Практическое использования критериев прочности

Коэффициенты запаса прочности и уровни напряжений.

Коэффициентом запаса прочности элемента конструкции называют величину O, на которую следует умножить текущие напряжения 61, б2, б3 Или некоторые из них — в зависимости от режима нагружения. Предельные напряжения обозначим G1, G2, G3.

Величина, обратная O, называется уровнем

N= 1/O.

Прочность элемента считается обеспеченной, если

O > 1 или 0 <n < 1, (2.42)

В других случаях элемент считается разрушенным.

Трещинообразование и разрушение. Можно выделить четыре схемы исчерпания прочности бетонных элементов (рис. 2.10, где показаны напряжения, вызывающие исчерпание прочности на той или иной схеме). Схема 0. (см. рис. 2.10, А) Соответствует разрушению элемента по всему объему вследствие трехосного, двухосного и одноосного сжатия. В некоторых работах к этому виду разрушения относят и разрушения при смешанных напряжениях сжатия —растяжения, когда напряжения сжатия являются высокими, а напряжения растяжения незначительными [примерно при Б3 = (0,8 — 0,9) R].

Схема 1 (см. рис. 2.10, Б) Соответствует образованию трещины, площадка которой ортогональна к направлению главного растягивающего напряжения б, (остальные напряжения (б1, б3) могут быть как сжимающими, так и растягивающими; в последнем случае, однако, меньшими, чем напряжение 5,).

Схема 2 (см. рис. 2.10, В) Соответствует образованию двух взаимно ортогональных трещин, площадки которых ортогональны к направлениям главных напряжений б, и Б2 (обычно при б1« 62, Напряжение Б3 Может быть как сжимающим, так и растягивающим, но меньшим, чем Б.).

Схема 3 (см. рис. 2.10, Г) Соответствует образованию трех взаимно ортогональных трещин, обычно при б1=б2= б3; Элемент с такой схемой не может воспринимать растягивающие напряжения.

Для схемы 0 Возможны две ситуации: происходит быстрое разрушение бетона и элемент полностью выключается из работы; начинается плавное разрушение образца, которое сопровождается падением напряжений при одновременном росте деформаций (по типу ниспадающей ветви на диаграмме б — e ). Такое разрушение характеризуется образованием множества внутренних трещин до тех пор, пока среди них не выделится некоторая магистральная трещина, приводящая к разрушению. Возможности учета второй ситуации в практических расчетах остаются пока ограниченными; в основном имеются попытки учесть эту ситуацию в некоторых исследовательских программах расчета конструкций на компьютере.

Образование трещин по схемам 1—3 Моделируется как скачкообразный процесс, в результате которого напряжения, нормальные к площадке трещин, становятся равными нулю (в сквозных трещинах) или уменьшаются до некоторых небольших значений в оставшихся связях зацепления берегов трещин (в прерывистых трещинах), которые затем уменьшаются по типу нисходящей ветви. Факторы зацепления учитываются в модели деформирования железобетона с трещинами. Таким образом теория прочности бетона приближается к моделированию реальных процессов разрушения этого материала.