Автореферат диссертации (1141451), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

В этой связи уравнение дляопределения расчетного пределавыносливости наклонной сжатой полосы представляем в виде:для элементов без поперечной арматуры h ctg 21 Rbt ,rep   ctg   ctg    2 l sin  sup,Rbloc,rep t  21  0 ,616  b  cos l toploctoplsupPmaxmax122ltNmaxt1PmaxВm ax12Аmax 2Cmaxmax2CВmax 121C 2maxtmax 2CQsmaxmaxRbotbotlloclsupmaxN smaxs sQsmaxP RmaxсоN smaxPmaxl t max 2C 1C  2tmax  maxАmax1Cltmax 1Cmax1CОmax12ВhlPPmax б)maxhoа)(7)ssсоРисунок 2 - Модель усталостного сопротивления железобетонных изгибаемыхэлементов действию поперечных сил при малых пролетах срезадля элементов с поперечной арматуройm  Asw  ctg ,(8) b  l sup cos   sin 2ls u p sin l sin 2  0 ,2 - 1  0 ,75 и   1 ; при sup 0 ,2 - 1  1 и   cos2  ;hhRbsloc,rep t  гдепри2  k o  k c  k r   su k k k1   sw  1  o c r b ;  sw - коэффициенты асимметрии напряжений бетона и поперечной арматуры; - угол наклона сжатой полосы; Аsw  площадь поперечной арматуры; b  ширинасечения элемента; m  количество стержней поперечной арматуры.В продольной арматуре в месте пересечения с наклонной трещинойвозникают осевое усилие N smax , нагельное усилие Qsmax и изгибающиймомент M smax .

В этой связи в продольной арматуре в этом месте возникают осевое smax и касательное  smax напряжения, а также напряжения sхm aотx изгибаарматурного стержня. Поэтому в элементах с малым пролетом среза впродольной арматуре в месте пересечения с наклонной трещиной наиболееопасными являются напряжения  sвmax( t )   sхmax   smax в наиболее нагруженных23волокнах продольной арматуры, которые действуют в этих волокнах совместно скасательными напряжениями  smax .

Расчетный предел выносливости арматурыRsq ,rep t  в условиях плоского напряженного состояния определяем какRsq ,rep t   Rs ,rep1  3  k2 ,(9)где Rs ,rep - предел выносливости арматуры при осевом растяжении, определяетсяпо (3); k   s , max  s , max .После образования в приопорной зоне железобетонной балки с малымпролетом среза наклонной трещины анкеровка продольной рабочей арматурыобеспечивается за счет сцепления арматуры с бетоном за наклонной трещиной.Поэтому выносливость и деформативность анкеровки продольной арматурыопределяется выносливостью и деформативностью сцепления арматуры сбетоном в зоне перераспределения занаклонной трещиной.

За пределвыносливости анкеровки продольной рабочей арматуры на базе N  107 цикловнагружения следует принимать предельное напряжение в арматуре назагруженном конце заделки, которое при данном режиме нагрузки можетвыдержать неограниченное число циклов нагружения. Это значение пределавыносливости анкеровки арматуры Ran,rep , определяем по (4).Предел выносливости поперечной арматуры при осевом нагруженииRsw ,rep t  определяем по (3) .При повторных нагрузках в изгибаемых элементах с большим пролетомсреза ( c0 h0  2 ), в зоне действия поперечных сил вначале образуютсянормальные трещины, а затем они, искривляясь по траектории главныхсжимающих напряжений, превращаются в наклонные трещины.

При увеличенииколичества циклов нагружения одна из таких наклонных трещин начинаетО2ltlh0мах  sw, Asw 2махСмах sw, Asw smax t0  As sмах Asмах sw, Asw sмах Asx1 мах Aswмах sw, sw, Asw1x1-xplС dВe xpl2 2maxtAmax xmax t0 Эпюра  xyt0 1 Эпюраmax1N R2 12y h11Рисунок 3 - Расчетная модель усталостного сопротивленияжелезобетонных изгибаемых элементов действию поперечных сил при больших пролетах среза и при равномернораспределенной нагрузкеch1развиваться более интенсивно и становится критической.

Анализ характера НДСв зоне действия поперечных сил при циклическом нагружении, образования иразвития усталостных трещин, усталостного разрушения железобетонныхэлементов позволяет выдвинуть следующую гипотезу развития критическойнаклонной трещины (КНТ) и разработать модель усталостного сопротивления24железобетонных балок с большим пролетом среза (рисунок 3). Эта модельотражает также работу обычных балок при равномерно распределеннойнагрузке.

Согласно этой модели, задолго до образования нормальных инаклонных трещин в глубине пролета среза, тем более до формирования иразвития КНТ, в нормальном сечении в конце пролета среза, где действуетмаксимальный момент, образуется нормальная трещина (сечение 1-1 на рисунке3). К моменту образования остальных трещин в зоне действия поперечных силэта нормальная трещина в конце пролета среза развивается на большую высоту,и растянутая зона бетона практически полностью исключается из работы; эпюра xmax ( t ) искривляется, увеличивается полнота эпюры  и в верхней части эпюры xmax ( t ) начинает образовываться пластический участок; уменьшение высотынетреснутой части бетона в этом нормальном сечении приводит также кувеличению полноты эпюры  касательных напряжений и к резкомуmax( t ) . Поэтомуувеличению максимального значения касательных напряжений  xyв пределах пластического участка x pl сжатой зоны резко увеличиваетсяравнодействующая N Rmaxнормальных N bmax    xmax ( t )  dA и касательных2AplmaxQbmax   xy( t )  dAусилий, где Apl – площадь пластического участка сжатой зоны вAplнормальном сечении с трещиной в конце пролета среза.

Под воздействиемусилия N Rmaxв сжатой зоне, действующего в пределах ограниченной грузовой2площади x pl cos  , в направлении действия этого усилия возникает наклонныйсжимающий силовой поток под углом  к продольной оси элемента. Характерраспределения напряжений внутри этого наклонного сжимающего силовогопотока такой же, как при местном сжатии. Наиболее характерной особенностьюразвития трещин нормального отрыва, развивающихся вдоль линии действиясжимающих усилий, является стремление любой, даже первоначально наклоннойк линии действия сжимающего усилия, трещины выравнивать свою траекториюв направлении сжатия. Учитывая это можно выдвинуть гипотезу о том, что извсех наклонных трещин, образованных в зоне действия поперечных сил врастянутой зоне, при первом нагружении или при увеличении количества цикловнагружения, критической становится та наклонная трещина, которая попадает взону влияния этого наклонного сжимающего силового потока, образованного отдействия равнодействующей N Rmaxусилий в сжатой зоне в пределах2пластического участка x pl .

Только этим можно объяснить, что критическойстановится, как правило, крайняя наклонная трещина (ближайшая к опоре),которая вначале образуется и развивается вдоль наименее напряженнойтраектории главных сжимающих напряжений; дальнейшее развитие получаеттолько КНТ и наблюдается более интенсивное ее раскрытие по сравнению состальными наклонными трещинами; происходит резкое увеличениенормальных напряжений в продольной арматуре в месте пересечения с КНТ(выравнивание продольных усилий).25Усталостное разрушение по сжатой зоне над КНТ происходитподдействием равнодействующей N Rmax2 поперечных и продольных сил в бетонесжатой зоны, возникающих в пределах пластического участка, в нормальномсечении 1-1, проходящем через нормальную трещину в конце пролета среза. Всвязи с тем, что НДС в сжатой зоне над КНТ (внутри наклонного сжимающегосилового потока) и характер усталостного разрушения сжатой зоны аналогичныНДС и характеру усталостного разрушения в плосконапряженных элементах придействии местной многократно повторной нагрузки, то уравнение для пределавыносливости сжатой зоны над КНТ получаем на основе уравнения пределавыносливости бетона и железобетона при местном циклическом сжатии.

Такимобразом, для определения расчетного предела выносливости сжатой зоныполучены уравненияв элементах без поперечной арматурыRbloc,rep t   1,6  h0 ctg 1 Rbt  ,21  0 ,616 b  cos     x1  cos  (10)где при 1,25  1  cos   0,2 - 1  0 ,75 и   1 ; при 1,25  1  cos   0,2 - 1  1 и   cos 2  ;  коэффициент пластичности бетона;  1 - относительная высота сжатой зоны внормальном сечении с трещиной в конце пролета среза;в элементах с поперечной арматуройгRbloc,rep t  4  k o  k c  k r   suk k k1   s  1  o c rm  Asw  ctg . b    x1  sin   cos (11)Предел выносливости продольной арматуры Rsq ,rep t  в месте пересечения скритической наклонной трещиной в условиях плоского напряженного состоянияопределяем по (9). Предел выносливости анкеровки продольнойарматуры Ran ,rep t  за КНТ определяем по (4). Предел выносливости Rsw,rep t стержней поперечной арматуры при осевом нагружении определяем по (3).В связи с тем, что элементысосреднимпролетомсрезаPmax 23 1,2h0  c0  2h0 находятся на границе1элементов с малым пролетом среза2 Pmaxmax1и элементов с большим пролетом 2tо1 2maxсреза, то в работе и в механизмесmax sw, Aswусталостногоразрушенияприо max Altсреднихпролетахсрезаsw , swlпроявляются особенности, какmax swA, swпервых, так и вторых, т.е.

наmaxAхарактер образования и развитияsw , swо2 sмах Asтрещинвзонедействияmax31мах  sw , Aswпоперечных сил и усталостногоC0Pmax  s Asразрушениятакихэлементов2 Рисунок 4 - Расчетная модель усталостного сопротивления железобетонныхоказывают влияние как внутренниеизгибаемых элементов действию попесиловые факторы, действующие вречных сил при средних пролетах среза26рассматриваемых по длине пролета среза элемента сечениях (моменты ипоперечные силы), так и местные возмущения напряженного состояния иконцентрации напряжений в определенных зонах, связанных с точкамиприложения сосредоточенных внешних сил. Поэтому при средних пролетахсреза усталостное разрушение происходит с образованием КНТ, но наразрушение оказывают влияние также и местные возмущения напряженногосостояния и концентрации напряжений в определенных зонах, связанныхсточками приложения сосредоточенных внешних сил.

Характеристики

Список файлов диссертации