Оценка предельных состояний при осевом растяжении
коррозия бетона
Рассмотрим общий случай, когда бетонный элемент имеет внутреннюю стержневую арматуру и внешнее армирование в виде стеклопластиковой оболочки. Еще одним компонентом такой конструкции является промежуточная бетонополимерная оболочка. В процессе работы под нагрузкой растянутые элементы проходят следующие стадии: до появления трещин, после появления трещин в бетоне, после появления микротрещин в стеклопластиковой оболочке, разрушение. Разработанная методика позволяет в едином процессе расчета устанавливать значения нагрузок, при которых наступают предельные состояния по прочности, деформациям и появлению микротрещин в стеклопластиковой оболочке (потеря герметичности). Решение осуществляется последовательными нагружениями и сопоставлением получаемых расчетом для данной нагрузки величин деформаций в стеклопластике со значениями, соответствующими каждому виду предельного состояния. Тех, кого интересует строительство домов во Владимирской области, рекомендуем веб-портал faber-33.ru.
Для конструкций, работающих в условиях агрессивных сред, и электроизоляционных элементов лимитирующим обычно является появление микротрещин в стеклопластике. На этой стадии работы в бетонном сердечнике имеются трещины, однако бетон между трещинами оказывает «помощь» растянутому стеклопластику и бетонополимеру.
Расчет сжатых элементов. Оценка несущей способности стеклопластбетонных двухосно и одноосно сжатых пластин производится с позиций устойчивости деформирования путем построения диаграммы состояний. На каждом этапе итераций рассматривается пластина, сжатая со случайными или малыми эксцентриситетами. Для этих случаев нагружения, когда доля изгиба существенно меньше вклада сжимающей нагрузки, жесткости пластины с небольшой погрешностью можно принять постоянными по поверхности пластины и равными минимальным значениям, т. е. в ее центре. Кроме того, по тем же причинам при оценке деформированного состояния сечения можно допустить разбивку его на две зоны, в пределах которых величины модулей деформаций принимаются постоянными и равными соответствующим фибровым значениям.
Построение диаграммы состояний конструкций осуществляется решением на каждом этапе нагружения задачи об определении прогибов внецентренно сжатой пластины. Решение данной задачи достаточно сложно. В целях упрощения было предложено начальные отклонения, несовершенства и малые эксцентриситеты при осевом сжатии отражать в виде начальной погиби, соответствующей по результатам воздействия на конструкцию нормируемой величины «случайного» и расчетного эксцентриситета. Как известно, величина случайных эксцентриситетов для реальных железобетонных конструкций принимается не менее 1/650 длины элемента, 1/40 его толщины или 1 см.
В расчетах пластин малой и средней гибкости при малых эксцентриситетах прослеживается обычный процесс активного нагружения, т. е. сжимающие напряжения на обеих фибрах бетона и в арматурах при росте нагрузки возрастают: дополнительные напряжения от сжатия превосходят дополнительные изгибные напряжения.
При нагружении гибких пластин, а также при достаточно ощутимых эксцентриситетах волокна, лежащие на вогнутой стороне, будут испытывать дополнительную деформацию укорочения и соответственно постоянный рост напряжений. Волокна, лежащие на выпуклой стороне, будут испытывать деформацию удлинения. Таким образом, скорость роста напряжений на выпуклой стороне может начать уменьшаться. Характер уменьшения зависит от величины начального искривления, параметров деформирования бетона и гибкости пластин. При сравнительно больших прогибах и гибкости либо при достаточно деформативном бетоне может оказаться, что величина растягивающих напряжений (деформаций) вследствие изгиба превзойдет прирост сжимающих напряжений. В этом случае на менее напряженной грани будет иметь место разгрузка, что потребует для следующего этапа нагружения в качестве значений модулей деформаций соответствующих компонентов Сечений принимать не секущие, а начальные характеристики.
Изгибаемые элементы. Напряжения в сжатой и растянутой зонах бетона благодаря стеклопластиковой и бетонополимерной оболочкам могут достигать высоких уровней, что требует учета нелинейности его деформирования. Считаем, что напряжения в стеклопластиковой и бетонополимерной оболочках ввиду малости их толщин принимаются равномерно распределенными в пределах полок, стеклопластик и бетонополимер деформируются линейно. Последовательными приближениями, построением диаграммы состояний, выявляются все характерные этапы работы конструкции: появление трещин в бетоне, микротрещинообразование в стеклопластике, исчерпание несущей способности. После появления трещин в бетоне картина напряженно-деформированного состояния изменяется: растягивающее усилие воспринимается стержневой стеклопластиковой арматурой, стеклопластиковой и бетонополимерной оболочками.