Антаков А.Б. Прочность элементов из легких и ячеистых бетонов при местном действии нагрузки (1006291), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В соответствии с которой растягивающие напряжения изменяются по параболическому закону. Фаербер [ 120 ) предложил методику расчета железобетонных валков, допуская, что валок разделен вертикально по середине на две половины, Р 1 Е Х У т- Схеиа разрушения варн~риего каина йоо1 а.
Равиетная сиена яарнирного наина ['н1 1 Я Зары горизпнтапыьх напряяеннй в аапке ~~го) ь. Схеиа работы папка М З1 работающие как внецентренно нагруженные элементы - выгибаясь в стороны и образуя щель ~ рис. 1.5б ). Фаербер считал, что при достижении растягивающими напряжениями прочности бетона на растяжение в середине валка появляется вертикальны трещина Затем образуются приконтактные клинья, содействующие окончагельному разрушению элемента.
На основании своих исследований Фаербер предложил свою схему распределения горизонтальных напряжений по вертикальному сечению валка ( рис. 1.5в ). В. Геллер 1 100 ) считал, что при разрушении пирнирных камней валков первичным является образование клиньев у конгакгов, которые затем раскалывают тело элемента Клин выделяется в результате образования поверхностей скольжения под влиянием местной нагрузки ~ рис. 1.5г ). А. Фрейденталь 1 120 1 проанализировал напряженно-деформированное состояние шарнирного камня и валка методами теории упрутости. О.
Граф [ 99 1 опубликовал работу об исследовании бетонных кубов, нагруженных полосовой нагрузкой при различных эксцентриситетах. Он установил уменьшение сопротивления разрушению бетона при местном действии нагрузки с увеличением эксцентриситета ( рис. 1.6 ). Р. Бортш 1 120 1 рассматривал шарнирный камень как пластинку бесконечной длины под нагрузкой, распределенной по плошади контакта по закону косинуса. Построенные им эшоры горизонтальных растягнвающих н вертикальных сжимающих напряжений, рассчитанных по теории упругости в рядах Фурье, достаточно хорошо отображают действительное напряженно- деформированное состояние элемента.
Вопросам прочности каменных и бетонных элементов при местном действии нагрузки заметное влияние уделено школой Л.И. ОшпцикаС.А. Семенцова 1 72 1. С.А. Семенцов проверил применимость формулы И. Баушннгера. Л.И. Онищик предаожил методику определения вертикальных сжимающих напряжений в локально нагруженных стенах, ограничив приыенение классических решений теории упругости радиусом. лвипения. Некоторые замечания по его работам сделаны В. К.
Кярасом 1 51 1. Который на основе экспериментальных исследований получил, что под грузовой площадкой образуются "клинья раскола'. По мере роста нагрузки оси уплотняются и действуют на остальную часть элемента, как более жесткие тела, которые вертикальным давлением и горизонтальным распором вызывают хрупкий разрыв образца. Развитие исследований Л.И. Онищика отражают работы М.Я Пильдиши [ 72 1 по исследованию каменной кладки, подвергнутой местному сжатию. Результаты этих работ использованы при разработке СНиП 1 74 1.
Опираясь на теорию прочности Кулона-Мора, Г. Майергоф 1 112 1 предложил формулу расчета элементов при пслосовом местном нагружении, учитывающую их размерность. На основании результатов испытаний бетонных блоков автор пришел к выводу, что их разрушение происходит вследствие среза н раскалывания. Кроме того, Г. Майергоф заметил, что форма разрушения элементов зависит от их размерности, угла внутреннего трения материала, а также наличия армирования. Методика основывается на том, что, преодолевая сопротивление срезу, под штампом формируется клин или конус с углом у вершины, равным углу внутреннего трения материала - 40 - 50', направленный вглубь образца и раскалываюплгй нижнюю его часть.
Увеличение соотношения 1! 1в, и наличие косвенной арматуры препятствует раскалыванию, а сопротивление бетона местному сжаппо в основном зависит от сопротивления материала срезу. Рабату Г. Майергофа отличает более глубокий анализ процесса разрушения, с учетом размеров элемента и сопротивления бетона растяжешпо. Исходя из теоретического анализа прочности бетона и камней в условиях объемного сжатия, А.Н.
Васильков 1 11 1 предложил формулу расчета прочности на местное действие нагрузки, основанную на теории прочности О. Мора. Как и предыдущие метолики, она касается лишь частного случая - центрального загружения. В. Шельсон 1 118 1 испьпал бетонные блоки штампами различной жесткости. Результаты его опьпов указывают на то, что сопротивление местному сжатию увеличивается с уменьшением высоты элемента. В.
Шельсон отметил, что жесткость штампа почти не влияет на сопротшыгение материала местному сжатию. Л.Б. Криз и Ц.Х Ратс 1 108 1 опубликовали результаты экспериментального исследования оголовков бетонных и железобетонных колонн, нагруженных двумя симметричными силами через полос овые стальные штампы. Авторы установили, что искусственное сдерживание поперечных деформаций повьпвает прочность блока до 40 %. Подчеркивается, что при разрушении всегда выделялись бетонные клинья, если штампы не были в непосредственной близости от краев элемента. Т. Ау и Д.
Бэрд 1 89 ~ предложили схему работы свободно опертого бетонного элемента при местном сжатии. По 1 89 1 разрушенвю образцов- кубов предшествует образование пирамиды, раскалывающей блок по наклонной шюскости. Причем угол наклона плоскости разрушения - величина постоянная. На основании экспериментальных исследований Б.М. Гладышев 1 26 ~ предложил рассчитывать бетонные элементы при местном сжатии по одной из трех схемзагружения ( рнс.
1.7а ). Последующие опыты 1 26 1 показали, что расчеты по формулам Б.М. Гладьппева в определенных случаях хорошо согласуются с опьггиыми данньвии, Однако в расчетах не учитываются положение и форма грузовой площадки. Ценность работ В.Г. Донченко, Г. Майергофа, Б.М. Гладышева и друптх вьппе упомянутых авторов заключается в учете растягиаающие напряжений и размеровэлемента.
Теоретические исследования Ф. Бортша, В.Г. Донченко и других авторов 1 26, 32, 112 1 у5едительно показали, что эпюра распределения поперечных напряжений по вертикальному сечещпо локально сжатого элемента имеет участки с разными знаками. а. Расчетные схеиы бетонных эленентов при нестнон сиатии 1~о1 К Распределение горизонтлпьных напряжений по осееоиу сечению присны В зенисииости от Величины иестньк непрян ений ".653 а/я Зб Изучая поведение бетонных и железобетонных элементов при местном сжатии, В.А.
Чернобаба 1 85 ] предположил, что растягивающим напряжениям под штампом предшествуют "пластические" деформации бетона, образование плоскостей скольжения л клина с основанием, равным площади штампа. Образование клина изменяет первоначальную схему деформаций. С увеличением нагрузки зона сжатия постепенно уменьшается и при достижетппт напряжениями кубиковой'прочности бетона в ней возникает растяжение. Характер эпюры поперечных напряжений 1 85 1 меняется за счет "пластичесгогх*' деформаций бетона ( рис. 1.76 ). Исследования процессов, предшествующих окончательному разрушению бетона и подобных ему материалов, при различных видах напряженного состояния приводятся в работах П. Бриджмена ~ 120 1, А.
Надаи [ 58 1, О.Я. Берга 1 7-8 1, А.Н. Ставрогина и других авторов 1 1211. О.Я. Берг показал, что даже при одноосном погружении бетона необходимо изучить обьемное напряженно-деформированное состояние, для анализа процесса недостаточно лишь продольных деформаций. Наиболее глубокое обьяснение физико-механических процессов при местном сжатии бетонных элементов дано В.Г.
Квашей 1 451. Он считает, что такое нагружение создает значительную концентрацию напряжений, вызывающих большое поперечное расширение, стесняемое обоймой окружающего материала. Схему работы бетонного элемента при местном действии нагрузки В.Г.Кваша представляет следующей ~ рис. 1.8а ): - вследствие развития "пластических'* деформаций под штампом. внутри элемента образуется призма с основанием, равным размерам грузовой площадки; - бетон образовавшейся призмы работает в условиях всестороннего сжатия, а окружающий бетон играет роль обоймы, препятствующей поперечным деформациям призмы. По В.Г. Кваше, обойма находится в сложных условиях напряженного состояния растяжении-сжатия.
Величина максимального растягнвающего с~. Схем нзпряженюго истмния зпеиепз при центраяыюи жмени~ Ы напряжения принята по Г.А. Гениеву - В.Н. Киссюку [ 23 1. Влияние обоймы оценивается формулой А.Н.Василькова - Н.М. Хавкинса1 12 1 о (~ Е/ Есы ) 1 ) ор ( 1.13 ) где о' - величина бокового давления бетонной обоймы; а' - предел прочности бетона на растяжение при местном действии натрут.
Н.М. Хавкинс 1 104 1 исследовал бетонные блоки, нагруженные центрально и внецентренно через жесткие стальные штампы квадратной и прямоугольной формы. Для части из них варьировалось положение нагрузки, форма элемента, марка бетона. Образцы разрушались с образованием клина ( рис. 1.8б. ). Угол вершины пирамиды составлял 35-40'. В случае краевого нагружения он наблюдал разрушение от сдвига, при этом угол наклона плоскости скольжения к направлению действия нагрузьж составлял 17 — 35 '. И.А.
Рохчин ~ бб 1 испьпал бетонные призмы Ь ! а = 3 и эталонные образцы кубы на местное сжатие через полосовые и квадратные стальные ппвмпы. По показаниям тензорезисторов автор наблюдал концентрацию деформаций в области, близкой к контактной площадке. Сделан вывод„что разрушение происходит от сдвига по плоскостям скольжения с последующим отрывом в средней части элемента по плоскости, параллельной действию нагрузки. Изучив случай местного сжатия при нагружении кубов ппампом по части длины и ширины сечения, И.А. Рохлин заключил, что под ним образуется уплотненная пирамидл, расклрппгвающая образец ~ рис.
1.9 ). Кроме того„в зависимости от соотношения 1ь,,~ Ь может происходить разрушение, описанное вьппв„либо сопровождающееся продавливанием или выкалыванием бетона. Для случаев приложения нагрузки на расстоянии от граней элемента, равном не менее 5-6 размерам стороны штампа. прочность бетона при местном сжатии оказалась выше кубиковой прочности в 9-10 раз. Рзгт алые где'1ы сазр:жча ьио~ных змкеи-он пои кесто з: гр.-ынм ~к С.В~ ! 2~' 40 На основании выполненных исследований И.А.
Рохлин рекомендовал рассматривать два случая разрушения при местном действии нагрузки: - высота элемента больше высоты клина; - высота элемента меньше нли равна высоте клина. По И.А. Рохлину разрушение в первом случае сопровождается образованием уплотненной пирамиды, сдвигом и раскалыванием бетона. Во втором случае, разрушение происходит от выкалывания усеченной пирамиды по плоскостям сдвига.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
