О некоторых концепциях по расчету прочности железобетонных элементов по наклонным сечениям при действии поперечных сил (на примере исследования работы газобетона)

Расчет прочности наклонных сечений относится к числу наиболее сложных и проблематичных задач в железобетоне, что объясняется сложным напряженно-деформированным состоянием такого неоднородного материала, как бетон. Поэтому в практике этих расчетов применяются разные эмпирические методы с условными расчетными схемами, как например, виртуальная ферма в Европе. Вопросам этих расчетов посвящено много исследовательских работ. За рубежом следует отметить работы таких ученых как Е. Мерша и Г. Кани, а в России - ученых М. С. Боришанского и А. С. Залесова, работы которых явились отправным пунктом для проведения излагаемой ниже работы. Данная работа имеет целью разработку новых концепций, сделав эти расчеты более наглядными, простыми и наиболее соответствующими сложному напряженно-деформированному состоянию бетона в наклонном сечении. В качестве материала использовался газобетон, не имеющий крупного заполнителя и обладающий высокой упругостью (перед разрушением ), что позволяет получать информацию на малых базах датчиков и наиболее точно оценивать напряжения. Одним из основных критериев при расчетах на поперечную силу является величина касательных напряжений - , которые теоретически определяются из условия равновесия разности нормальных напряжений, действующих в двух соседних сечениях элемента на расстоянии  и приращением нормального напряжения - , а работа бетона на растяжение ниже нейтральной оси не учитывается. При этом принимается наиболее простая треугольная эпюра напряжений:

.          (1)

 - ордината вершины наклонной трещины, - фактическая высота сжатой зоны

Одним из первых эту формулу вывел Е. Мерш. Принимая экспериментальные значения плеча внутренней пары, можно вычислить значения касательных напряжений при разрушении, которые в наших опытах с газобетонными балками с отсутствием в них поперечной арматуры оказались соответствующими прочности газобетона на растяжение. Для обычного тяжелого бетона принимается . Разрушение наших опытных балок происходило от сжатия над вершиной критической наклонной трещины при , то есть соответствовали призменной прочности. Принятие  =и опытных значений внутренней пары в нормальном сечении, проходящем через вершину критической наклонной трещин, показало хорошее совпадение опытных и расчетных значений поперечной силы. Их среднее отношение составило 1,02 при =0,10 [2].