Изгибаемые элементы. Характер разрушения.

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций—плиты и балки. Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

При изгибе любого элемента в нём возникает сжатая и растянутая зоны, изгибающий момент и поперечная сила. Изгибаемые железобетонные элементы, как правило, рассчитывают по прочности следующих видов сечений:

· 1.по нормальным сечениям — сечениям, перпендикулярным продольной оси, от действия изгибающего момента,

· 2.по наклонным сечениям — при действия поперечных сил (срез или раздавливание сжатой зоны бетона), по наклонной полосе между наклонными сечениями (трещинами), от действия момента в наклонном сечении.

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций—плиты и балки. Плитами называют плоские элементы, толщина которых h значительно меньше длины 1 и ширины b. Балками называют линейные элементы, длина которых значительно больше поперечных размеров h и b. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и монолитные, а также сборно-монолитные.

Плиты и балки могут быть однопролетными и многопролетными.

Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50—100 мм, в сборных — возможно тоньше.

Армируют плиты сварными сетками. Сетки укладывают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Поэтому в пролетах плит сетки размещают понизу, а в многопролетных плитах — также и поверху над промежуточными опорами.

Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3—10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100—200 мм один от другого.

 

Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) не менее 15 мм.

Поперечные стержни сеток (распределительную арматуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкций, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь. Поперечные стержни принимают меньшего диаметра общим сечением не менее 10 °/о сечения рабочей арматуры, поставленной в месте наибольшего изгибающего момента; размещают их с шагом 250—300 мм, но не реже чем через 350 мм.

Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения.

Рассмотрим для примера однопролетную железобетонную балку, свободно лежащую на двух опорах, симметрично загруженную двумя сосредоточенными силами. Участок балки между грузами находится в условиях чистого изгиба; в его пределах действует только изгибающий момент М, поперечная же сила равна нулю. На определенной ступени загружения в бетоне растянутой зоны этого участка образуются нормальные трещины, т. е. направленные перпендикулярно продольной оси балки. На участках между опорой и грузом действуют одновременно изгибающий момент М и поперечная сила Q. Здесь образуются наклонные трещины.

В соответствии с этим прочность изгибаемых элементов рассчитывают как по нормальным, так и по наклонным сечениям.

Разрушение изгибаемых элементов по наклонному сечению происходит вследствие одновременного действия на него изгибающих моментов и поперечных сил. В соответствии с этим развиваются внутренние осевые усилия в арматуре, пересекаемой наклонной трещиной, а также усилия в бетоне сжатой зоны.

В расчетной схеме усилий предполагается, что на рассматриваемом участке балки внешние воздействия в виде изгибающего момента и поперечной силы, вычисленные от нагрузки и опорной реакции, уравновешиваются внутренними усилиями в продольной и поперечной арматуре и в бетоне, также выраженными соответственно в виде момента и поперечной силы обратного направления.

Поэтому расчет прочности элемента производят по наклонному сечению, совпадающему с разрушающей наклонной трещиной, по двум условиям: по поперечной силе и по изгибающему моменту.

При расположении нагрузки по высоте сечения наиболее опасное наклонное сечение проходит над местом приложения этой нагрузки.

Расчёт прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов прямоугольного профиля с одиночной и двайной арматурой.

С одиночной.

1. 2. ; 3.

4. 5. 6.вывод

С двойной.

1. 2. 3.

4.

5.