Оценка трещиностойкости бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет по раскрытию трещин

Ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, представляет собой разность удлинений арматуры и растянутого бетона на участке между трещинами длиной , т.е.

Средней деформацией растянутого бетона как величиной малой в сравнении со средней деформацией растянутой арматуры обычно пренебрегают и принимают

или

Ширину раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента a_crc, мм определяют по формуле 144 СНиП 2.03.01-84*:

где коэффициент учета различных видов нагрузок;

коэффициент, зависящий от вида и профиля продольной растянутой арматуры;

коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;

напряжения в продольной арматуре или приращение напряжений после погашения обжатия в растянутой арматуре;

- коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры A_s к площади сечения бетона (при рабочей высоте h₀ и без учета сжатых свесов полок),

d - диаметр арматуры, мм.

Шаг трещин определяется их условия разности усилий в арматуре в трещине и между трещинами силами сцепления:

, где а - периметр арматурных стержней.

Существует 3 категории трещиностойкости:

1. Трещины не допустимы;

2. Трещины допустимы непродолжительные (a_crc2) с последующим закрытием.

При сумме постоянной и длительно действующих нагрузок g+g_длит - трещин быть не должно, при добавлении к этой сумме кратковременной нагрузки g_крат - трещины открываются. Как только нагрузку g_крат убирают, трещины закрываются (склеиваются).

3. Трещины допускаются непродолжительные (a_crc2) и продолжительные (a_crc1).

При сумме постоянной и длительно действующих нагрузок g+g_длит - трещин допускаются ограниченной ширины a_crc1, при добавлении к этой сумме кратковременной нагрузки g_крат - образуются трещины a_crc2.

2. Расчет по закрытию трещин

Закрытие трещин, нормальных и наклонных к продольной оси элемента, должно быть обеспечено в предварительно напряженных конструкциях, отвечающих требованиям 2-*й категории трещиностойкости. Это обусловлено тем, что для коррозии арматуры наиболее опасно продолжительное раскрытие трещин.

Для надежного закрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, должно соблюдаться 2 условия:

1. ,

где предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь; приращение растягивающего напряжения в арматуре от действия внешних нагрузок.

2. сечение с трещиной в растянутой зоне при постоянной и длительной нагрузках должно оставаться обжатым с нормальными напряжениями на растягиваемой внешними нагрузками грани .

Если нет преднапряжения, то расчет ведут по 3 категории трещиностойкости.

Расчет по деформациям (прогибам)

1. Определение кривизны железобетонного элемента

Расчет перемещений железобетонных элементов - прогибов и углов поворота - связан с определением кривизны оси при изгибе или с определением жесткости элементов. По длине железобетонного элемента в зависимости от вида нагрузки и характера напряженного состояния могут быть участки без трещин (или участки, где трещины закрыты) и участки, где в растянутой зоне есть трещины. Элементы, или участки элементов не имеют трещин в растянутой зоне, если при действии постоянных, длительных и краковременных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке трещины не образуются.

3. Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне

На участках, где не образуются нормальные к продольной оси трещины, полная величина кривизны изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов определяется по формуле (155) СНиП 2.03.01-84*

где  - кривизна от действия кратковременных нагрузок, определяемых согласно указаниям п. 1.12* СНиП 2.03.01-84*.

- кривизна от действия постоянных и длительных временных нагрузок (без учета усилия Р).

где М - момент от соответствующей внешней нагрузки (кратковременной, длительной) относительно оси, нормальной к плоскости действия изгибающего момента и проходящей через центр тяжести приведенного сечения;

ц_b1 - коэффициент, учитывающий влияние кратковременной ползучести бетона.

ц_b2 - коэффициент, учитывающий влияние длительной ползучести бетона на деформации элемента без трещин.

 - кривизна, обусловленная выгибом элемента от кратковременного действия усилия предварительного обжатия Р

 - кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия

здесь е_b, е'_b - относительные деформации бетона, вызванные его усадкой и ползучестью от усилия предварительного обжатия и определяемые соответственно на уровне центра тяжести растянутой продольной арматуры и крайнего сжатого волокна бетона по формулам:

у_b - принимается численно равным сумме потерь предварительного напряжения от быстронатекающей ползучести, усадки бетона, т.е. ;

у'_b - принимается для напрягаемой арматуры на уровне крайнего сжатого волокна бетона.

Для элементов без предварительного напряжения значения кривизны  и принимают равными нулю.

4. Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне

На участках, где образуются нормальные к продольной оси элемента трещины в стадии II, общее деформированное состояние определяют средними деформациями растянутой арматуры , средними деформациями бетона сжатой зоны и средним положением нейтральной оси с радиусом кривизны r.

Из подобия треугольников на рисунке 19.1 получаем:

 следовательно

учитывая, что , получаем:

Учитывая свесы полок для таврового сечения коэффициентом (), получаем:

В общем случае на участках, где в растянутой зоне образуются нормальные к продольной оси элемента трещины, кривизна изгибаемых, внецентренно сжатых, а также внецентренно растянутых при е_0,tot =0,8h₀ элементов прямоугольного, таврового и двутаврового (коробчатого) сечений должна определяться по формуле:

N_tot - равнодействующая продольной силы N и усилия предварительного обжатия Р (при внецентренном растяжении сила N принимается со знаком «минус»).

Для элементов, выполняемых без предварительного напряжения арматуры, усилие Р допускается принимать равным нулю.

Значение о вычисляется по формуле (161) СНиП 2.03.01 -84*.

Полная кривизна  для участка с трещинами в растянутой зоне должна определяться по формуле (170) СНиП 2.03.01 -84*.

где  - кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, на которую производится расчет по деформациям;

 - кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

 - кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

 - кривизна, обусловленная выгибом элемента вследствие усадки и ползучести бетона от усилия предварительного обжатия.

Если значения  и  оказываются отрицательными, то они принимаются равными нулю.

5. Определение прогибов

Прогиб f_m, обусловленный деформацией изгиба, определяется по формуле (171) СНиП 2.03.01 -84*.

где  - изгибающий момент в сечении х от действия единичной силы, приложенной по направлению искомого перемещения элемента в сечении х по длине пролета, для которого определяется прогиб;

 - полная кривизна элемента в сечении х от нагрузки, при которой определяется прогиб; значения  определяются по формулам (155) и (170) соответственно для участков без трещин и с трещинами; знак  принимается в соответствии с эпюрой кривизны.

Для изгибаемых элементов постоянного сечения без предварительного напряжения арматуры, имеющих трещины, на каждом участке, в пределах которого изгибающий момент не меняет знака, кривизну допускается вычислять для наиболее напряженного сечения, принимая ее для остальных сечений такого участка изменяющейся пропорционально значениям изгибающего момента.

трещина прогиб железобетонный

Для изгибаемых элементов при  < 10 необходимо учитывать влияние поперечных сил на их прогиб. В этом случае полный прогиб f_tot равен сумме прогибов, обусловленных соответственно деформацией изгиба f_m и деформацией сдвига f_q.

Размещено на Allbest.ru