Стадия разрушения. Зависимость между величинами измеренной средней кривизны и теоретической местной кривизны. Предварительно напряженный железобетон. Учебное пособие по железобетону. Точка приложения сжимающего усилия

  

Вся электронная библиотека >>>

 Железобетон  >>>

 

 

Предварительно напряженный железобетон


Раздел: Учебники

 

6. Стадия разрушения. Зависимость между величинами измеренной средней кривизны и теоретической местной кривизны

  

 

В этой конечной стадии испытаний глубоко надрезанная трещинами балка должна рассматриваться как цепь блоков, связанных друг с другом посредством бетона, который остался ненарушенным в зоне выше трещин (мы предполагаем в данном случае, что момент имеет положительный знак).

При этом встречается следующее затруднение: если мы будем с целью упрощения рассматривать зону постоянного момента (как в описанных испытаниях), то некоторое сечение УУ, сделанное в одном из этих блоков ( XIII. 13), будет подвергаться действию постоянного момента, следовательно, разрушающего момента и, стало быть, должно будет подчиняться тем же законам, что и сечение ZZ, сделанное в плоскости трещины. Следовательно, блок в свою очередь должен подвергнуться разрушению. Опыт же устанавливает, что подобного рода разрушение

не имеет места. Если это нарушение сцепления было бы полным, то каждый пучок (или арматура) проходил бы блок насквозь, как бы через простое отверстие, таким образом, что каждый блок был бы подвергнут действию двух сжимающих усилий Fr, находящихся в состоянии равновесия Момент Мг уравновешивается сжимающим бетон усилием Fт и усилием пучка — Fr; однако пучок является по отношению блока независимым скользящим элементом, освобожденным от сил сцепления.

Усилие Fri сжимающее бетон, распространяется в верхней его части (в зоне, заштрихованной на  XIII.14), которую можно считать ограниченной двумя прямыми под углом 45° поблизости от трещин; благодаря этому рассредоточению напряжений относительные деформации на верхней грани уменьшаются, высота у слоя сжатого бетона увеличивается, а кривизна быстро уменьшается по мере удаления от трещин. Впрочем, полного нарушения сцепления пучка не получается, потому что последний остается связанным с бетоном посредством сил трения.

Может показаться невозможным подвергнуть эти явления расчету. Однако можно составить себе представление о соотношении между кривизной в стадии разрушения и средней кривизной при работе вышеуказанных блоков. Если не имеется слишком большого несоответствия между этим способом расчета и данными, выведенными из испытания, то можно было бы сделать заключение, что это разъяснение — удовлетво

рительно, и применять определенные коэффициенты уменьшения к предварительно вычисленным величинам.

В испытаниях, описанных в § 4 (балки № 3 и 6), имелось: 6= 12 см, hi=l6,6 см, R=550 кг/см2, Fr = 35 ООО кг (для арматурного пучка). Следует добавить величину усилия, соответствующую двум стержням диаметром в 6 мм с напряжением, равным их пределу упругости в 24 кг/мм2, а именно волокно) и X =0,92 (коэффициент напряжения по отношению к напряжению в стадии разрушения). Усилие в пучке, следовательно, будет равно 0,92-35 000 = 32 000 кг. Следуя методу, изложенному в той же главе, принимается в расчет дополнительная арматура путем увеличения высоты у\ сжатого слоя бетона в отношении 32 000+ 1300 _ j 04 32 000 ~~ '

Таким образом, соотношение — будет равно: 0,345-1,04 = 0,36, а именно f/i=0,36' 16,6 = 6

Точка приложения сжимающего усилия будет: 0,44-6 = 2,6 см от верхней грани.

Разрушающий момент будет: 32 000(16,6—2,6) + 1300(22,5—2,6) = = 474 000 кгсм, или 4740 кгм (для сопоставления приводим измеренный момент, который равен 5000 кгм).

Если деформация укорочения в стадии разрушения е определена в 3,5, то величина кривизны в стадии разрушения в сечении трещины будет приблизительно равна 1 3,5 0,6 .

Величина кривизны в сечении посредине одного из блоков между трещинами будет непременно значительно меньше. Она не поддается расчету, однако можно отдать себе отчет в том, что она не должна превосходить вычисленное выше значение на -величину порядка от 10 до 20%.

Если предположить, что в самом деле сечение посредине блока остается плоским и что напряжения могут быть вычислены на основе формул упругой стадии, приняв предел прочности на растяжение равным нулю, и что, с другой стороны, связь посредством трения между арматурой и бетоном создаст растягивающее усилие в 3000 кг на уровне арматурного пучка и в 1000 кг на уровне дополнительной арматуры (что соответствует достаточным силам сцепления на протяжении 10 см, отделяющем трещину от середины блока), то будет найдена высота сжатого слоя у, равная 13 см (приблизительно) и напряжение в сжатой грани в 494 кг/см2\ если же вместо диаграммы напряжений, составленной согласно упругой стадии, принять диаграмму типа, показанного на  XIII. 14, то будет найдено у = 12,5 см и относительная деформация укорочения на сжатой грани порядка ; величина кривизны посредине блока, таким образом, будет порядка

К аналогичным же результатам можно придти, допустив, что сжатие распространяется внутри зоны, подобной заштрихованной на  XIII.14 (контур которой определяет начало отслаивания, относящегося к часто наблюдаемым трещинам в сечении У). Следовательно, величина кривизны превзойдет значение ^ на величину порядка радиана на 1 см

на полудлине блока. К тому же она уменьшается очень быстро, по мере удаления от трещины. Тогда будет достигнуто то состояние, которое нами названо состоянием 2, когда высота сжатого слоя у2 будет такова, что 0fi&Rby2=0,84Rbyu при допущении, что усилие будет в сечении 2 таким же, что и в сечении 1 по трещине (причем 0,66Ьу2 и 0,84Ьу\ являются площадями диаграммы в соответствии с § 1); таким образом, у2=\\,3у\ (приблизительно), т. е. 1,3-6 = 7,8 см; допустив, что сжатая зона ограничена прямой под углом 45°, получим расстояние от трещины от 1,8 до 2 см. В случае относительной деформации укорочения на сжатой грани в величина кривизны на этом расстоянии будет равняться приблизительно 2/юоо радиан/см( XIII. 15). 7,8. 1000^ ' ^ 7

Величина средней кривизны в таком случае будет равняться в тысячных радиана на 1 см:

(значение d при испытаниях изменялось в пределах от 15 до 20 см).

Для d=20 см получится величина средней кривизны в 0,22; для d= 15 см получится 0,24 в тысячных долях радиана на 1 см. Измеренные величины кривизны изменялись в пределах от 0,25 до 0,28 тысячных радиана на .1 см. С этим разъяснением можно согласиться.

Выполненные аналогичные расчеты для случая, когда постоянный момент на участке измерения равен М2 (состояние 2 в § 1 и 2), показывают, что соотношение величин измеренной средней кривизны и исчисленной кривизны должно быть значительно большим, нежели для состояния разрушения, и еще больше для состояния 3, когда оно не должно очень отличаться от состояния 1.

Эти расчеты не имеют большого значения, и можно обратиться непосредственно к испытанию. Мы решили (§ 2 и  XIII.7), что, если принять момент Мг (стадия разрушения) за единицу, то моменты М2 и Мз будут иметь значения 0,9 и 0,7 и что если принять величину кривизны в стадии разрушения (местная кривизна) за единицу, то значения кривизны 1/гг и 1/' з будут равняться соответственно 0,5 и 0,166.

Если мы используем эти коэффициенты в данных испытаниях, причем разрушающий момент равняется 5000 кгм, то моменты М2 и М3 будут иметь значения соответственно 4500 и 3500 кгм.

Приняв в качестве единицы измерения величину кривизны при местном разрушении, получим следующие значения средней кривизны: 0,42; 0,31; 0,166.

Диаграмма, соответствующая условиям нашего испытания, изображена на  XIII.16.

Мы подчеркиваем оговорку: «соответствующая условиям испытания», потому что более или менее заметное сглаживание кривой, являющееся, быть может, благоприятным фактором сточки зрения возможностей перераспределения изгибающих моментов, зависит от разных обстоятельств, и главным образом от расстояния между трещинами.

Вычислениями, аналогичными тем, результаты которых представлены на  XIII. 15, доказано, что коэффициент уменьшения. 1 значение средней кривизны в стадий разрушения расстояние между трещинами; для состояния 2 коэффициент уменьшения относительно расчетного значения кривизны также: 0,5 + 1' )

Эти формулы представляются неудобными для употребления из-за необходимости вычисления величины ух\ тем не менее может явиться потребность принимать в расчет взаимное расстояние между трещина^ ми, причем конструкция, в которой трещины являются многочисленными и тонкими, лучше приспособляется к условиям работы, нежели конструкция, в которой трещины сводятся к нескольким широким щелям.

Нам показалось, что можно было бы это учесть при помощи формул, включающих только значения высоты (полной) сечения и расстояния между трещинами.

Хотя эти формулы не могут быть обоснованы теоретически, все же они не лишены здравого смысла. В предельном случае, когда d превращается в нуль, значение кривизны будет соответствовать вычисленному; при d=0,6h получатся в зоне постоянного момента коэффициенты уменьшения 0,47 — для кривизны в стадии разрушения и 0,73 — для состояния 2; при d=0,8h — соответственно 0,43 и 0,62, что почти совпадает с результатами испытаний.

С другой стороны, для многих случаев эти величины являются коэффициентами поворотов (следовательно, и значений кривизны) в различных зонах пластических деформаций, которые оказываются больше нежели истинные величины. Если, следовательно, две зоны находятся в аналогичных состояниях пластичности (иначе говоря, с одинаковым соотношением — I и растрескивания (другими словами, с одинаковым мг/d \ „ соотношением— J то соотношение значении средней кривизны должно быть приблизительно тем же, что и соотношение значений местной кривизны, которое получается при помощи предложенных формул. К сожалению, трудно предвидеть размеры расстояний между трещинами.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Предварительно напряженный железобетон

 






Смотрите также:

    

процесс предварительного напряжения железобетона

Предварительно напряженные железобетонные конструкции отличаются от обычных
Бетон и железобетон. Бетонные и железобетонные работы являются... Раздел II.

 

БЕТОНЫ. Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон

Цемент + вода + наполнитель = бетон. Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон. В общем случае бетонами называют смеси, состоящие из цемента...

 

Железобетон. Конструкции из железобетона

2. Сущность предварительно напряженного железобетона и способы создания предварительного напряжения.

 

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

В предварительно напряженном железобетоне арматуру предварительно растягивают, а затем, после изготовления конструкции и затвердевания бетона, освобождают от натяжения.

 

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ. Строительные материалы

свыше 18 м применяют предварительно напряженные железобетонные.
изготовляемые из предварительно напряженного железобетона марки не.

 

...из обычного и предварительно напряженного железобетона. Расчет...

В соответствии с двумя осн. видами железобетона различают железобетонные конструкции из обычного и предварительно напряженного железобетона.

 

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МОСТЫ. В малых и средних железобетонных мостах...

С каждым годом расширяется применение сборного и предварительно напряженного железобетона в мостах.

 

Железобетон и сборные железобетонные изделия, монолитные, сборные...

Из железобетона выполняют разнообразные строительные конструкции и изделия. Их классифицируют по способу производства, виду применяемого бетона, виду напряженного...

 

Стадии напряженно-деформированного состояния железобетона

Стадии напряженно-деформированного состояния железобетона - развиваются при постепенном увеличении внешней нагрузки.

 

Принцип предварительно-напряженного бетона....

Поэтому в растянутой зоне конструкции в бетоне не будет образовываться трещин.
Бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон.

 

Последние добавления:

 

Отопление и вентиляция Токарное дело арматурная сталь  ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД   

 Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции