Диаграммы деформирования (состояния) бетона при одноосном напряженном состоянии

6.1.5.1 В качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона при одноосном напряженном состоянии следует принимать диаграмму состояния (деформирования) бетона, устанавливающую связь между напряжениями s_c и продольными относительными деформациями e_c сжатого бетона при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки вплоть до установленных предельных значений, отвечающих разрушению бетона при однородном напряженном состоянии.

В общем случае диаграмма деформирования (состояния) бетона при осевом кратковременном сжатии имеет криволинейное очертание с ниспадающей ветвью (рисунок 6.2).

6.1.5.2 Для описания полной диаграммы деформирования бетона в условиях осевого кратковременного сжатия допускается использовать следующую аналитическую зависимость

, (6.13)

где h = e_с /e_с1 (e_с1<0);

e_с1 ¾ относительная деформация, соответствующая пиковой точке диаграммы деформирования, значение которой следует принимать по таблице 6.1;

;

f_cm ¾ средняя прочность бетона, принимаемая по таблице 6.1.

Зависимость (6.13) применима в интервале относительных деформаций 0£ £ , где e_cu1 ¾ значение предельных относительных деформаций бетона при сжатии, принимаемое по таблице 6.1.

Полную диаграмму деформирования (рисунок 6.2) для бетона в соответствии с аналитической зависимостью (6.13) рекомендуется использовать при нелинейных расчетах конструкций.

При расчете сечений по предельным состояниям первой группы допускается принимать упрощенные диаграммы состояния для бетона (параболически-линейную, состоящую из отдельных прямолинейных участков и т. д.), эквивалентные базовой диаграмме.

СНБ 5.03.01-02

Рисунок 6.2 — Диаграмма деформирования (состояния) бетона

при осевом кратковременном сжатии

6.1.5.3При описании нормативных диаграмм деформирования в качестве основной следует принимать базовую точку в вершине диаграммы с напряжениями, равными нормативным значениям сопротивления бетона осевому сжатию f_ck.

Закритическую область работы бетона на нисходящем участке диаграммы деформирования при расчете следует ограничивать уровнем напряжений s_cu = k_u×f_ck, принимая значение коэффициента k_u :

а) для бетонов классов по прочности на сжатие менее С⁵⁵/₆₇ , изготовленных из бетонных смесей марок по удобоукладываемости:

¾ П5 — 0,75;

¾ П3, П4 — 0,80;

¾ П1, П2, жесткостями Ж1¾Ж4, СЖ1¾СЖ3 — 0,85;

б) для высокопрочных бетонов классов по прочности на сжатие С⁷⁰/₈₅ и выше — 0,90;

в) для напрягающих бетонов — 0,50.

Предельные значения относительных деформаций бетона e_cu1, принимаемые в расчетах, не должны превышать значений, приведенных в таблице 6.1.

6.1.5.4Расчетные значения напряжений в узловых точках диаграммы деформирования следует определять согласно указаниям 6.1.5.3, принимая вместо нормативных значений сопротивления бетона f_ck их расчетные значения f_cd с коэффициентом a, учитывающим длительное действие нагрузки, неблагоприятный способ ее приложения и т. д.

Значения коэффициента a следует принимать:

¾ для бетона, в т. ч. напрягающего, классов по прочности на сжатие не более С⁵⁰/₆₀ — 0,85;

¾ для высокопрочного бетона классов С⁵⁵/₆₇ и выше — 0,80.

Для высокопрочных бетонов классов С⁷⁰/₈₅ и выше расчетные сопротивления f_cd с коэффициентом a следует умножать на дополнительный коэффициент l, принимаемый по таблице 6.4.

Таблица 6.4 — Значения коэффициентаl

В интервале относительных деформаций для высокопрочных бетонов классов по прочности на сжатие С⁷⁰/₈₅ и выше расчетная диаграмма деформирования бетона (рисунок 6.3) имеет горизонтальный участок, соответствующий расчетному сопротивлению .

СНБ 5.03.01-02

1 — нормативная диаграмма; 2 — расчетная диаграмма

Рисунок 6.3 — Диаграммы деформирования бетона при сжатии, применяемые

при расчете прочности сечений железобетонных конструкций:

а — параболически-линейная;

Б — упрощённая билинейная

При расчете прочности сечений элементов сборных конструкций в переходных расчетных ситуациях допускается принимать a = 1.

6.1.5.5При расчете прочности сечений железобетонных конструкций допускается применять параболически-линейную диаграмму (рисунок 6.3а), для которой взаимосвязь между напряжениями и относительными деформациями описывается следующими зависимостями:

, при , (6.14)

, при , (6.15)

где n — показатель степени, принимаемый по таблице 6.1;

e_с2 — относительные деформации, соответствующие максимальным напряжениям на диаграмме, принимаемые по таблице 6.1;

e_{cu 2} — расчетные предельные относительные деформации бетона, принимаемые по таблице 6.1;

f_cd — расчетное сопротивление бетона сжатию;

a — коэффициент в соответствии с 6.1.5.4.

При расчете прочности сечений железобетонных конструкций допускается использовать эквивалентную упрощенную билинейную диаграмму деформирования бетона при сжатии (рисунок 6.3б). Значения относительных деформаций e_с3 и e_сu3 следует принимать по таблице 6.1.

6.1.5.6При расчете прочности сечений простой формы с арматурой, сосредоточенной у наиболее растянутой и наиболее сжатой граней конструкции, и усилиями, действующими в плоскости симметрии, допускается применять прямоугольную эпюру распределения напряжений в пределах эффективной высоты сжатой зоны сечения.

Эффективную высоту сжатой зоны сечения следует определять в соответствии с положениями раздела 7.