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

Это свидетельствует о том, что несущую способность элементов по наклонному сечению можно определять по нормальному сечению, проходящему через вершину критической наклонной трещины. В [3] и [4]было показано, что эпюра нормальных напряжений в этом сечении имеет вырез, ориентированный на вершину наклонной трещины согласно рисунку. Поэтому там была выведена формула, соответствующая этой эпюре:

,         

которая для нейтральной оси, когда = 0 превращается в

.         

Из рисунка следует:

.         

Здесь .

Согласно [3] и [4] изменение эпюры нормальных напряжений по параболическим зависимостям по максимальным касательным напряжениям приводит к результатам по (1). Лишь вырез в эпюре нормальных напряжений может привести как к увеличению значений максимальных касательных напряжений (при > 0,5), так и в некоторых случаях может сместить этот максимум к вершине наклонной трещины (при < 0,5). Оба случая эпюры нормальных напряжений могут иметь место и при разрушении по нормальным сечениям (например, в сечениях с изменяемой геометрией или в двуслойных конструкциях). Хотя приведенные выше данные свидетельствуют о правомерности изложенных подходов к расчету прочности наклонных сечений на действие поперечных сил, тем не менее, остается вопрос о том, в какой мере это соответствует реальному напряженно-деформированному состоянию газобетона в рассматриваемом случае, когда оно находится в плоском напряженном состоянии. Частично этот вопрос рассматривался в [2], выявив определенную специфику для газобетона. Коротко резюмируя проведенные исследования, рассмотрим формулу, используемую в экспериментальных исследованиях плоского напряженного состояния:

=,          (5)

где - главные напряжения сжатия, - соответствующие им деформации, - деформации растяжения.

Коэффициент Пуассона =0,2. В рассматриваемом нормальном сечении, проходящем через вершину критической наклонной трещины, располагалось четыре ряда розеток тензодатчиков, и по показаниям горизонтальных тензодатчиков строилась соответствующая им эпюра.

Как указывалось выше, газобетон позволял применять тензодатчики с базой 5 мм, что повышало точность измерений, а малая пластичность (перед разрушением = 0,9) позволяет точнее оценивать напряжения.

Поэтому можно записать:

=,

где  - измеренные деформации, а =, и формулу (5) переписать:

=.

Таким образом, измеренные деформации сжатия над концом трещины можно принять равными их главным значениям, так как  и . То есть главные напряжения соответствуют измеренным. Об этом свидетельствуют и полученные нами ранее [2] значения угла наклона главных осей , а главные напряжения сжатия . Следует отметить, что во всех случаях разрушение происходило при , то есть соответствовали призменной прочности. Таким образом, концепция расчета прочности наклонных сечений по нормальному сечению, проходящему через вершину критической наклонной трещины, получает еще одно подтверждение, а величину касательных напряжений следует принимать равной прочности газобетона на растяжение. Хотя во всех расчетах принимается, что деформации (напряжения) в нормальном сечении следуют закону Гука, на самом деле фактически происходят отклонения от него, то есть линия, соединяющая деформации сжатия  и деформаций арматуры , не пересекается с фактической точкой нейтральной оси (см. рисунок). Это отклонение автор выразил как К=, то есть отношение высоты сжатой зоны, соответствующей закону плоских сечений (Гука), к фактической высоте сжатой зоны. При

и           (6).