql2 /12 = 4ql2/24 = 1,33 ql2/8. |
