СТАТЬИ АРБИР
 

  2020

  Февраль   
  Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
27 28 29 30 31 1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 1
   

  
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?


Исследование различных подходов к определению относительных деформаций железобетонных конструкций


ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОДХОДОВ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В статье представлены различные подходы к определению относительных деформаций, используемые при проектировании железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов. Произведен сравнительный анализ методик расчета, основанных на сопоставлении диаграмм зависимости «о-е».

Расчет по относительным деформациям конструкций производится по второй группе предельных состояний. Одним из основных является расчет перемещений элементов конструкции под действием нагрузки. Суть расчета заключается в определении прогибов и перемещений и в сравнении их с предельными значениями. Прогиб - это смещение центра тяжести конструкции в деформированном состоянии. Расчет по деформациям необходимо производить, с целью предотвращения разрушений любого вида.

Расчёт железобетонных элементов по относительным деформациям, представленный в СП 63.13330.2012 [4], производят из условия, по которому прогибы или перемещения конструкций /, от действия внешней нагрузки, не должны превышать предельно допустимых значений прогибов и перемещений:

(IX

где fun - предельно допустимое значение прогиба.

Железобетонные элементы рассчитываются с учетом длительности действия нагрузок, устанавливаемых соответствующими нормативными документами.

Установленная зависимость о-е:

Рисунок 1 Диаграмма о-е, согласно СП 63.13330.2012. [4]

Из представленной трехлинейной диаграммы сжатого бетона видно, что при напряжении оы элемент достигает относительной деформации еы, после чего напряжение увеличивается вместе с деформациями, до тех пор, пока значения величин не достигнут аъо и еъо соответственно, после чего деформации становятся равномерными и практически неизменными во времени до момента разрушения.

В современной науке появился подход к расчету прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных элементов с использованием нелинейных моделей и диаграмм состояния материалов. Работу железобетонных конструкций на любом этапе нагружения полагается описывать при помощи диаграмм. Такой метод применим только к железобетонным конструкциям стержневого типа.

Рассматривают три типа диаграмм. Самая актуальная из которых связывает между собой напряжения и относительные деформации в произвольной точке конструкции. Она не зависит от статических и геометрических характеристик конструкции и определяется только свойствами самого материала.

Используя диаграммы деформирования бетона и арматуры, осуществляют переход от зафиксированных в эксперименте деформаций к относительным деформациям и, далее, к напряжениям к каждому участку по высоте сечения балки.

Последовательное нагружение элемента позволяет выявить ряд стадий напряженно-деформированного состояния в нормальном сечении. [3]

Стадия 1 напряженно-деформированного состояния нормального сечения характеризует сопротивление железобетонного элемента, работающего без трещин.

Стадия 2 характеризует сопротивление нормального сечения железобетонной конструкции, имеющей нормальные трещины.

При дальнейшем увеличении нагрузки, балка переходит к стадии 3, характеризующейся наступлением в нормальном сечении предельного состояния, то есть разрушения. При этом возможны два случая разрушения железобетонного элемента по нормальному сечению.

Рисунок 2 Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями, представленная в диаграммном методе [3]

В первом случае относительные деформации растянутой арматуры достигают предельных значений, соответствующих напряжениям, равным физическому или условному пределу текучести. В первом случае прогибы элемента развиваются без прироста нагрузки, трещины раскрываются и развиваются в глубь по высоте сечения, сокращая высоту сжатой зоны.

Во втором случае относительные деформации сжатого бетона достигают предельных значений прежде, чем растянутая арматура. Разрушение по сжатому бетону происходит хрупко с раздроблением бетона сжатой зоны. Арматура, применяемая для армирования растянутой зоны сечения, полностью не используется. Этот случай является наиболее опасным, т.к. разрушение может произойти даже без чрезмерного раскрытия нормальных трещин в растянутой зоне сечения.

В Европе, относительные деформации элемента или конструкции не должны неблагоприятно сказываться на их функциональности и внешнем виде. Устанавливаются предельные значения перемещений, в зависимости от вида конструкции и ее назначения [2].

При проектировании сечений, используется зависимость между напряжением и относительной деформацией (рис.З):

= fed ■ [l - (i - j^) } ДЛЯ 0 £с £с2 (2)

ас — fed Для £с2 — £с — £си2 (3),

где ас — напряжение сжатия в бетоне ес — относительные деформации бетона при сжатии; fed — расчетное значение предела прочности бетона при осевом сжатии; п — показатель степени, принимается по таблице «Прочностные и деформационные характеристики бетона»;

ес2 — относительная деформация при максимальной прочности бетона, принимается по таблице «Прочностные и деформационные характеристики бетона»;

еси2 — предельная относительная деформация, принимается по таблице «Прочностные и деформационные характеристики бетона».[2]

Рисунок 3 Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями, представленная в Еврокоде 2 [2]

На диаграмме, представленной на рисунке 3 видно, что при достижении максимальной прочности расчетное значение предела прочности становится равным fcd и не изменяется во времени, при этом относительные деформации становятся равными - ес2, после чего достигают своего предельного значения.

В ACI 318-02 отношение между напряжением и деформациями представляют в прямоугольной, параболической или трапециевидной зависимостях, обеспечивающих прогнозирование прочности, достигнутой по результатам испытаний. Диаграмма представляет собой (рис. 4), восходящую от нуля, кривую, которая завершается конечной деформацией, разрушением бетона. Максимальная используемая деформация при использовании высокопрочных бетонов равна до 0,003. Форма кривой зависит от прочности бетонной смеси. [1]

Рисунок 4 Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями, согласно ACI 318-02 [1]

Следует отметить, что в разных странах подходы к определению деформаций железобетонных конструкций отличаются, однако, полученные в результате экспериментальные зависимости весьма схожи.

Списоклитературы

ACI 318-02: Building Code Requirements for structural concrete, 2001. -445 p.

Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1: General rules and rules for buildings. - European Committee for Standardization, 2002. - 226 p.

Соколов Б.С., Радайкин О.В. Диаграммные методы расчёта железобетонных конструкций [Текст].- Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2014. - 65 с.

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (актуализированная редакция СНиП 52-01-2003). - М.: Минрегион России, 2012. - УДК 624.014-422.2


#НИКИН ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ, #КОНДРАШКОВА ВАЛЕРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА #Россия, Брянский государственный инженерно-технологический университет #dimgrey[AT]bk.ru Valera.Kondrashkova[AT]yandex.ru





МОЙ АРБИТР. ПОДАЧА ДОКУМЕНТОВ В АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ
КАРТОТЕКА АРБИТРАЖНЫХ ДЕЛ
БАНК РЕШЕНИЙ АРБИТРАЖНЫХ СУДОВ
КАЛЕНДАРЬ СУДЕБНЫХ ЗАСЕДАНИЙ

ПОИСК ПО САЙТУ