К.т.н., доцент Еримбетов Б.Т., магистрант Таскараева Д.Ж.

Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова, Казахстан

Упругопластические деформации железобетонных элементов

В ЦНИИСК им. Кучеренко были проведены экспериментальные исследования с целью изучения характера развития неупругих деформаций при испытании симметрично армированных железобетонных элементов прямоугольного сечения на однократные статические нагрузки. При этом экспериментальному исследованию подвергались железобетонные элементы, как из тяжелого бетона, так и из легкого бетона, армированные сталью с физическим пределом текучести класса A-III [1,2]. Процент армирования железобетонных элементов менялся в широких пределах (1,0%≤m≤7,7%).

Экспериментальные исследования проводились на железобетонных элементах в виде консольных стоек, защемленных с помощью массивных опор в специальной установке. Железобетонные элементы подвергались нагружению вертикальной (продольной) сжимающей силой и горизонтальной (поперечной) силой, приложенной у свободного края консоли на расстоянии, равном 4h₀ от опоры. Такая схема загружения позволила изучить поведение железобетонных элементов при разрушении их по нормальным сечениям от совместного действия продольной сжимающей силы, поперечных сил и изгибающих моментов.

Изучение деформации железобетонных элементов при статическом действии поперечных нагрузок производилось по величине перемещении верха железобетонных элементов в горизонтальном направлении, т.е. в направлении действия поперечной нагрузки.

Особое значение при испытаниях уделялось на характер развития пластических деформаций железобетонных элементов, т.е. перемещению верха колонн после появления деформации текучести в продольной растянутой арматуре вплоть до полного разрушения железобетонных элементов, соответствующего раздроблению сжатого бетона.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что степень развития пластических деформаций в железобетонных элементах после появления текучести в продольной растянутой арматуре зависит от вида напряженно- деформированного состояния элементов, от вида бетона, а также процента продольного армирования. При этом с увеличением качества продольной арматуры железобетонных элементов уменьшалась способность их к пластическому деформированию, т.е. величина коэффициента податливости К падала с увеличением процента армирования элементов. У изгибаемых элементов величина коэффициента податливости была больше чем у внецентренно сжатых элементов. При этом для внецентренно-сжатых элементов величина коэффициента податливости уменьшалась с увеличением уровня обжатия элементов продольной силой. Пластические деформации, связанные с работой продольной растянутой арматуры в зоне текучести и за ее пределом, у железобетонных элементов из тяжелого бетона были больше, чем у железобетонных элементов из легкого бетона.

На основании анализа результатов экспериментальных исследований симметрично армированных железобетонных элементов на статическое действие поперечных сил в стадии, близкой к разрушению, авторами предлагается формулы (1) и (2) для количественной оценки коэффициента податливости.

Для внецентренно-сжатых железобетонных элементов из тяжелого и легкого бетонов с продольным армированием m≤6% величина коэффициента податливости К определяется с учетом уровня напряженно-деформированного состояния, характеризуемого отношением . Для элементов, удовлетворяющих условию , величина коэффициента податливости К принимается в зависимости от количества продольной арматуры и его значение в указанном интервале изменения x определяется следующей зависимостью

, (1)

где а- коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона, равным 3,2; для легкого бетона – 2,6.

Для железобетонных элементов, удовлетворяющих условию , влияние количества арматуры на величину коэффициента податливости не наблюдается и его значение определяется по формуле

(2)

Следует отметить, что выражение коэффициента податливости согласно формулам (1) и (2) можно использовать для железобетонных элементов, разрушающихся по нормальным сечениям.

Литература

1. Поляков С.В., Кулыгин Ю.С., Еримбетов Б.Т. Исследование прочности колонн по нормальным сечениям при действии сейсмических нагрузок // Бетон и железобетон №4, 1990г., М, стр. 84-85.

2. Викторов Б.И., Кулыгин Ю.С., Мехсас К. Исследование прочности по нормальным сечениям внецентренно-сжатых железобетонных элементов из шлакопемзобетона. Сб. тр. МАДИ., Совершенствование строительных конструкций и методов их расчета. М., 1990г.

3. Еримбетов Б.Т., Сахи К., Оразбаев Ж.И. Разработка рекомендации по повышению надежности многоэтажных каркасных зданий, проектируемых в сейсмических районах, // Труды международной научно-технической конференций, Шымкент, ЮКГУ им.М.Ауезова, 2009г. том 6 , стр. 350-353.

4. Еримбетов Б.Т., Таскараева Д.Ж. Исследование работы консольных внецентренно сжатых элементов с учетом упруго-пластических свойств материалов бетона и арматуры // Труды международной научно-технической конференций, Шымкент, ЮКГУ им. М.Ауезова, 2010г. том 6, стр. 272-275.