Диссертация (1141452), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Одновременно ᆞсᆞразвитием ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞпроисходит ᆞее ᆞраскрытие, ᆞкак ᆞправило,ᆞпоᆞᆞвсейᆞдлине.ᆞНо наибольшееᆞраскрытиеᆞнаблюдаетсяᆞнаᆞрасстоянии268приблизительно ᆞ0,4 ᆞвысоты ᆞот ᆞнижней ᆞ грани ᆞ балки. ᆞМаксимальное ᆞ раскрытие ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞпри ᆞпервом ᆞ нагружении ᆞ не ᆞпревышает ᆞ(0,2-0,5) ᆞмм. ᆞМногократноᆞ повторноеᆞциклическое ᆞ приложение ᆞнагрузкиᆞ приводит ᆞ к ᆞнепрерывному ᆞувеличению ᆞраскрытия ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞв ᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматурыᆞРисунок 5.10 - Раскрытие наклонной трещины в балках безпоперечной арматуры в процессе циклического нагруженияпри c0 h0 2.18 : 1 – БСМ I-3; 2 – БСМ I-1; 3 – БСМ I-5; 4 – БСМ II-4; 5 –БСМ II-5; 6 – БСМ III-4; 7 – БСМ III-5(Рисунок5.10).Наличие ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞв ᆞжелезобетонных ᆞэлементах ᆞнакладывает ᆞопределенный ᆞотпечаток ᆞна ᆞхарактер ᆞобразования ᆞиᆞразвития ᆞнаклонных ᆞтрещин ᆞпри ᆞмногократноᆞповторяющихсяᆞнагружениях.ᆞВᆞотличиеᆞотᆞбалок ᆞбезᆞпоперечнойᆞарматуры, ᆞвᆞкоторых ᆞпоявляется ᆞиᆞразвивается ᆞодна ᆞнаклонная ᆞтрещина ᆞи ᆞявляется ᆞкритической, ᆞв ᆞбалках ᆞс ᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞпри ᆞc0 h0 ≥2 ᆞобразуется ᆞнесколькоᆞнаклонныхᆞтрещин,ᆞкакᆞправило,ᆞпервого ᆞтипа, ᆞодна ᆞиз ᆞкоторых ᆞвпоследствии ᆞстановится ᆞкритической ᆞ(рисунки ᆞ5.9, ᆞ5.11, 5.13).
ᆞРаскрытие ᆞРисунок 5.11 - Образование и развитие трещинпри многократно повторяющемся нагружении вэлементах с поперечной арматурой при c0 h0 =3критической ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞс ᆞувеличением ᆞ ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞпо ᆞвсей ᆞдлине ᆞтрещины,ᆞвᆞтомᆞчислеᆞиᆞуᆞтрещинᆞотрыва ᆞв ᆞсжатой ᆞзоне. ᆞМаксимальнаяраскрытияᆞ величинаᆞᆞ критическойᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞвᆞбалках ᆞсᆞпоперечнойᆞ арматуройᆞнаблюдается ᆞна ᆞрасстоянии ᆞ(0,3-0,4)hᆞотᆞнижнейᆞграниᆞбалок.ᆞРисунок 5.12 – Характер образования наклонныхтрещин при циклических нагрузках при c0 h0 =3269При ᆞпервом ᆞнагружении ᆞраскрытие ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞ трещины ᆞнезначительное,ᆞ вᆞзависимости ᆞот ᆞуровня ᆞнагрузкиᆞ составляет ᆞ(0,05-0,25)мм.
ᆞДаже ᆞпри ᆞвысокихᆞ уровняхᆞнагрузки,ᆞ намногоᆞпревышающих ᆞпредел ᆞвыносливости ᆞбалок, ᆞв ᆞпервыхᆞ104ᆞцикловᆞтечениеᆞРисунок 5.13 - Раскрытие критической наклонной трещины в балках споперечной арматурой в процессе циклического нагружения приc0 h0 3 : 1 – Б2-4; 2 – Б2-5; 3 – Б2-6; 4 – Б2-7; 5 – Б2-13; 6 – Б2-8; 7 –Б2-9нагруженияᆞнеᆞпроисходитᆞсущественногоᆞувеличения ᆞраскрытия ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞили ᆞпроисходит ᆞее ᆞнезначительное ᆞувеличение ᆞ(рисунок 5.13).
ᆞВᆞпределах ᆞ(104-105) ᆞциклов ᆞпроисходит ᆞстабильный ᆞрост ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины. ᆞНезадолго ᆞдо ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞначинается ᆞрезкое ᆞраскрытие ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины, ᆞкак ᆞвᆞэлементах ᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой, ᆞтак ᆞиᆞвᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечнойᆞарматуры.ᆞВᆞэлементахᆞбезᆞпоперечнойᆞарматурыᆞусталостноеᆞразрушениеᆞприᆞможет ᆞпроисходить ᆞлибо ᆞпо ᆞрастянутой ᆞзоне, ᆞлибоᆞпо ᆞсжатой ᆞзоне. ᆞУсталостноеc0 h0 ≥2 ᆞразрушение по растянутой зоне в таких элементах может происходить либо в результатенарушения анкеровки продольной арматуры из-за усталости сцепления между бетоном иарматурой за критической наклонной трещиной, либо в результате усталостного разрывастержней продольной арматуры в месте пересечения с наклонной трещиной.ᆞРазрушение ᆞпо ᆞсжатой ᆞзоне ᆞнаклонного ᆞсечения ᆞвᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞпроисходит ᆞвᆞрезультате ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞбетона ᆞнад ᆞнаклонной ᆞтрещиной ᆞвᆞрезультате ᆞсовместного действияᆞнапряженийᆞσхmах,ᆞσуmах,ᆞτхуmах.ᆞВᆞэлементахᆞбезᆞпоперечнойᆞарматурыᆞпри ᆞбольших ᆞпролетах ᆞсреза ᆞнаклонная ᆞтрещина ᆞуже ᆞвᆞмомент ᆞобразования ᆞ(визуальногообнаружения) ᆞᆞмгновенно ᆞразвивается ᆞна ᆞбольшую ᆞдлину.
ᆞВᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞсᆞбольшим ᆞпролетом ᆞсреза ᆞ( c0 h0 >2) ᆞмомент ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞпо ᆞсжатой ᆞзоне, ᆞаᆞследовательно ᆞиᆞсамого ᆞэлемента ᆞпрактически ᆞсовпадает ᆞсᆞмоментом ᆞобразованияᆞиᆞначалаᆞбыстрогоᆞразвитияᆞнаклоннойᆞтрещины.ᆞУсталостное ᆞразрушение ᆞжелезобетонных ᆞизгибаемых ᆞэлементов ᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞначинается ᆞсᆞнаиболее ᆞнагруженных ᆞхомутов, ᆞрасположенных ᆞу ᆞконца ᆞ270критическойᆞ наклоннойᆞтрещины ᆞ(рисунок 5.14), ᆞгде ᆞиᆞнаблюдается ᆞнаибольшее ᆞее ᆞраскрытие.
ᆞПосле ᆞусталостного ᆞразрыва ᆞнаиболее ᆞнагруженного ᆞхомута ᆞу ᆞнижнего ᆞконца ᆞРисунок 5.14 - Усталостное разрушение железобетонныхбалок по наклонному сечению при c0 h0 =3 (послеусталостного разрыва хомутов и раздробления сжатойзоны)критическойтрещиныᆞ наклоннойᆞвоспринимаемоеусилие,ᆞим,ᆞᆞᆞперераспределяется ᆞна ᆞдругие ᆞхомуты ᆞиᆞбетон ᆞсжатой ᆞзоны. ᆞЭто ᆞприводит ᆞкᆞтому, ᆞчто ᆞчерез ᆞнебольшое ᆞколичество ᆞциклов ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞусталостный ᆞразрыв ᆞвторого ᆞхомута ᆞиᆞт.д., ᆞиᆞчерез ᆞ(2-5)·103 ᆞциклов ᆞнагружения ᆞпосле ᆞусталостного ᆞразрыва ᆞпервого ᆞнаиболее ᆞнагруженного ᆞхомута ᆞусталостное ᆞразрушение ᆞзавершается ᆞусталостным ᆞразрушением ᆞбетона ᆞсжатой ᆞзоны ᆞнад ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиной. ᆞВ ᆞэлементах ᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞусталостноеᆞразрушениеᆞвᆞзонеᆞсовместногоᆞдействияᆞизгибающегоᆞмоментаᆞиᆞпоперечныхᆞсил ᆞможет ᆞпроисходить ᆞтакже ᆞиᆞпо ᆞрастянутой ᆞзоне.
ᆞУсталостное ᆞразрушение ᆞпо ᆞрастянутой ᆞзоне ᆞможет ᆞпроисходить ᆞлибо ᆞиз-за ᆞусталостного ᆞразрыва ᆞпродольной ᆞарматуры ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсᆞодной ᆞиз ᆞнаклонных ᆞтрещин, ᆞлибо ᆞиз-за ᆞнарушения ᆞанкеровки продольной арматуры ᆞза ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиной ᆞв ᆞрезультатеРисунок 5.15 - Усталостное разрушение железобетонныхбалок по растянутой зоне наклонного сечения приc0 h0 =3Рисунок 5.16 - Характер образованиянаклонных трещин при циклическомнагружении при c0 h0 =1,6ᆞусталости ᆞсцепления ᆞарматуры ᆞсᆞбетоном. ᆞУсталостный ᆞразрыв ᆞпродольной ᆞарматуры ᆞвᆞэлементах ᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞпроисходит ᆞне ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞпродольной ᆞарматуры ᆞсᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиной, ᆞкак ᆞэто ᆞпроисходило ᆞвᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры, ᆞаᆞпо ᆞодной ᆞиз ᆞпервых ᆞнаклонных ᆞтрещин ᆞ(ближайших ᆞкᆞгрузу), ᆞобразованных ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил.
ᆞУсталостное ᆞразрушение ᆞпродольной ᆞарматуры ᆞвᆞбалках ᆞсᆞпролетом ᆞсреза ᆞc0 h0 =3 ᆞпроисходило ᆞпри ᆞнагрузках, ᆞблизких ᆞкᆞ271пределу ᆞвыносливости ᆞвᆞпределах(1,8-2)·106 ᆞциклов ᆞнагружения ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсᆞнаклоннойᆞтрещинойᆞсᆞугломᆞнаклонаᆞ(55º-60º),ᆞгоризонтальнаяᆞпроекцияᆞкоторойᆞотᆞкраяᆞгрузовойᆞпластиныᆞсоставляетᆞ(1,5-2)S,ᆞгдеᆞSᆞ–ᆞшагᆞхомутовᆞ(рисунок 5.15).Усталостные ᆞиспытания ᆞжелезобетонных ᆞбалок ᆞпрямоугольного ᆞсечения ᆞс ᆞпролетомᆞсрезаᆞс0=(1,51-1,67)h0ᆞпозволяютᆞустановитьᆞследующуюᆞкартинуᆞобразованияᆞиразвития ᆞᆞтрещин ᆞиᆞхарактер ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил.Критическая ᆞнаклоннаяᆞтрещинаᆞобразуется ᆞнаᆞрасстоянииᆞ(0,3-0,4)h ᆞот ᆞрастянутой ᆞграни ᆞбалки ᆞпрактически ᆞуже ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении ᆞдо ᆞмаксимального ᆞуровня ᆞQmах ᆞциклической ᆞнагрузки. ᆞВᆞрастянутой ᆞзоне ᆞона ᆞразвивается ᆞвдоль ᆞлинии, ᆞсоединяющей ᆞгрузовой ᆞпластины, ᆞиᆞвнутреннюю ᆞграницу ᆞопорной ᆞпластины ᆞсᆞвнешней ᆞграницей ᆞполностью ᆞпересекает ᆞее ᆞ(до ᆞвнутренней ᆞкромки ᆞопорной ᆞпластины) (Рисунок 5.16).
ᆞИногда ᆞона ᆞобразуется ᆞнепосредственно ᆞуᆞвнутренней ᆞкромки ᆞопорной ᆞпластины ᆞиᆞвᆞдальнейшемᆞразвиваетсяᆞвᆞнаправленииᆞкᆞвнешнейᆞграницеᆞгрузовойᆞпластины.ᆞПриᆞсвоемразвитии ᆞвᆞнаправлении ᆞкᆞгрузуᆞкритическая ᆞнаклонная ᆞтрещинаᆞпосле ᆞтого, ᆞкак ᆞдоходит ᆞРисунок 5.17 - Раскрытие критическойнаклонной трещины в процессе циклическогонагружения при c0 h0 1,6 :в сжатойзоне; ц.т.
сечения;по оси продольнойарматуры; 1- балка 3-8; 2- балка 3-7Рисунок 5.18 - Раскрытие критическойнаклонной трещины в процессе циклическогонагружения при c0 h0 1,6 :в сжатойзоне;ц.т. сечения;по оси продольнойарматуры; 1- балка 3-4; 2- балка 3-6до ᆞточки ᆞпересечения ᆞлинии, ᆞсоединяющей ᆞвнутреннюю ᆞграницу ᆞопорной ᆞпластины ᆞсᆞвнешнейᆞграницейᆞгрузовойᆞпластины,ᆞсᆞлинией,ᆞсоединяющейᆞточкуᆞприложенияᆞгрузаᆞиᆞточкуᆞпересеченияᆞосиᆞопорнойᆞреакцииᆞсᆞосьюᆞпродольнойᆞрастянутой ᆞарматуры,ᆞменяет ᆞсвое ᆞнаправление ᆞиᆞпродолжает ᆞразвиваться ᆞвдоль ᆞпоследней ᆞлинии ᆞ.ᆞПри ᆞэтом ᆞвᆞнаправлении ᆞкᆞгрузу ᆞкритическая ᆞтрещина ᆞразвивается ᆞтолько ᆞдо ᆞопределенной ᆞточки ᆞиᆞостанавливается ᆞна ᆞнекотором ᆞрасстоянии ᆞот ᆞкрая ᆞгрузовой ᆞпластины ᆞиᆞпрактически ᆞдо ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞдальше ᆞне ᆞпродвигается.
ᆞОдновременно ᆞс ᆞразвитием ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞпроисходит ᆞее ᆞраскрытие, ᆞкак ᆞправило, ᆞпо ᆞвсей ᆞдлине.272Если ᆞᆞнагрузка ᆞна ᆞэлемент ᆞвыше ᆞпредела ᆞвыносливости, ᆞто ᆞпроисходит ᆞнепрерывное ᆞраскрытие ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞпо ᆞвсей ᆞее ᆞдлине ᆞ(рисунки 5.17, ᆞ5.18). ᆞПри ᆞнизких ᆞуровнях ᆞнагрузки ᆞбольшее ᆞраскрытие ᆞᆞкритической ᆞтрещины ᆞнаблюдается ᆞна ᆞуровне ᆞпродольной ᆞарматуры, ᆞаᆞпри ᆞвысоких ᆞуровнях ᆞ–ᆞна ᆞрасстоянии ᆞ(0,4-0,5)h ᆞот ᆞрастянутойᆞграниᆞиᆞнаᆞучасткеᆞкритическойᆞтрещиныᆞвᆞсжатойᆞзоне.ᆞᆞУсталостное ᆞразрушение ᆞэлементов ᆞпри ᆞтаких ᆞпролетах ᆞсреза(1,5-1.67)h0 ᆞпроисходитᆞпоᆞкритическойᆞнаклоннойᆞтрещине.ᆞПриᆞнизкихᆞуровняхᆞнагрузки,ᆞблизкихᆞкᆞРис.5.19- Усталостное разрушение порастянутой зоне наклонного сечения приc0 h0 =1,6Рис.5.20- Усталостный разрыв продольныхстержней в месте пересечения с критическойнаклонной трещиной при c0 h0 =1,6 (вид снизу)пределу ᆞвыносливости ᆞбалки ᆞпо ᆞнаклонному ᆞсечению, ᆞразрушение ᆞпроисходило ᆞвᆞрезультате ᆞусталостного ᆞразрыва ᆞпродольных ᆞстержней ᆞв ᆞместе ᆞпересечения ᆞс ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиной ᆞ(рисунки 5.19, 5.20).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
