81. Для чего выполняют расчет прочности нормальных сечений в стадии обжатия, транспортировки и возведения конструкций?

В этой стадии конструкции работают, как правило, по иной расчетной схеме, чем при эксплуатации, а сечения на отдельных участках испытывают изгибающие моменты противоположного знака. К тому же, бетон еще не успел набрать проектную прочность, а у преднапряженных элементов проявились только первые потери напряжений в арматуре, т.е. сила обжатия (Р₁) больше, чем при эксплуатации (Р₂). Например, при подъеме преднапряженной балки к отрицательному изгибающему моментуМ_рот силы обжатияРдобавляется отрицательный моментМ_w от собственного весаq_w(рис.39). Верхняя арматура вместо сжатия испытывает растяжение, площадь ее сечения может оказаться недостаточной и произойдет разрушение по нормальному сечению.

82. Каковы особенности расчета прочности нормаль­ных сечений в стадии обжатия, транспортировки и возведения конструкций?

О

Рис. 39

собенности заключаются в следующем (рис. 39,б). Сила обжатияР₁рассматривается как внешняя нагрузка: Р₁ = (_sp1  330)А_sp, где_sp1 величина преднапряжения арматуры с учетом только первых потерь и с учетом коэффициента точности натяжения_sp > 1; 330(МПа)величина падения напряжений в арматуреS_pв момент разрушения сжатой зоны, соответствующая предельной сжимаемости бетона_buпри кратковременном сжатии (потому она и меньше обычно принимаемых величин 400 и 500 МПа, см. вопрос 27). С учетом кратковременного характера нагрузки и передаточная прочность бетонаR_bpумножается на коэффициент_b2 = 1,1. Вместе с тем нагрузка от собственного веса не только принимается расчетной, но и умножается на коэффициент динамичностиК_д = 1,4 (при перевозке изделийК_д = 1,6), который учитывает дополнительную перегрузку от толчков, рывков, подбрасываний и т.п. воздействий.

В итоге, расчет сводится к расчету нормального сечения на внецентренное сжатие от действия силы Р₁, приложенной относительно оси с эксцентриситетоме_о = е_ор + М_w /P₁(см. главу 4). При отсутствии предварительного напряжения (Р = 0) сечение рассчитывают на обычный поперечный изгиб, лишь поменяв в расчете местами арматуруSиS.

3.2. Наклонные сечения

83. Как происходит разрушение наклонных сечений?

Разрушение происходит по одной из трех схем.

1. Раздавливание тонкой стенки (ребра) по наклонной полосе между трещинами от действия главных сжимающих напряжений _mc(рис. 40,а). Чем выше прочность бетонаR_bи чем больше толщина стенки b,тем лучше стенка сопротивляется действию_mc (при этомR_bповышается с увеличением интенсивности поперечного армирования, играющего для бетона роль обоймы, аналогичную сеткам косвенного армирования). Увеличение рабочей высоты сеченияh_oуменьшает касательные напряжения_xy, а вместе с нимии_mc.

Прочность наклонной полосы проверяют по эмпирической формуле: Q  0,3_w1_b1R_bbh_o, где_w1и_b1коэффициенты, учитывающие интенсивность поперечного армирования и вид бетона, Qмаксимальная величина поперечной силы (как правило, это опорная реакция). Требования к прочности наклонной полосы являются главной причиной, почему у тавровых и двутавровых балок с тонкой стенкой устраивают уширения на опорах.

Рис. 40

2. Взаимный сдвиг двух частей изгибаемого элемента, разделенных наклонной трещиной (рис. 40,б). Сдвиг вызывается поперечной силой Q, а сопротивляется ей поперечнаяS_w, отогнутаяS_incарматура и бетон сжатой зоны, работающий на срез. При такой схеме наклонное сечение рассчитывают на действие поперечной силы, а условие прочности записывают в виде:Q Q_u, гдеQ– поперечная сила от внешней нагрузки, находящейся по одну сторону от наклонного сечения,Q_u– несущая способность наклонного сечения. Из рис. 40,б видно, что сдвигу сопротивляется и продольная арматура, работающая на срез и изгиб (в ней возникают т.н. «нагельные» усилия), однако в расчетах ее, как правило, не учитывают.

3. Взаимный поворот относительно точки Одвух частей изгибаемого элемента, разделенных наклонной трещиной (рис. 40,в), который вызывается действием изгибающего моментаМ.Ему сопротивляется продольная S, поперечнаяS_wи отогнутаяS_inc арматура, а условие прочности записывают в виде:М  М_u. Точка поворотаОнаходится в точке приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне.