ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В статически неопределимых многопролетных железобетонных балочных конструкциях с ростом нагрузки параллельно происходит образование и развитие нормальных трещин в наиболее нагруженных опорных и пролетных сечениях, а также наклонных трещин в приопорных зонах. В существующих методах расчета подобных конструкций учитывается перераспределение опорных и пролетных моментов вследствие изменения жесткости разных участков конструкции в процессе нагружения. В действующих нормативных документах и руководствах предусмотрен учет влияния на перераспределение усилий только нормальных трещин, влияние наклонных трещин при этом не учитывается. Это приводит к существенным погрешностям при определении изгибающего момента, воспринимаемого опорным сечением, в сторону его завышения до 20 %.

Для разработки рекомендаций по учету влияния наклонных трещин на перераспределение усилий нами выполнен анализ многочисленных экспериментальных данных, полученных в опытах НИИЖБа, РГСУ и др.

Установлено, что образование наклонных трещин принципиально меняет расчетную схему балки. Часть опорного момента, определяемого в опытах по реакциям опор и действующей нагрузке, воспринимается поперечной арматурой и бетоном сжатой зоны в наклонном сечении. Нормальное же сечение воспринимает не полный опорный момент, а лишь оставшуюся его часть.

В проведенном численном эксперименте установлено также, что наибольшее влияние на перераспределение усилий оказывают ближайшая к опоре наклонная трещина и симметричная ей трещина в соседнем пролете, а суммарное влияние остальных наклонных трещин незначительно. Поэтому в расчетной модели перераспределения при определении фактического момента в опорном сечении неразрезных железобетонных балок необходимо учитывать влияние наиболее близких к опоре наклонных трещин, а влиянием остальных можно пренебречь.

Учет момента, воспринимаемого поперечной арматурой и бетоном сжатой зоны в наклонном сечении, равнозначен уменьшению расчетного пролета неразрезной балки на величину смещения равнодействующей внутренних усилий в наклонном сечении , которое зависит от угла наклона трещины:

,

где - изгибающий момент, воспринимаемый нормальным опорным сечением;

- опорный момент в балке без учета влияния наклонных трещин;

- поперечная сила у опоры;

- величина смещения равнодействующей внутренних усилий в наклонном сечении, выраженная в долях рабочей высоты опорного сечения .

Разрешающим параметром для определения этого смещения является коэффициентk, значение которого должно быть тем больше, чем положе проходит наклонная трещина. В свою очередь, угол наклона трещины в непреднапряженных изгибаемых элементах зависит от соотношения момента и поперечной силы, т. е. от пролета срезаa₀/h₀, гдеa₀- расстояние от нулевой точки эпюры моментов до опоры.

При расчете прочности неразрезных балок с учетом влияния наклонных трещин в приопорной зоне приa₀/h₀>3 можно приниматьk=0,55 с некоторым запасом прочности. При 0 <a₀/h₀<3 коэффициентkопределяется линейной интерполяцией между значениями 0 и 0,55.

Описанный метод можно применять для выявления резерва несущей способности эксплуатируемых неразрезных многопролетных балок при наличии в них наклонных трещин.