Темiрбетон элементтердiң кернеулiк-деформативтiк жағдайлары

Эксперименттер арқылы бетонның түзу сызық бойынша деформацияланбауы және созылған бөлiгiндегi жарықшалар оның кернеулiк-деформативтiк жағдайына үлкен әсерiн тигiзетiнiн байқаймыз. Материалдар кедергiсi бойынша серпiмдi материалдар үшiн орындалатын кернеу мен деформация арасындағы түзу сызықты байланыс темiрбетон материалдар үшiн орындалмайды.

Әртүрлi темiрбетон элементтері - иiлген, орталықтан тыс созылған, орталықтан тыс сығылған элементтер үшiн жүргiзiлген тәжiрибелер (эксперименттер) күштiң бiрте-бiрте өсуiне қарай оларда кернеулiк-деформативтiк жағдайдың 3 кезеңі болатынын көрсетедi (10-сурет):

I- кезең: Бетондағы және арматурадағы кернеудiң мәнi - күш аз түскенде үлкен емес. Деформация түрi серпiмдi, бетонның сығылу және созылу бөлiктерiнде қалыпты кернеулер эпюрасы үш бұрышты болады. Күш ұлғайған сайын бетонның созылу бөлiгiнде серпiмдi емес деформациялар пайда болады, кернеулер қисық сызықты бола бастайды. Кернеулер бетонның созылу берiктiгiне жақындап, саты соңында шекаралық мәнге жетедi - Iа кезең. Бұл кезең жарықтар пайда болуына есептеуге негiз болады. Күш ұлғайған сайын элемент қимасында жарықтар пайда болады.

II- кезең. Жарықтар пайда болғаннан кейiн созылу күштерiн арматура және жарықтың үстiндегi (бейтарап қабаттың астындағы) бетон қабылдайды.

Бетон төменгi бөлiкте жарықтардың арасында созылуға жұмыс iстейдi және арматурадағы кернеулер жарықтан алыстаған сайын азаяды. Күштiң өсуiне қарай бетонның сығылу бөлiгiнде серпiмдi емес деформациялар пайда болады және кернеудiң қалыпты түрiнiң эпюрасы түзу сызықтан қисық сызыққа көшiп, үлкен кернеу мәнi қиманың шет жағынан оның түкпiрiне ауыса бастайды. Созылған арматурадағы кернеу аққыштық шегiне жеткен кезде II кезең аяқталды деп есептеледi. Бұл кезең қолдану сатысы деп аталады. Бұл кезеңде конструкцияны жарықтардың ашылуына есептейдi.

III- кезең. Бұл кезең қирау кезеңі деп аталады. Тәжiрибелер қирауда болатын өзгешелiктер арматураның саны мен түрiне байланысты болатынын көрсеттi. Қирау екi түрлi жағдайда өтедi:

I- жағдайда - қирау созылған арматурадағы кернеулер физикалық немесе шартты аққыштық шегiне жеткенде басталады. Ал бетонның сығылған бөлiгiнде кернеу иiлудiң өсуiне байланысты өсе түсiп сығылудың шектiк мәнiне жетедi, бетонның сығылған бөлiгiнiң биiктiгi азая түседi. Темiрбетон элементтердiң қирауы созылған бөлiктегi арматураның аққыштығынан басталып, сығылған бөлiктегi бетонның үгiлуiмен аяқталады. Қиманың қирауы созылымды түрде өтедi.

II- жағдай – элементтiң қирауы сығылған бөлiктегi бетонның жаншылуынан болады. Созылған арматурадағы кернеу аққыштық шегiне жетпеуi мүмкiн және оның берiктiк қасиетi түгел қолданылмайды. Мұндай қирау морт қирау түрiнде өтедi және де, әдетте қимада арматура керектi мөлшерiнен артық болған жағдайда орын алады.

III- кезең берiктiктi есептеу негiзiне алынады. Сыртқы күштер ұзындық бойынша өзгерiсте болатын болғандықтан, ұзындығы бойынша элемент әр түрлi қимада кернеулену-деформациялану жағдайының әр түрлi кезеңдерін қабылдайды.

Мұндай әр түрлi кезеңдерді темiрбетон элементтер дайындалу кезiнде, алдын-ала кернеуленуде, тасымалдауда, монтаж кезiнде және тұтыну кезінде өтеді.

Алдын-ала кернеуленген элементтерде сығылу кезiнде үлкен кернеу пайда болады. Серпiмдi емес деформациялардың өсуiне байланысты сығылу кернеуiнiң эпюрасы қисық сызықты болады. Сыртқы күштердi жүктеу процесiнде алдын-ала пайда болған сығылу кернеулерi жойыла бастайды, оның орнына созылу кернеулерi пайда болып, оның мәнi созылудың шектiк мәнiне жетедi. Бетонның созылу бөлiгiнде кернеу көбейiп, сол бөлiктiң биiктiгi өседi.