Определение расчетным путем прочности балки по наклонному сечению при действии поперечной силы

 

Согласно п. 4.6.3.1 ДСТУ [2] для расчета элементов с поперечной арматурой вместе с общей деформационной моделью рекомендуются использовать «ферменную модель» (рис. 2).

Следует иметь в виду, что теоретическая поперечная сила, воспринимаемая сечением железобетонной балки непосредственно перед разрушением, вычисляется при фактических значениях сопротивления бетона и арматуры . При этом геометрические характеристики нормального сечения принимаются по данным непосредствен­ных обмеров образца до и после испытания.

Рис. 2 Ферменная модель

Для элементов с вертикальным поперечным армированием за характеристическое сопротивление срезу принимается меньшая из величин:

(4)

Поперечная сила , воспринимаемая поперечной арматурой:

(5)

где - площадь поперечного сече­ния хомутов на расстоянии ;

- плечо внутренней пары для элемента с постоянной высотой сечения, которое отвечает изгибающему моменту в рассматриваемом элементе. При расчете на срез железобетонных элементов при отсутствии продольной силы, можно принимать значение :

(6)

- угол между сжатым условным бетонным элементом и осью балки перпендикулярной поперечной силе.

Граничные значения рекомендуется принимать в пределах:

(7)

Учитывая, что при сосредоточенных нагрузках наклонные трещины начинают развиваться от опоры к силе, то по рис. 3 будет равен:

(8)

- шаг поперечных стержней.

Поперечная сила , воспринимаемая бетоном сжатой зоны:

(9)

где - коэффициент, учитывающий уровень напряжений в сжатом бетоне:

, поскольку сжимающие напряжения в бетоне от предварительного напряжения ;

- наименьшая ширина поперечного сечения в растянутой зоне:

(10)

- коэффициент, снижающий прочность бетона с трещинами при сдвиге:

(11)

Здесь в МПа.

Значение теоретической разрушающей нагрузки F (рис.3) будет равно:

(12)

 

Рис. 3. Схема испытания балки