Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Условный расчет на местные напряжения

Условный расчет на местные напряжения

Страница 8 из 8

В предварительно напряженных железобетонных конструкциях в областях около мест передачи на бетон сил предварительного напряжения и других сосредоточенных сил возникают местные напряжения, которые нельзя определить по обычным формулам сопротивления материалов.

Рассмотрим приемы определения этих напряжений на простом примере приопорного участка балки, на торец которой (рис. 17.23) передается усилие предварительного напряжения от арматурного пучка. На этом рисунке пунктиром изображены траектории главных сжимающих и главных растягивающих напряжения. В сечении А–А местные возмущения напряжений сглаживаются и напряжения могут быть определены по формулам сопротивления материалов (принцип Сен–Веннана). Левее сечения А–А величины напряжений определяют на основе методов теории упругости. Для этого вырезают из конструкции вертикальным сечением А–А и горизонтальным сечением Б–Б (рис. 17.24) пластинку. загруженную частью эпюры нормальных напряжений в сечении А–А, усилием предварительного напряжения арматуры, приложенным к торцу балки, а также нормальными и касательными напряжениями, действующими по сечению Б–Б. Равнодействующие этих напряжений, приложенные к центру тяжести сечения Б–Б, могут быть найдены из рассмотрения условий равновесия вырезанной пластинки.

Траектории главных напряжений у моста передачи на бетон усилия преднапряжения

Рис. 17.23 – Траектории главных напряжений у моста передачи на бетон усилия преднапряжения

В нашем простейшем случае, когда арматура горизонтальна, и определяются местные напряжения только от силы преднапряжения, касательные напряжения по сечению А–А отсутствуют; в противном случае они должны быть введены в условия равновесия.

Эпюры напряжений по сечению Б–Б

Рис. 17.24 – Эпюры напряжений по сечению Б–Б

Из условия ∑Y = 0 находим, что нормальная сила Na в нашем случае равна нулю.

Из условия ∑Х = 0

24022014_f41

Из условия ∑MA = 0

24022014_f42

В этих формулах Та – равнодействующая касательных напряжений по сечению Б–Б; Мa – равнодействующий момент нормальных напряжений в том же сечении; Nc – усилие преднапряжения арматуры.

Величина напряжений может быть представлена в виде:

24022014_f43

где к1 и к3 – коэффициенты, подсчитанные методами теории упругости для пластинки; они зависят от положения точки, для которой находятся напряжения, и определяют закон изменения напряжений по сечению Б–Б.

Эти коэффициенты приведены в расчетных таблицах. Могут быть построены эпюры нормальных и касательных напряжений в сечении Б–Б, показанные на рисунке.

В результате действия местных напряжений могут появиться трещины в бетоне. Можно рекомендовать создание обжатия зон развития местных напряжений наклонной или поперечной (преднапряженные хомуты) арматурой с тем, чтобы суммарные растягивающие напряжения не превышали бы величины Rp. Если это не представляется возможным, то необходимо армировать зону растягивающих напряжений σу из расчета полной передачи растягивающих усилий на арматуру.

В местах непосредственной передачи на бетон усилий преднапряжения, опорных реакций и других сил, прикладываемых к небольшим площадкам, появляются значительные местные сжимающие напряжения. Разрушение бетона в этом случае начинается с появления трещин, направленных вдоль линий действия сжимающих напряжений и вызываемых поперечными деформациями бетона. Развитие этих деформаций может быть сдержано и расчетное сопротивление бетона увеличено применением так называемого косвенного армирования в виде сеток, расположенных нормально к действующему усилию, или спиралей, охватывающих зону развития сжимающих напряжений.

Проверку прочности бетона у мест непосредственной передачи усилий на бетон при отсутствии косвенного армирования производят по формуле

24022014_f44

а при наличии косвенного армирования в виде сварных сеток (рис. 17.25) по формуле

24022014_f45

В этих формулах N – усилие, вызывающее местное сжатие в бетоне; m = 0,75 – коэффициент условий работы, учитывающий неравномерность распределения напряжений по высоте сечения; Fсм – площадь непосредственной передачи давления на бетон; Rсм = γRпp – расчетное сопротивление бетона местному сжатию с учетом сдерживающего влияния на поперечные деформации бетона, окружающего площадь непосредственной передачи; 24022014_f46, но не более 2; F – расчетная площадь зоны местного сжатия; 24022014_f47 – коэффициент, учитывающий влияние обоймы из окружающего площадку Fсм бетона; μк – коэффициент косвенного армирования 24022014_f48, причем а1, а2 – размеры ячейки сетки по вертикали и горизонтали; fc – площадь поперечного сечения одного стержня сетки; s – шаг сетки; Fя – площадь бетона внутри контура сеток, считая по крайним стержням.

Косвенное армирование сетками

Рис. 17.25 – Косвенное армирование сетками


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика