 |
Методы расчета ж/б по допускаемым напряжениям и по разрушающим нагрузкам.
|
|
|
|
Коррозия арматуры.
В плотном неподвижном бетоне на цем-м вяжущем арм-ра нах-ся в полной сохранности на протяжении длит. времени. Объясняется тем, что налич-е щелочной вяж., щел. влажности составляет 12,5%. Коррозия стали начинается тогда, когда рН пониж-ся до 12% и ниже. В этом случае нарушается пассивность стали и начинается коррозия.
Причинами возможной К А в Б могут быть:
1) введение в Б коррозионно-активных добавок (главным образом, хлоридов) или их диффузия из внешней среды;
2) уменьшение щелочности влаги в Б ниже критической (рН = 11,5) путем выщелачивания или нейтрализации кислыми газами Са(ОН)2;
3) механическое или коррозийное разрушение защитного слоя Б;
4) образование и раскрытие трещин больше предельных.
Различают два основных периода эксплуатации ЖБК:
1) инкубационный, соответствующий пассивному состоянию стали в Б;
2) период развития процесса К А, когда растрескивается и откалывается защитный слой.
Проф.Алексеев предложил различать три вида коррозии арматуры:
-обычная(сплошная или местная)-нет заметных изменений прочностных и деф. cв-в стали
-язвенная-приводит к охрупчиванию стали
-коррозийное растрескивание –хрупкий преждевременный разрыв стали (хар-но для термич. Упрочн. Арматуры и в преднапр. Эл-тах)
Железобетон
Обычно ЖБ определяют, как синтетический композитный мат-л, представляющий собой рациональное соединение Б и стальной А. Введение в Б А может существенно влиять на св-ва Б, вследствие чего ЖБ приобретает новые качества, отличные от присущих исходных мат-в. Влияние А на изменение св-ва Б, прежде всего, зависит от кол-ва А, которое может меняться в широких пределах. Если S сечения рабочей А измерять в % от площади Б (μ=Аs/Ab*100%), то μmin = 0.1%- 0,2%, а μmax = 3%- 5%.
|
|
|
Если ЖБ рассматривать, как монолитный мат-л, обладающий новыми св-ми по сравнению с исходными, то надо установить условие мон-ти или совместной работы обеих составляющих мат-ов. Особое значение при этом приобретает сцепление А с Б.
Сцепление арматуры с бетоном
Под сцеплением понимают связь между составляющими мат-ми по поверхности их контакта.
Сцепление является главным условием совместной работы Б и А в ЖБ. Прочность сцепления зависит от шероховатости поверхности А, напряжения в ней, св-в Б, положения арматуры. Сцепление обуславливается:
адгезией цементного теста – 10%;
трением между бетоном и арматурой - 10% - 15%;
сопротивлением бетона срезу в неровностях или выступах поверхности А.
В исследованиях установлено, что при выдёргивании А стержня из призмы Б, Б, прилегающий к А, начинает следовать её деформациям. Слои Б, расположенные у самого стержня, деформируются в большей степени, чем более удалённые, и в результате на торце образца в окрестностях стержня возникает выпуклость в форме параболоида вращения, происходит депланация сечения.
Величина радиуса депланации сечения зависит от механических св-в А, Б и усилия в стержне. В области адиуса деплонации возникают макс касат-е напряжения, поэтому необходимо располагать А. стержни так, чтобы не происходило наложения в касат-х напряжениях, т.к. это приведет к нарушению сцепления м/у бе и арм-й.
При исследованиях сцепления можно наблюдать несколько условных стадий НДС:
I стадия – упругая, когда напряжения сцепления (τg) пропорциональны деформациям сцепления;
II стадия – появляются неупругие деформации. Стадия заканчивается разрушением контактного слоя Б
III стадия – характеризуется постоянной величиной сцепления по всей длине стержня и зависит от трения м/у разруш-м Б и А
IV стадия – разрушение Б распространяется внутрь, скольжение увеличивается при уменьшении внешней силы. Сцепление возрастает с повышением марки цемента, увеличения марки цемента, снижением В/Ц, увеличением плотности бетона.
|
|
|
Длину анкеровки арматуры следует принимать по п.п. 5.31 – 5.36 (ПОСОБИЕ по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона без предварительного напряжения арматуры к СП 52-101-2003).
Методы расчета ж/б по допускаемым напряжениям и по разрушающим нагрузкам.
Метод расчёта по допускаемым напряжениям
В 90-х годах 19 столетия распространение получила методика расчёта, предложенная Кристофом, на основе которой был разработан и усовершенствован метод расчёта по допускаемым напряжениям.
Целью расчёта является определение напряжений в Б и в А сечений проектируемого элемента и сравнение их с допускаемыми.
В методике расчёта приняты следующие допущения:
гипотеза Бернулли (при изгибе поперечное сечение остаётся плоским); закон Гука – деформации сечения пропорциональны напряжениям; значение модуля упругости бетона считают постоянным α=Еs /Еb.
Смысл расчета состоит в том, чтобы определить анпряжения в Б и сравнить их с допускаемыми, принятыми, как кубиковая прочность для бетона на 28 день твердения, поделенная на коэф-т запаса и напряжения в арматуре сравнить с допускаемыми, принятыми, как предел текучести, поделенный на коэф-т запаса.
Напряженно-деформированное состояние железобетонного элемента при расчёте по допустимым напряжениям.
Напряжения в крайнем сжатом волокне
σb = (М/ Ired)x ≤[ σb]
Напряжения в арматуре σ s = (М/ Ired) (h 0 –x) ≤[ σ s].
Ired-приведенный момент инерции
Недостатки этого метода:
коэффициент запаса принят отдельно для арматуры и бетона, а запас прочности всего сечения был неясен; введение гипотезы Бернулли и закона Гука привели к неясному представлению о действительной работе ЖБ элементов; не учитываются неупругие деформации Б.
|
|
|
