Приложение

Страница 15

Основные положения расчёта железобетонных конструкций.

С 1955 г. в нашей стране расчёт строительных конструкций производится по методу предельных состояний

. Цель расчёта - не допустить наступления предельных состояний при эксплуатации и возведении зданий и сооружений.

Под предельным состоянием

конструкции понимают такое её состояние, при котором она перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям безопасности или эксплуатационной пригодности.

Различают 2 группы предельных состояний:

1-я группа: по потере несущей способности

, т.е. полной непригодности конструкции к эксплуатации.

2-я группа: по непригодности к нормальной эксплуатации

, т.е. эксплуатации, осуществляемой в соответствии с предусмотренными технологическими или бытовыми условиями. Эти предельные состояния затрудняют эксплуатацию, принципиально не исключая её возможности.

Для железобетонных конструкций обычно проводят расчеты:

по 1-й группе предельных состояний - на прочность:

по нормальному сечению (подбор продольной арматуры);

по наклонному сечению (подбор поперечной арматуры).

по 2-й группе предельных состояний:

по образованию трещин;

по раскрытию трещин;

по деформациям (прогибам).

В данной работе мы ограничиваемся расчетом по 1-й группе предельных состояний. В общем виде условие расчёта выглядит следующим образом:

S ≤ R или Ψ = R - S ≥ 0,

где

S - суммарная расчётная нагрузка на конструкцию;

R - несущая способность конструкции;

Ψ - резерв (запас) прочности конструкции.

Что такое несущая способность конструкции.

В качественном отношении - это способность конструкции воспринимать нагрузку. В количественном отношении - это максимальная величина нагрузки, которую может выдержать конструкция.

Расчёт изгибаемых элементов по несущей способности.

Что такое граничная относительная высота сжатой зоны бетона.

В сечении железобетонного элемента, находящегося под нагрузкой, имеются сжатая и растянутая зоны. При расчёте по прочности считается, что усилия в сжатой зоне воспринимаются бетоном, а в растянутой - продольной арматурой (рис. П-3).

Высота сжатой зоны бетона обозначается "x". Относительной высотой сжатой зоны ξ является отношение её фактической высоты x к рабочей высоте сечения h0:

.

Рис. П-3.

Схема усилий в нормальном сечении изгибаемого элемента при расчёте по прочности.

Экспериментально установлено, что если в предельном состоянии (т.е. перед разрушением) высота сжатой зоны окажется меньше некоторого граничного значения xR, то разрушение начинается с наступления расчётного сопротивления (физического или условного предела текучести) в арматуре и заканчивается раздроблением сжатого бетона. Такое разрушение происходит плавно, постепенно.

Если высота сжатой зоны x > xR, то разрушение начинается с раздробления бетона, имеет хрупкий характер и происходит внезапно. Напряжения в арматуре при этом не достигают расчётного сопротивления, т.е. прочность арматуры недоиспользуется.

Элементы, для которых характерно такое разрушение, называются переармированными

. Их использование неэкономично и опасно. Поэтому такие элементы в строительстве, как правило, не применяются.

При x = xR наступление текучести в арматуре и раздробление сжатого бетона происходят одновременно.

Для сравнения граничной высоты сжатой зоны у различных сечений пользуются понятием относительной граничной высоты:

.

При проектировании железобетонных элементов требуется, чтобы выполнялось условие: ξ ≤ ξR. Для этого случая справедливы все основные расчётные формулы для подбора арматуры и определения несущей способности сечения.