Задачи теории сопротивления железобетона

Исследуя графики зависимости «σ-ε», можно отметить, что за­висимость между напряжениями и деформациями бетона нелиней­на. Насыщение бетона стальной арматурой не устраняет этой осо­бенности работы бетона. В связи с этим теория сопротивления упру­гих материалов для железобетона неприменима. Чтобы создать строгую теорию сопротивления железобетона, необходимо учесть такие свойства бетона и железобетона, как ползучесть, усадка, тре- щинообразование в растянутой зоне железобетонного элемента, вид бетона и арматуры, характер армирования, вид напряженного со­стояния, возраст бетона и другие факторы. Теоретически учесть все факторы, влияющие на напряженно-деформированное состояние железобетонных конструкций невозможно.

Поэтому решение этой задачи на данном этапе возможно толь­ко опытным путем, и любые результаты экспериментальных иссле­дований в создании теории сопротивления железобетона исключи­тельно важны.

Процесс развития и усовершенствования теории расчета желе­зобетонных элементов по несущей способности прошел пока три основных этапа.

1-й этап. Для расчета железобетонных элементов использовал­ся расчет по допускаемым напряжениям (теория упругости железо­бетона, основанная на формулах сопротивления материалов).

Этот метод имел ряд недостатков, основным из которых был тот, что в основу метода положено допущение, согласно которому бетон и железобетон обладают совершенной упругостью и что для них верен закон Гука о прямой пропорциональности между дефор­мациями и напряжениями (в действительности деформации в бето­не растут быстрее напряжений).

2-й этап. Расчет элементов железобетонных конструкций по ста­дии разрушения (с единым коэффициентом запаса) (с 1938 по 1955 гг.).

Этот метод, наряду с преимуществами, имел и некоторые недо­статки, основными из которых были те, что он не дает возможности учесть перегрузки, фактическое снижение прочностных характери­стик материала по сравнению с их нормативными значениями, усло­вия возведения и пр.

3-й этап. С 1955 г. принят и поныне действует новый метод расчета железобетонных конструкций — расчет по расчетным пре­дельным состояниям (с расчетным коэффициентом запаса). Под предельным состоянием понимают такое состояние конструкции, после которого дальнейшая эксплуатация ее невозможна.

Расчет по первой группе предельных состояний (по прочности) выполняется с целью предотвращения разрушения конструкций, потери устойчивости формы конструкции или ее положения, уста­лостного разрушения.

Расчет по второй группе предельных состояний (на образование трещин) имеет цель не допустить развитие чрезмерных деформаций (прогибов), исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия, а также обеспечить в необхо­димых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.

Расчет по первой группе является основным и используется при подборе сечений. Этот метод постоянно совершенствуется.