Железобетон стал сегодня основным строительным материалом, так как он достаточно экономичен (в сравнении с другими материалами), долговечен, прочен. Железобетон не боится влаги и огня, здания, построенные из железобетона, могут эксплуатироваться десятилетиями.
## Актуальность исследования железобетонных конструкций
В последние десятилетия количество железобетонных составных конструкций значительно увеличилось, с целью создания теплого контура в зданиях применяют трехслойные конструкции.
Также железобетон применяется при реконструкции зданий, для наращивания и увеличения сечений элементов. При этом специфика работы таких конструкций и их нагружение изучены недостаточно полно.
Для подбора сечений конструктивных элементов из железобетона и бетона используют следующие методы расчета:
- расчет по допускаемым напряжениям;
- расчет по разрушающим усилиям;
- расчет по предельным состояниям.
Последний из перечисленных методов является наиболее распространенным и используется в настоящее время. Главным критерием при расчете является надежность конструкции, то есть ее способность нести нагрузку весь срок эксплуатации. Ключевым событием является отказ конструкции, перед отказом конструкция находится в предельном состоянии. Работа конструктора состоит в том, чтобы подобрать такое сечение, которое в заданных условиях не будет достигать предельного состояния. В расчет вводится коэффициент запаса прочности, который позволяет гарантировать что предельное состояние не наступит даже при самых неблагоприятных стечениях обстоятельств в виде комбинированной нагрузки.
[Определение] Коэффициент запаса прочности – это число, которое показывает разницу между допустимой и разрушающей нагрузкой. [/Определение]
## Исследование межсредовой зоны контакта составных плосконапряженных железобетонных конструкций
Актуальность данного исследования связана с тем, что деформативность контактной зоны, возникающая в зонах межсредовой концентрации в действующих нормативных документах не рассматривается вовсе. Приближенно рассматривается лишь прочность через дополнительный критерий при расчете по первой группе предельных состояний.
С помощью моделирования зоны межсредовой концентрации для конструкций из железобетона, имеющих бетонные и армированные швы контакта, можно продемонстрировать степень влияния и значимость этого фактора.
Для проведения исследования принимаем в качестве расчетной модели конструкцию, состоящую из двух бетонных призм, которые соединены. Чтобы смоделировать напряженно-деформированное состояние обычно применяют расчетно-программные комплексы. Предполагается, что расчетная модель состоит из материалов, которым свойственны линейные деформации при каждом нагружении. Нагружение проводится в несколько этапов с помощью равномерно распределенной нагрузки.
Рисунок 1. Типы контактных зон бетона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Анализируя картину происходящих изменений стоит отметить следующее:
- оценены взаимные смещения элементов сложной конструкции из двух элементов;
- определен модуль сдвига бетонного шва;
- оценено напряженное и деформированное состояние в шве;
- принят критерий трещинообразования.
Отмечается значительный рост числа смещений после появления трещин вдоль шва, после того как бетонный шов потерял цельность, сопротивление сдвигу зависит от нагельного эффекта арматурных стержней и силы зацепления берегов бетона вдоль трещины.
Изменение толщины шва не приводит к качественному изменению характера перемещений, то есть сдвиговая жесткость и трещиностойкость составной конструкции слабо зависят от геометрических размеров шва.
Таким образом в исследовании приводится расчетная схема и методика расчета для моделирования напряженно-деформированного состояния, оценки трещиностойкости, анализа жесткости контакта. Были определены нормальные и сдвигающие силы вдоль шва, а также определена эквивалентная погонная жесткость, которая может применяться для составных конструкций из железобетона при новом строительстве и реконструкции.
