Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Общие положения расчета железобетонных элементов

Общие положения расчета железобетонных элементов

Страница 1 из 8

Расчет железобетонных элементов выполняют на основе «Технических указаний по проектированию железобетонных и бетонных конструкций мостов и труб» (СН 365–67), которые в настоящее время во многом устарели. Поэтому ниже расчет железобетонных элементов изложен с учетом последних научных исследований, выполненных ЦНИИСом Минтрансстроя и другими организациями.

Железобетонные элементы мостовых конструкций рассчитывают по предельным состояниям. Особенностью расчета железобетонных элементов является учет различных требований по обеспечению их трещиностойкости в зависимости от ответственности сооружения и последствий появления и развития трещин. В зависимости от этих требований изменяются расчетные предпосылки не только в расчетах на трещиностойкость, но и в других расчетах, как это будет показано ниже. Требования могут быть трех категорий.

I категория предусматривает высокую обеспеченность от появления трещины – расчетные растягивающие напряжения ограничиваются величиной расчетного сопротивления бетона растяжению Rp. Принимается, что при эксплуатации элементы или их части, к которым предъявляют требования I категории, работают без трещин. Требования I категории предъявляют к растянутым поясам пролетных строений под железную дорогу, армированным проволочной арматурой, к стыкам конструкций с поперечным членением независимо от вида нагрузки и типа арматуры и в некоторых других случаях.

II категория требований предусматривает меньшую обеспеченность против появления трещин – расчетные растягивающие напряжения в бетоне ограничиваются величиной 1,5–2 Rp. Расчеты сечений в этом случае должны проводиться в двух предположениях: при отсутствии и при наличии трещины. Необходимо проверить раскрытие трещин в случае их появления. Требования II категории предъявляют к растянутым поясам пролетных строений под автомобильную дорогу вне зависимости от типа армирования, а под железную дорогу – при стержневой предварительно напрягаемой арматуре, к стенкам пролетных строений и в некоторых других случаях.

III категория требований предусматривает лишь ограничение раскрытия трещин величиной 0,1–0,25 мм. Эта категория требований предъявляется в основном к частям конструкции, в которых отсутствуют предварительные напряжения.

Рассмотрим стадии работы железобетонного элемента в процессе увеличения нагрузки на примере предварительно напряженной изгибаемой балки с рассмотрением возможных предельных состояний на каждой стадии работы элемента (рис. 17.1). На рисунке изображены эпюры напряжений в бетоне, соответствующие расчетной модели работы сечения. Необходимо помнить, что действительные эпюры напряжений отличаются от приведенных, так как бетон не является упругим телом (модуль деформации зависит от напряжений), а также вследствие длительно протекающих процессов (усадка, ползучесть) и пластических деформаций при многократных загружениях. Кроме того, трещины пересекают не всю растянутую зону.

Стадии работы железобетонного элемента

Рис. 17.1 – Стадии работы железобетонного элемента: 1–7 – номера эпюр

Расчетная модель отражает действительную работу сечения лишь приблизительно. Однако теоретическими и экспериментальными исследованиями действительная работа сечений глубоко изучается и приемлемость расчетной модели обоснована этими исследованиями. В необходимых случаях в расчет вводят поправки (например, принимают пониженные значения модуля деформаций бетона при расчете на выносливость).

Эпюра (1) соответствует моменту создания предварительного напряжения. Усилие преднапряжения приложено к сечению на уровне расположения арматуры и вызывает в нем внецентренное сжатие. На этой стадии необходимо с помощью расчета проверить, достаточна ли гарантия конструкции от обрыва арматуры при натяжении и от появления микротрещин в наиболее сжатом волокне бетона (расчет на совместное воздействие), а также от появления поперечных трещин в наиболее растянутом волокне.

Эпюра (2) показывает напряжения в бетоне после падения их в результате появления ползучести, усадки бетона, релаксации напряжений в арматуре и т. п.

Эпюра (3) соответствует эксплуатационной стадии работы сечения, к которому предъявляются требования I категории трещиностойкости. В результате действия изгибающего момента в верхнем волокне возникает сжатие, а в нижнем – растяжение, не превышающее величины Rp. На этой стадии для сечения I категории проверяют расчетом выносливость бетона и отсутствие микротрещин в наиболее сжатом волокне сечения, а также выносливость арматуры и отсутствие поперечных трещин в наиболее растянутом волокне.

Эпюра (4) отличается от эпюры (3) тем, что растягивающие напряжения в наиболее растянутом волокне здесь выше и, следовательно, можно считать вероятным появление трещин в бетоне. На этой стадии для конструкций II категории проверяют наиболее растянутое волокно на появление трещин.

Эпюра (5) соответствует случаю, когда в сечении появилась поперечная трещина и растянутая зона бетона вышла из строя. На этой стадии работы для конструкций II категории проверяют наиболее сжатое волокно бетона на выносливость и совместное воздействие, арматуры на выносливость, а также раскрытие поперечных трещин в бетоне.

Эпюра (6) возникает, когда при увеличении изгибающего момента трещина распространяется вверх и предварительные напряжения утрачивают свое значение. На этой стадии должны быть проведены все расчетные проверки под эксплуатационной нагрузкой для конструкций III категории.

Эпюра (7) соответствует моменту начала разрушения. Вследствие развития пластических деформаций в бетоне эпюра напряжений приобретает резко выраженный криволинейный характер и может быть с достаточной точностью принята прямоугольной. На этой стадии работы сечения конструкции всех категорий проверяют по прочности.

На всех стадиях, кроме последней, напряжения в арматуре и бетоне определяют в предположении упругой работы бетона и арматуры, исключая бетон растянутой зоны для стадий работы после появления трещин (эпюры 5 и 6).


© 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