Я стадия напряженно-деформированного состояния нормального сечения ж/б балки в зоне чистого изгиба.

Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к переходу в стадию 3, хар-щую наступление в нормальном сечении предельного состояния по прочности – разрушения. При этом возможны два случая разрушения железобетонного элемента по нормальному сечению.

В первом случае относительные деформации растянутой арматуры достигают предельных значений e _sy, соот-щих напряжениям, равным физическому или условному пределу текучести. При этом относительные деформации наиболее сжатой грани бетона к этому моменту не достигают предельной сжимаемости e _cu. В этом случае прогибы элемента развиваются без прироста нагрузки, трещины раскрываются и развиваются вглубь по высоте сечения, сокращая высоту сжатой зоны.

Разрушение, начинающееся по растянутой арматуре с увеличением деформаций арматуры e _s >e _sy может завершаться по сжатому бетоне, когда его относительные деформации достигают предельных значений e _cu.

Во втором случае относительные деформации сжатого бетона достигают предельных значений e _cu прежде, чем растянутая арматура. Разрушение по сжатому бетону происходит хрупко с раздроблением бетона сжатой зоны. Арматура, применяемая для армирования растянутой зоны сечения, полностью не используется. Этот случай является опасным, т.к. разрушение может произойти даже без чрезмерного раскрытия нормальных трещин в растянутой зоне сечения

В стадии 3 следует отдельно остановиться на работе арматуры, располагаемой в сжатой зоне сечения. На этом этапе арматура A_sс играет важную роль, воспринимая часть усилия, действующего в сжатой зоне сечения. Наличие арматуры в сжатой зоне позволяет изменить случай, по которому происходит разрушение нормального сечения, что обусловлено дополнительным усилением, воспринимаемым сжатой зоной сечения. Необходимое минимальное количество арматуры A_sс, располагаемой в сжатой зоне сечения, назначают расчетом.

Т.о. характеризуя стадию 3 следует подчеркнуть:

1. Данная стадия определяет предельное состояние сечения по прочности. При этом в зависимости от характера распределения по сечению продольных деформаций возможно два характерных случая разрушения нормального сечения. Если относительные деформации растянутой арматуры достигают предельных значений, соответствующих напряжениям, равным условному или физическому пределу текучести раньше, чем бетон наиболее сжатой грани достигает предельной сжимаемости e _cu, разрушение начинается по растянутой зоне. В противном случае разрушение происходит по бетону сжатой зоны сечения при достижении предельных деформаций бетона при сжатии e _cu. Оптимальным является случай, когда в стадии разрушения одновременно наступает текучесть арматуры (e _su) и бетон сжатой зоны достигает предельных значений относительных деформаций сжатия (e _ce).

2. Для среднего сечения по длине элемента с определенным допущением выполняется гипотеза плоских сечений.

15. Предельное состояние конст­руктивной системы или ее элемента. (группы предельных состояний, расчетные условия)

Предельным состояниемявляется такое состояние, при достижении которого конструктивная система или составляющий ее элемент перестают удовлетворять заданным требованиям.

При расчетах железобетонных конструкций выделяют две группы предельных состояний:

– предельные состояния первой группы, связанные с потерей прочности, устойчивости и другими формами разрушения конструктивной системы или ее элементов, создающего опасность для жизни людей;

– предельные состояния второй группы, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций и связанные с ограничением: а) чрезмерных деформаций и перемещений, неблагоприятно воздействующих на внешний вид конструкции, затрудняющих протекание технологических процессов, создающих повреждения отделки и других неконструктивных элементов; б) недопустимого трещинообразования в бетоне конструкции, неблагоприятно влияющего на ее внешний вид и долговечность; в) вибрационных воздействий, создающих дискомфорт для людей, повреждения зданий или их частей.

Расчеты по предельным состояниям первой группы, являются наиболее важными и ответственными, т.к. они предопределяют безопасность конструкции и включают:

– расчеты по прочности;

– расчеты по устойчивости формы и устойчивости положения (опрокидывание, скольжение, всплытие и т.д.);

– расчеты на выносливость при действии многократно повторяющейся нагрузки.

Расчет по предельным состояниям первой группы производят из условия, по которому усилия от расчетных воздействий не превышают предельных усилий, которые может воспринять конструкция в расчетном сечении с трещиной. Расчетным критерием исчерпания несущей способности конструкций и систем из них при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил следует считать исчерпание прочности сечений, влекущее за собой потерю геометрической неизменяемости конструкции, системы или отдельного элемента.

Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

– расчеты по образованию, раскрытию и закрытию (зажатию) трещин;

– расчеты по деформациям (прогибам, перемещениям).

При расчете по предельным состояниям второй группы проверяется общее условие, согласно которому значения расчетных эффектов, вызванных воздействиями (ширина раскрытия трещин или прогибы) не должны превышать допустимых значений, установленных нормативным документом.

Расчет бетонных,ж/б и предварительно напряженных конструкций по прочности следует производить исходя из общего условия метода предельных состояний

S_d£R_d (7.1)

где S_d ¾ внутреннее усилие или вектор внутренних усилий, вызванных расчетным воздействием в рассматриваемом сечении конструкции;

R_d ¾предельное усилие или вектор предельных усилий, которые способна воспринять конструкция в сечении, нормальном к продольной оси, и определяемые в общем случае:

¾ при линейно-упругом, нелинейном, пластическом расчетах сечений:

; (7.2)

¾ при нелинейных расчетах конструкций:

,