Основы расчета строительных конструкций

Свойства и характер работы железобетонной конструкции определяются физико-механическими свойствами бетона и характером взаимодействия бетона и арматуры. Эффективность работы железобетонной конструкции, или элемента, зависит от того, насколько полно используются сопротивления бетона сжатию и арматуры растяжению.

Понятие о работе железобетона. Для понимания сущности железобетона и основ его расчета рассмотрим особенности работы изгибаемой железобетонной балки.

При постепенном возрастании нагрузки можно различить три стадии l, II, III напряженно-деформированного состояния по нормальному к оси балки сечению. При малых нагрузках в стадии 1 бетон растянутой зоны работает на растяжение, достигая максимальных напряжений. В сжатой зоне в основном развиваются упругие деформации, распределенные по треугольнику. Эту стадию принимают за исходную для расчета балок по второму предельному состоянию — образованию трещин.
С увеличением нагрузки наступает стадия II, при которой в растянутой зоне бетона появляются трещины, когда напряжения полностью воспринимаются растянутой арматурой. В сжатой зоне бетона развиваются пластические деформации, которые выравнивают напряжения. Стадию // принимают за исходную для расчета по второму предельному состоянию — ограничению прогибов и ширины раскрытия трещин при воздействии нормативной нагрузки.

При дальнейшем возрастании нагрузки наступает стадия III — стадия разрушения балки по нормальному сечению; при которой в растянутой арматуре достигается предел текучести, а в сжатой зоне бетона — предел прочности. Стадия /// — исходная для расчета по первому предельному состоянию — прочности балки по нормальному сечению, который выполняется на расчетные нагрузки.

Сцепление арматуры с бетоном. Сцепление бетона с арматурой обеспечивает их совместную работу в железобетонном элементе. Величина сцепления характеризуется касательными напряжениями сцепления.
Арматура периодического профиля намного лучше сцепляется с бетоном, чем гладкая. Сцепление растянутых стержней с бетоном тем больше, чем меньше их диаметр, так как с уменьшением диаметра возрастает отношение периметра стержня к его площади. Поэтому для предварительно напряженных конструкций применять можно высокопрочную тонкую проволоку без специальных анкерных устройств.