Иілген темірбетон элементтердің тік қималары бойынша беріктікке есептеу

Иілген темірбетон элементтердің беріктігі кернеулік – деформациялық жағдайдың ІІІ кезеңі бойынша есептеледі.

Темірбетон элементтерді беріктікке есептегенде тік қимада кернеудің нақты тарату заңы айтарлықтай күрделі болғандықтан жеңілдеткізетін алғы шарттар қабылданады:

1. Шектік күйде бетондағы сығылған кернеу бетонның есептік кедергісіне тең деп алынады

2. Бетонның сығылған аймағындағы қисық сызықты кернеу эпюрасы тік бұрышты түріне ауыстырылады (бұл эпюбраны қолданғанда есептің қате жіберушілігі 2-3% аспайды, бірақ есептік формулаларды жеңілдетуге болады).

3. Бетонның созылу кернеудің шамасы аз болғандықтан ( ) бетонның жұмысы созылған аймақта еске алынбайды.

4. Бойлық созылған арматурада кернеудің шамасы есептік кедергісі шамасынан аспайды - арматурадағы бастапқы кернеу (алдын-ала кернелген темірбетон конструкцияларда).

5. Бойлық сығылған арматурада кернеудің шамасы есептік кедергісі шамасынан аспайды - арматурадағы сығылған есептік кедергісі - сығылған арматурадағы бастапқы кернеу.

16.Сурет. Иілген темірбетон элементтердің тік қималары бойынша беріктікке есептеу

Мұндағы:

- бетондағы сығылған тең әсерлі күш;

- арматураға созылған тең әсерлі күш;

х – сығылған аймақтың биіктігі;

- қиманың жұмыстық (есептік) биіктігі ;

- қорғаушы қабаттың қалыңдығы.

Қорғаушы қабат бетон мен арматураның бірлескен жұмысын қамтамасыз етеді әрі арматураны коррозиядан қорғайды.

Қимада арматураның санын -деген коэффициенті көрсетіледі.

= арматураның қимасының ауданы/бетонның қимасының ауданы;

- арматуралау коэффициенті;

а) - элементтің қимасы жеткіліксіз арматураланған жағдай;

б) - жеткілікті арматураланған жағдай;

в) - тым көп арматураланған жағдай;

- қиманың сығылған аймағының шектік салыстырмалы биіктігі;

- қиманың сығылған аймағының шектік биіктігі;

- бетонның шектік сығылғыштығы;

- арматурадағы аққыштық шегіне сәйкес деформация ( ).

Созылған арматураның қимасының ауданының мөлшеріне қарай қираудың екі жағдай кездеседі.

1 жағдай – арқалықтың қирау созылған арматурадан басталады, арматурадағы созылған кернеудің шамасы аққыштық шегіне тең болады . Одан кейін арқалықтың қирау сығылған бетонның уатылуымен аяқталады .

2 жағдай – арқалықтың қирау сығылған аймақта бетоннан басталады, бетонның сығылған кернеу тең болады . Арматурадағы созылған кернеудің шамасы аққыштық шегінен төмен болады . Сондықтан арқалықты қай жағдай болса да қирауын анықтау керек. Ол үшін арқалықтың қимасын жеткіліксіз арматураланған (а), жеткілікті арматураланған (б) және тым көп арматураланған кезінде қалай қирайды екенін анықтау керек. Суреттерде (а,б,в) деформация эпюрасы ( ) және бетонның сығылған аймағының биіктігі көрсетілген.

а) Жеткіліксіз арматураланған арқалық 1 жағдай бойынша қирайды – арматурадағы деформация аққыштық шегіне сәйкес деформацияға жетеді ал бетондағы деформация бетонның шектік сығылғыш-тығына жетпейді . Бетонның сығылған аймағының биіктігі шектік биіктіктен төмен болады

б) Жеткілікті арматураланған арқалық 1 жағдай бойынша қирайды – арматурадағы, бетондағы деформация және сығылған аймақтың биіктігі шектік шамаларына тең болады .

в) Тым көп арматураланған арқалық 2 жағдай бойынша қирайды – бетондағы сығылған деформация сығылғыштық шегіне жетеді арматурадағы деформация аққыштық шегіне сәйкес деформацияға жетпейді , ал бетонда сығылған аймағының биіктігі шектік биіктіктен жоғары болады

Қорытынды: немесе элементтің қирау 1 жағдай бойынша болады. Егер немесе элементтің қирау 2 жағдай бойынша болады. Сондықтан: болғанда темірбетон конструкциялар 1 жағдай бойынша қирайды, болғанда ТБК 2 жағдай бойынша қирайды.

Арматурадағы созылу кернеу қимадағы арматураның санына және бетонның сығылу аймағының биіктігіне байланысты. Көптеген тәжірибелердің негізінде 2 жағдай бойынша қираған элементтің созылған арматурасындағы кернеуді ( ) келесі эмпирикалық формула арқылы анықталады.

(1)

Мұндағы: - бетонның шектік сығылғыштығына сәйкес келетін сығылған арматурадағы кернеу.

МПа

Жүктеме ұзақ мерзімде әсер бергенде МПа

бастапқы кернеудің шамасы (алдын-ала кернелген ТБК);

кернелмеген ТБК;

- қиманың сығылған аймағының салыстырмалы биіктігі;

- бетонның сығылған аймақтың деформациялық қасиеттерінің сипаттамасы:

- ауыр бетонға,

- жеңіл бетонға,

- бетонның түріне байланысты қабылданатын коэффициент.

Арматурадағы кернеу (немесе алдын-ала кернелген ТБЭ ) болған кезде қиманың сығылған аймағының салыстырмалы биіктігі тең болады.

Фактіге негізделген эпюра бойынша тең болғандықтан , онда бетондағы кернеу эпюрасының толықтық коэффициенті деп айтуға болады. Сол кезде бетондағы сығылған күш тең болады.

« » тәуелділігін графикте көрсетсек, онда бұл тәуелділік қисық сызықты болып шығады

арматурадағы кернеу созылушы болады ( );

арматурадағы кернеу сығылушы болады.

Сурет

« » графикте үш ерекше нүктесі бар:

1. ;

2.

3. бұл кезде барлық қима сығылады, бетонның сығылу аймағының биіктігі тең,

- қиманың сығылған аймағының шектік салыстырмалы биіктігі

(2)

Мұндағы: - арматурадағы созылушы шектік кернеу;

, физикалық аққыштық шегі бар арматуралар үшін (А-І, А-ІІ, А-ІІІ, А-ІІІв, Вр-І);

, шартты аққыштық шегі бар арматуралар үшін (А-ІУ, А-У, А-УІ, В-ІІ, Вр-ІІ, К-7, К-19, Ат-УІ);

арматурадағы сығылушы шектік кернеу;

МПа;

МПа, жүктеме ұзақ мерзімде әсер еткенде .