Файл: Баулин Д.К. Междуэтажные перекрытия из легких бетонов.pdf

приведенные выше результаты рассмотрения явно идеа­ лизированных схем упругопластнческой работы изгибае­ мых элементов показывают, что даже в случае трапецие­ видной эпюры напряжений в растянутой зоне при нор­ мативном значении коэффициента пластичности %р = =0,5 Wp =0,256 b/г2, а при Х р =0,65 Wp =0,289 Ыг2. В дей­ ствительности такой характер распределения напряже­ ний не наблюдается. Поэтому более естественно принять параболическую эпюру напряжений в растянутой зоне, дающую меньшее завышение момента сопротивления по сравнению с его действительным значением.

нейшим увеличением Яр . Таким образом, это и есть, повидимому, предельное значение упругопластического мо­ мента сопротивления бетонной балки прямоугольного се­ чения. Следовательно, R"p3r не может быть больше 1,56 /?р. В действительности те сравнительно немногие случаи, когда один и тот же бетон исследовался на осевое рас-

Эти трудности хорошо известны. Однако, по нашему мне­ нию, указанное расхождение связано со спецификой ра­ боты растягиваемых и изгибаемых образцов.

Если в изгибаемом элементе нарушение каких-либо внутренних связей сопровождается перераспределением напряжений, не изменяющим характер его работы, то в растянутом элементе такое перераспределение равно­ сильно увеличению внутреннего эксцентриситета.

Различные условия работы предопределяют и разные величины предельных сопротивлений материала. Анало­ гичное явление наблюдается и при сжатии. Например, СНиП П-В.1-62 предусматривали различные значения нормативных и расчетных сопротивлений осевому сжа­ тию (призменная прочность) и сжатию при изгибе. При­ чем последние примерно иа 25% превышают призменную прочность. Сопротивление сжатию при изгибе определя­ ют исходя из прямоугольной эпюры напряжений, тогда как в действительности эта эпюра не может быть вполне

38

прямолинейной Следовательно, в данном случае оцени­ вается лишь средняя величина напряжений в сжатой зо­ не к моменту разрушения. Так как в отдельных волок­ нах сжатой зоны напряжение может быть выше среднего, то естественно было бы ожидать, что среднее напряжение в сжатой зоне при разрушении A\t окажется ниже призмеиной прочности. Однако в связи с иным характером

Приведенный пример показывает, что величина мак­ симального напряжения в сечении не всегда является критерием прочности элемента. Другим подобным при­ мером является повышелная прочность при местном смя­ тии. Прочность материала всегда оценивается проч­ ностью стандартных образцов. Если при центральном сжатии или растяжении прочность материала определя­ ется отношением разрушающей нагрузки к площади по­ перечного сечения образца, то при изгибе эта прочность оценивается применительно к условной схеме работы, принятой для расчета конструкций по предельному со­ стоянию.

Для упрощения расчета конструкций, предельное со­ стояние которых определяется с учетом работы бетона растянутой зоны, в этой зоне, согласно СНиП, принимает­ ся прямоугольная эпюра напряжений. Поэтому проч­ ность бетона при растяжении по результатам испытания на изгиб стандартных образцов оценивают исходя из той же чисто условной предпосылки.

При определении момента сопротивления сечения при­ нимается, что равнодействующая растягивающих усилий в соответствии с прямоугольной эпюрой напряжений при­ ложена в центре тяжести растянутой зоны. Для прямо­ угольного сечения WT = 0,292 bh2. Применяя это значение момента сопротивления для определения предела проч­ ности при растяжении, получают то усредненное напря­ жение, которое используется в расчетах конструкций.

Таким образом, применяемый в расчетах момент со­ противления не имеет никакого отношения ни к макси­ мальному напряжению в растянутой зоне при изгибе, ни к прочности при осевом растяжении. Он необходим для определения условного сопротивления растяжению и именно при изгибе.

Поэтому значение предела прочности при растяжении

39

следует определять только по результатам испытаний об­ разцов на изгиб.

Применение иного момента сопротивления, например

Wp= — (что больше отвечает действительному соотно­ шению между величиной изгибающего момента и макси­ мальным напряжением в растянутой зоне), повлекло бы за собой необходимость изменения математического ап­

парата, используемого при расчетах конструкций. Вместе с тем надо отметить, что нормативный момент

сопротивления, не отражающий реальный характер на­ пряженно-деформированного состояния изгибаемого эле­ мента, не может быть использован для определения его прогиба. В данном случае проявляется общая особен­ ность методики расчета по предельным состояниям: несу­ щая способность конструкций практически не увязывает­ ся с их деформативностью. В ряде случаев это приводит к необходимости учитывать ограниченные возможности перераспределения усилий.

Иногда предел прочности при растяжении легкого бе­ тона, определенный испытаниями образцов на осевое рас­ тяжение Rpi, оказывается выше значения, полученного по результатам испытаний на изгиб RP2'-

сопротивления, а с другой, может указывать на относи­ тельно малую растяжимость бетона', вследствие чего в нем не успевают достаточно развиться пластические де­ формации.

Однако в расчетах по формулам СНиП нельзя вос­ пользоваться более высоким значением прочности Rvl, так как для этого потребовалась бы иная форма учета пластического перераспределения напряжений.

Анализируя и сопоставляя имеющиеся данные о пре­ деле прочности легких бетонов при растяжении и изги­ бе, необходимо четко представлять себе, каким образом получены те или иные показатели. Так, прочность на рас­ тяжение при изгибе в одних случаях (особенно в зару-

40

бежных источниках) оценивают исходя из упругого мо­ мента сопротивления:

в других случаях из нормативного момента сопротив­ ления:

3 , 5 Л 4 Р

В настоящее время для определения предела прочно­ сти бетона при растяжении принято испытание укорочен­ ных балок ( / = 3 h) двум'я сосредоточенными грузами, расположенными на расстоянии h от опор. В этом случае

характеристика прочности бетона при изгибе, которая не имеет прямого отношения ни к максимальному напряже­ нию растяжения в сечении, ни тем более к пределу проч­ ности при осевом растяжении. Между тем легко заклю­ чить, что эти характеристики для одного и того же бето­ на могут отличаться по величине в 2 раза.

Особенно важно различать так называемый предел прочности на растяжение при изгибе, полученный в пред­ положении упругой работы R y , и предел прочности на растяжение Rp также при изгибе, который м-еныпе пер­ вого в 1,75 раза. Последний иногда называют прочностью при осевом растяжении, что неверно.

Данные по прочности легкого бетона при растяжении чрезвычайно многообразны. Поэтому некоторые авторы, сравнивая свои результаты с нормативами, а иногда и с данными собственных испытаний тяжелого бетона, при­ ходят к диаметрально противоположным выводам отно­ сительно прочности легких бетонов при растяжении.

Подавляющее большинство имеющихся результатов получено при испытании образцов на изгиб.

Разнообразие свойств пористых заполнителей не поз­ воляет сгруппировать полученные данные ни по видам бетона в зависимости от его наименования, ни по плот­ ности заполнителей. Не имеет смысла приводить частные результаты отдельных исследований; достаточно остано-

41