Усилия, действующие в наклонных поперечных сечениях и форма разрушения сечений.

В общем случае при опорных сечениях ЖБК (модель-балка) могут одновременно действовать поперечная сила, момент и продольная сила. В отличие от раннее рассматриваемой зоны чистого изгиба, где действуют главным образом нормальные напряжения.

Т.е. приопорная зона ЖБК работает в условиях плоского напряженного состояния при совместном действии, нормальных касательных напряжений, что приводит к образованию наклонных или диагональных трещин ориентированных под некоторым углом θ к направлению продольной растянутой арматуры.

Первоначальное положение трещин определяется траекториями главных растягивающих напряжений.

Экспериментальные исследования показали, что начальный угол наклона диагональных трещин не остается постоянным, в процессе нагружения он развивается в обе стороны пересекая продольную растянутую арм-ру под углом θ от 30 до 60º.

Т.о. при совместном действии момента и поперечн. сил в ЖБ элементе возникает система наклонных или диагональных трещин разделяющих элемент на отдельные блоки.

Эти блоки связаны между собой в нижней зоне растянутой продольной ар-рой, а над вершиной трещины уцелевшей частью сжатого бетона и поперечной арм-рой.

 

Схема наклонного сечения и действующие усилия в нем.

В общем случае по линии АВС в расчетном наклонном сечении действует Fcc₁ и Vcd – составляющая сbл в бетоне сжатой зоны над наклонной трещиной.

Vax и Vay – составляющие поперечной силы, возникающие за счет зацепления по краям трещины.

Vd – составляющая поперечных сил возникающая в растянутой ар-ре от нагельного эффекта.

Vsw – поперечная сила воспринимаемая поперечной ар-рой или хомутами.

В результате раскрытия трещин величина поперечной силы Vsw достигает предела текучести и величина поперечной силы достигает Vsw=const (Vu—>0).

В балке вплоть до разрушения сохраняется равновесие между внешней поперечной силой Vsd и суммой составляющих сопротивления наклонного сечения.

При расчете наклонных сечений учитывают характер разрушения балки и величину двух составляющих Vсd и Vsw. В отдельных упрощенных расчетах используются лишь значения Vsw.

Разрушение ЖБ балки по наклонному сечению имеет одну из четырех перечисленных форм.

Формы разрушения ЖБ балки по наклонным сечениям.

1) Изгибное разрушение в зоне действия Max момента.

2) При срезе по сжатой зоне: разрушение происходит по наклонной трещине при fsw= fywd (при достижении попереч. арм-ры предела текучести от разрушения бетона над вершиной наклонной трещины—в элементах имеющих сильную анкеровку продольной арм-ры)

3) Разрушение по растянутой зоне: происходит по наклонной трещине, в результате достижения предельных деформаций в продольной растянуой ар-ре и предела текучести в поперечной ар-ре (поворот частей М относительно точки—результат анкеровки продольной ар-ры).

4) При срезе по диагональной трещине: разрушение происходит Q по наклонной трещине при достижении fsw= fywd, когда диагональная трещина развивается, огибая сжатую зону, доходит до верхней грани сечения, и разделяет балку на две части или несколько частей, не разрушая бетон (мгновенное разрушение).

5) По сжатой полосе между диагональными трещинами.