3.1.4 Нормативные и расчетные сопротивления материалов.
В расчетах по методу предельных состояний прочностные свойства материалов определяют их нормативные и расчетные сопротивления.
В конструкциях сопротивление бетона сжатию характеризуется призменной прочностью, нормативное значение которой Rbn в МПа, в зависимости от класса бетона по прочности B, может быть определено из следующей зависимости
. (3.7)
Нормативное сопротивление растяжению Rbtn принято равным (0,007…0,04)В, причем первая цифра относится к классу бетона В20, вторая – к классу бетона В60.
Класс бетона по прочности на сжатие В является основной характеристикой, определяющей прочностные свойства бетона. За класс бетона принято нормативное сопротивление осевому сжатию кубов размером 15´15´15 см с обеспеченностью 0,95, измеряемые в мегапаскалях (см.п.1.2.1).
В расчетах используют так называемые расчетные сопротивления материалов. Для расчетов по предельным состояниям первой группы расчетные сопротивления бетона осевому сжатию Rb и осевому растяжению определяют по формулам:
, . (3.8)
где - коэффициент условия работы по назначению, учитывающий ответственность сооружений (для мостовых конструкций ); - коэффициенты надежности по материалу, учитывающие возможные отклонения фактической прочности материала от ее нормативного значения (для бетона ; ).
За расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии и осевом растяжении при расчетах по второй группе предельных состояний прияты их нормативные значения, т.е.
; .
Прочностные характеристики бетона могут зависеть от особенностей изготовления конструкций и условий их эксплуатации. Это учитывается коэффициентами условий работы. В расчетах по первой группе предельных состояний на выносливость используют расчетное сопротивление Rbf, определяемое путем умножения расчетного сопротивления Rb на коэффициент условий работы mb1, зависящий от характеристики цикла повторяющихся напряжений ( - соответственно минимальное и максимальное напряжение в бетоне) с учетом увеличения прочности бетона во времени. К расчетному сопротивлению бетона Rb конструкций, эксплуатируемых со средней температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки ниже минус 400, при отсутствии водонасыщения бетона, вводят коэффициент mb7=0,9, а если бетон находится в водонасыщенном состоянии и испытывает при этом попеременное замораживание и оттаивание, используют коэффициент mb8=0,8. В составных конструкциях наличие стыков учитывают коэффициентом условий работы mb10.
Железобетонные элементы в конструкциях могут испытывать кручение, косой изгиб и косое внецентренное сжатие. Особенности напряженного состояния бетона в расчетах таких элементов, также учитывают коэффициентами условий работы.
В стадиях изготовления, хранения, транспортировки и монтажа прочность бетона может не достигать расчетного сопротивления. Это нужно учитывать в расчетах, используя передаточную Rbр или отпускную Rbо прочность бетона (см.п.1.2.1)
За нормативное сопротивление арматуры приняты: для стержневой арматуры предел текучести (физический или условный), для проволочной арматуры – напряжение, равное 0,75 временного сопротивления разрыву. Эти характеристики определяют согласно техническим условиям на арматурные стали. Доверительная вероятность (обеспеченность) нормативного сопротивления должна быть не менее 0,95.
В расчетах на прочность расчетное сопротивление арматуры Rs определяют по формуле:
, (3.9)
где - коэффициент условия работы по назначению, учитывающий ответственность сооружения; - нормативное сопротивление арматуры; - коэффициент надежности по материалу.
Коэффициент условия работы по назначению для железнодорожных и автодорожных (городских) мостов с учетом различной степени ответственности этих сооружений приняты разными. Поэтому значения расчетных сопротивлений арматуры растяжению при расчетах по предельным состояниям первой группы для железнодорожных и автодорожных мостах различны.
Расчетное сопротивление сжатию ненапрягаемой арматуры равно расчетному сопротивлению растяжения Rs.
К значениям расчетных сопротивлений в необходимых случаях вводят коэффициенты, учитывающие конкретные особенности работы арматуры.
В расчетах на выносливость расчетное сопротивление арматуры Rsf определяют, умножая расчетное сопротивление на прочность Rs, на коэффициент mas1. Коэффициент mas1 зависит от асимметрии цикла изменения напряжений арматуры ( - соответственно наименьшее и наибольшее по абсолютной величине напряжения в арматуре, принимаемые со своими знаками). Коэффициент mas1 зависит также от наличия сварных стыков арматуры или приварки к арматурным стержням других элементов, так как это связано с концентрацией напряжений в арматуре, влияющей на ее выносливость.
Конкретные значения коэффициентов условий работы бетона и арматуры приведены в нормах проектирования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.