ivdon3@bk.ru
Слоистые железобетонные балки из разномодульных бетонов все шире применяются в инженерной практике. Пошагово-итерационный метод в сочетании с численным интегрированием при расчете таких конструкций с использованием нелинейной деформационной модели и реальных диаграмм деформирования является рациональным решением, несмотря на отсутствие в настоящее время общепризнанного подхода к оценке напряженно-деформированного состояния сечений слоистых балок. В статье разработаны предложения по определению момента трещинообразования и прогибов слоистых железобетонных балок как функции предельной деформации краевого растянутого волокна и закономерности изменения кривизны от уровня нагружения с учетом деформационных свойств бетонов.
Ключевые слова: слоистые железобетонные балки, момент трещинообразования, кривизна, прогиб
Представлены результаты исследований двухслойных железобетонных балок со слоем различной толщины высокомодульного бетона каркасной структуры в сжатой зоне и традиционным тяжелым бетоном в остальной части сечения. Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений по высоте балки оценивалось по значениям относительных деформаций на уровне растянутой и сжатой арматуры с использованием гипотезы плоских сечений и фактических при сжатии и расчетных при растяжении диаграмм деформирования бетонов. Показано влияние толщины слоя высокомодульного бетона на характер напряженно-деформированного состояния между слоями. Выявлена возможность разрушения балки по бетону сжатой зоны из-за скачкообразного уменьшения фактической высоты сжатой зоны вследствие «отстрела» слоя высокомодульного бетона при его толщине менее 0,1h0. Получена зависимость относительной фактической толщины сжатого бетона, т.е. расстояния от краевого волокна сжатого бетона до нейтральной оси, в исследованных балках от величины изгибающего момента. Установлено, что для однослойных балок при различии модулей упругости бетонов до 20% зависимости относительной фактической толщины слоя сжатого бетона от величины изгибающего момента практически идентичны. У исследованных балок, предельное состояние которых вызвано текучестью арматуры, толщина слоя сжатого бетона составила 0,37…0,4 при значении относительного момента 0,5, и 0,33…0,36 при предельном значении изгибающего момента.
Ключевые слова: двухслойные железобетонные балки, нормальные сечения, нелинейная деформационная модель, высокомодульный бетон, координата нейтральной оси
На основе проведенных авторами исследований приведены данные о жесткостях и кривизнах железобетонных балок со слоем различной толщины из бетона каркасной структуры в сжатой зоне. Приведены жесткости, кривизны и прогибы для случаев отсутствия и наличия в конструкции трещин. Получены формулы для описания изменения жесткости и кривизны сечений в зависимости от величины момента. Установлено влияние толщины слоя бетона каркасной структуры и диаметра рабочей арматуры на изменение жесткости сечений. Уточнена закономерность изменения положения нейтральной оси для одно и двухслойных балок в зависимости от параметров балки.
Ключевые слова: бетон каркасной структуры, жесткость, кривизна, прогиб, слоистая конструкций, изгибающий момент, нейтральная ось
Рассмотрена методика определения трещинообразующих усилий, основанная на нормативном подходе. Проведены экспериментальные и теоретические исследования железобетонных балок из обычно тяжелого бетона, самоуплотняющегося бетона с модификатором и бетона каркасной структуры. Приведены формулы для определения предела прочности на растяжение в зависимости от предела прочности сжатие для каждого из рассмотренных видов бетона. Даны расчетные значения предельной растяжимости, определенные по различным методикам. Получены коэффициенты к формуле, связывающей приведенный и начальный модули упругости различных видов бетона. Проанализировано влияние точности экспериментального определения момента трещинообразования на изменение расчетных зависимостей.
Ключевые слова: момент трещинообразования, прочность на растяжение при изгибе, бетон каркасной структуры, самоуплотняющийся бетон с модификатором