Чем отличаются категории трещиностойкости.

1-я категория: не допускается образование трещин при действии полных расчетных нагрузок, т.е. с коэффициентом надежности g_f > 1. Здесь выполняют расчет по образованию трещин, а сечения рассматривают на 1-й стадии работы (см. вопрос 64).

2-я категория: допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин а_crc1 при действии полных нормативных нагрузок, т.е. с коэффициентом надежности g_f = 1, при условии последующего надежного закрытия трещин, когда остаются только постоянная и длительная нагрузки. Здесь выполняют расчет по раскрытию и закрытию трещин, а сечения рассматривают на 2-й стадии работы.

3-я категория: допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин а_crc1 при действии полных нормативных нагрузок с g_f = 1 и продолжительное раскрытие а_crc2 при действии постоянной и длительной нормативных нагрузок (тоже с g_f = 1). Расчет выполняют по раскрытию трещин, сечения рассматривают на 2-й стадии работы.

КОНСТРУКЦИИ КАКОЙ КАТЕГОРИИ САМЫЕ ДОЛГОВЕЧНЫЕ?

Конечно, первой: у них коррозия арматуры практически полностью исключается. Но для этих конструкций, при прочих равных условиях, требуется больше арматуры, особенно напрягаемой, и, как правило, более высокие классы бетона. Поэтому чаще всего применяют самые дешевые конструкции 3-й категории, если не позволяют условия - то 2-й, и, в исключительных случаях, - 1-й.

В ЧЕМ СУТЬ РАСЧЕТА ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОРМАЛЬНЫХ ТРЕЩИН ПРИ ИЗГИБЕ?

Суть - в выполнении условия М £ М_crc, где М - изгибающий момент в нормальном сечении от внешней расчетной нагрузки, а М_crc - момент внутренних сил, который сопротивляется образованию трещин.

Чтобы вызвать образование трещин в сечении преднапряженного изгибаемого элемента, нужно загрузить его внешним моментом, численно равным М_crc и состоящим из двух слагаемых: М_р - момента, который погашает предварительное обжатие крайнего волокна бетона (на рис. 75 - нижнего), т.е. уменьшает в нем сжимающие напряжения от s_bp до 0, и М_bt - момента, который повышает в этом же волокне растягивающие напряжения от 0 до сопротивления бетона растяжению R_bt,ser. Очевидно, что при отсутствии преднапряжения первое слагаемое отсутствует.

Рис. 75

 

Поскольку М_р = W_reds_bp, а s_bp = P / A_red + Pe_op / W_red (см. вопрос 49), то подставив второе выражение в первое, получим (рис. 76,а):

M_p = W_red (P/A_red + Pe_op /W_red) = P (r + e_op),

где r = W_red /A_red - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней ядровой точки (радиус ядра сечения). Для учета неупругих свойств бетона вводят поправочный коэффициент j, составляющий в зависимости от напряжений в сжатом бетоне от0,7 до 1. Тогда r = =jW_red /A_red. Другими словами, М_р - это момент силы обжатия Р относительно ядровой точки, наиболее удаленной от растянутого волокна, обозначается он М_rp.

M_bt = W_pl R_bt,ser - обычная формула сопромата, в которую только внесена поправка на неупругие деформации бетона растянутой зоны: W_pl - упруго-пластический момент сопротивления приведенного сечения. Его можно определить по формулам Норм или из выражения W_pl = gW_red, где W_red - упругий момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна (в нашем случае - нижнего), g = (1,25...2,0) - зависит от формы сечения и определяется по таблицам справочников. R_bt,ser - расчетное сопротивление бетона растяжению для предельных состояний 2-й группы (численно равное нормативному R_{bt, n}).

Рис. 76