Общие сведения. Применение в настоящее время высокопрочных материалов для железобетонных конструкций привело к уменьшению размеров сечений элементов

Применение в настоящее время высокопрочных материалов для железобетонных конструкций привело к уменьшению размеров сечений элементов, что обусловило снижение их жесткости и К следствие привело к увеличению прогибов. Жесткость изгибаемых железобетонных элементов В, в отли­чие от жесткости конструкций, выполненных из упругих матери­алов, — величина непостоянная, зависящая от ряда факторов: Наличия или отсутствия трещин; статической схемы работы; размера и характера нагрузки; количества арматуры, упругопластических свойств бетона и др. Жесткость железобетонных элемен­тов определяется в зависимости от отсутствия в них трещин или ихналичия. Появление трещин очень сильно снижает жесткость элемента.

Железобетонные балки и плиты под нагрузкой изгибаются, и как следствие деформаций в растянутой зоне бетона могут об­разовываться трещины, так как бетон способен удлиняться не-I значительно. Образование трещин не приводит к разрушению элемента, так как в местах образования трещин продолжает работать стальная арматура. Целый ряд конструкций может нормально эксплуатироваться при наличии в них трещин, размеры которых не превышают ограничений, установленных нормами, но есть элементы, трещины в которых по условиям эксплуата­ции не допускаются.

Ширина раскрытия трещин зависит от величины и времени I действия нагрузки (длительное воздействие нагрузки приводит к развитию трещин). При уменьшении величины нагрузки трещи­ на также уменьшается, так как арматура работает упруго. В пред­варительно напряженных конструкциях арматура сжимает бетон с помощью искусственно созданных напряжений, и в случае по­явления трещин они могут полностью закрываться при уменьше­нии нагрузки или вообще не возникать. Все вышесказанное при­вело к необходимости для изгибаемых железобетонных элементов выполнять следующие расчеты в приведенной ниже последова­тельности:

• расчет по образованию трещин;

• расчет ширины раскрытия трещин;

• расчет по закрытию трещин;

• расчет по деформациям (расчет прогибов с учетом наличия или отсутствия в элементе трещин).

1. Расчет по образованию трещин

Трещины могут образовываться при работе элементов на рас­тяжение, изгиб, внецентренное сжатие.

Расчет по образованию трещин проводится на усилия, возни­кающие от внешних нагрузок и от предварительного напряжения арматуры. Усилия предварительного напряжения стремятся прикладывать в таких местах элемента, где они будут наибольшим образом способствовать закрытию трещин.

При изгибе возможно образование нормальных и наклонных к продольной оси элемента трещин. Для изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов расчет по обра­зованию трещин в нормальном сечении производится из условия

(7.64)

где М_г — момент внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения, относительно оси, параллельной нулевой линии и проходящей через ядровую точку, наиболее уда­ленную от растянутой зоны, трещинообразование которой прове­ряется (при изгибе М_г принимается равным внешнему моменту);

М„_с — момент, воспринимаемый сечением, нормальным к про­дольной оси элемента, при образовании трещин.

Более подробно расчет по образованию трещин — см. пп. 4.1 — 4.12 СНиП 2.03.01-84*.