С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

 

1.31. Расчет плоскостных конструкций (типа ба­лок-стенок, плит перекрытий) и массивных конст­рукций по предельным состояниям первой и второй групп следует производить по напряжениям (усили­ям), деформациям и перемещениям, вычисляемым с учетом физической нелинейности, анизотропии, а в необходимых случаях — ползучести, накопления повреждений (в длительных процессах) и геометри­ческой нелинейности (в основном для тонкостен­ных конструкций).

 

Примечание. Анизотропия — неодинаковость свойств {здесь — механических) по разным направлениям. Ортотропия ¾ вид анизотропии, при котором имеются три взаимно перпендикулярные плоскости симметрии свойств.

1.32. Физическую нелинейность, анизотропию и ползучесть следует учитывать в определяющих соот­ношениях, связывающих между собой напряжения и деформации, а также в условиях прочности и трещиностойкости материала. При этом следует выде­лять две стадии деформирования элементов — до и после образования трещин.

1.33. До образования трещин для бетона должна, как правило, использоваться нелинейная ортотропная модель, позволяющая учитывать направленное развитие эффекта дилатации и неоднородность де­формирования при сжатии и растяжении. Допуска­ется пользоваться квазиизотропной моделью бетона, учитывающей проявление указанных факторов а среднем по объему. Для железобетона в этой стадии следует исходить из совместности осевых деформа­ций арматуры и окружающего бетона, за исключени­ем концевых участков арматуры, не снабженных специальными анкерами.

При опасности выпучивания арматуры следует ограничивать ее предельные сжимающие напряже­ния.

 

Примечание. Дилатация ¾ увеличение объема тела при сжатии, обусловленное развитием множества микротрещин, а также трещин большей протяженности.

1.34. В условиях прочности бетона следует учиты­вать сочетание напряжении на площадках разных направлений, в силу которых, в частности, его сопротивление двух- и трехосному сжатию превышает прочность при одноосном сжатии, а при комбинаци­ях сжатия и растяжения может быть меньше, чем при действии одного из них. В необходимых случа­ях должна приниматься во внимание длительность действия напряжений.

Условие прочности железобетона без трещин должно составляться исходя из условий прочности составляющих материалов как двухкомпонентной среды.

1.35. В качестве условия трещинообразования следует использовать условие прочности бетонных элементов двухкомпонентной среды.

1.36. После образования трещин следует использовать модель анизотропного тела общего вида при нелинейных выражениях зависимостей усилий или напряжений от перемещений с учетом следующих факторов:

углов наклона трещин к арматуре и схем пересе­чения трещин;

раскрытия трещин и сдвига их берегов;

жесткости арматуры: осевой — с учетом сцепле­ния с полосами или блоками бетона между трещи­нами; тангенциальной — с учетом податливости бе­тонного основания у берегов трещин и соответствен­но осевых и касательных напряжений в арматуре в трещинах;

жесткости бетона: между трещинами — на осевые силы и сдвиг {снижается для схемы пересекающих­ся трещин); в трещинах — на осевые силы и сдвиг за счет зацепления берегов трещин при достаточно малой их ширине;

частичного нарушения совместности осевых де­формаций арматуры и бетона между трещинами.

В модели деформирования неармированных эле­ментов с трещинами учитывается лишь жесткость бетона между трещинами.

В случаях возникновения наклонных трещин сле­дует учитывать особенности деформирования бетона над наклонными трещинами.

1.37. Ширину раскрытия трещин и взаимный сдвиг их берегов следует определять исходя из сме­щения стержней различных направлений относитель­но пересекаемых ими берегов трещин с учетом рас­стояний между трещинами и при соблюдении усло­вия совместности этих смещений.

1.38. Условия прочности плоских и объемных элементов с трещинами должны основываться на следующих предпосылках:

принимается, что разрушение происходит вслед­ствие значительного удлинения арматуры по наибо­лее опасным трещинам, в общем случае расположен­ным косо к стержням арматуры, и раздробления бетона полос или блоков между трещинами или за трещинами (например, в сжатой зоне плит над трещинами);

сопротивление бетона сжатию снижаетсяиз-завозникновения растяжения в перпендикулярном направлении, создаваемого силами сцепления с растянутой арматурой, а также из-за поперечных сме­щений арматуры у берегов трещин;

при определении прочности бетона учитываются схемы образования трещин и углы наклона тре­щин к арматуре;

в стержнях арматуры учитываются, как правило, нормальные напряжения, направленные вдоль их оси; допускается учитывать касательные напряже­ния в арматуре в местах трещин (нагельный эффект), принимая, что стержни не изменяют своей ориентации:

принимается, что в трещине разрушениявсе пере­секающие ее стержни достигают расчетных сопро­тивлении на растяжение (для арматуры, не имеющей предела текучести, напряжения должны контроли­роваться в процессе деформационного расчета).

Прочность бетона в различных его зонах следует оценивать по напряжениям в нем как в компоненте двухкомпонентной среды (за вычетом приведенных напряжении в арматуре между трещинами, опреде­ляемых с учетом напряжении в трещинах, сцепления и частичного нарушения совместности осевых де­формаций арматуры с бетоном).

1.39. Несущую способность железобетонных конструкций, способных претерпевать достаточные пластические деформации, допускается определять методом предельного равновесия.

1.40. При расчете конструкций по прочности, де­формациям, образованию и раскрытию трещин ме­тодом конечных элементов должны быть проверены условия прочности и трещиностойкости для всех конечных элементов, составляющих конструкцию, а также условия возникновения чрезмерных переме­щений конструкции. При оценке предельного состо­яния по прочности допускается полегать отдельные конечные элементы разрушенными, если это не вле­чет за собой прогрессирующего разрушения конст­рукции и по истечении действия рассматриваемой нагрузки эксплуатационная пригодность конструк­ции сохранится или может быть восстановлена.