2. Метод расчета сечений по разрушающим усилиям

Метод расчета сечений по разрушающим усилиям ис­ходит из стадии III напряженно-деформированного со­стояния при изгибе. Работа бетона растянутой зоны не учитывается. В расчетные формулы вместо допускаемых напряжений вводятся предел прочности бетона при сжа­тии и предел текучести арматуры. При этом отпадает необходимость в числе ν. Эпюра напряжений в бетоне сжатой зоны вначале принималась криволинейной, а за­тем была принята прямоугольной. Усилие, допускаемое при эксплуатации конструкции, определяется делением разрушающего усилия на общий коэффициент запаса прочности k. Так, для изгибаемых элементов: M=Mu/k; а для сжатых элементов N = Nu/k.

При определении разрушающих усилий элементов, работающих по случаю I, разрушение которых начина­ется по растянутой зоне, вместо гипотезы плоских сече­ний применяется принцип пластического разрушения, со­гласно которому и в арматуре, и в бетоне напряжения достигают предельных значений одновременно. На осно­вании принципа пластических разрушений (впервые обоснованного советским ученым А. Ф. Лолейтом) бы­ли получены расчетные формулы разрушающих усилий изгибаемых и центрально-загруженных элементов.

Для изгибаемого элемента любой симметричной фор­мы сечения (рис. П.4) высоту сжатой зоны определяют из уравнения равновесия внутренних усилий в стадии разрушения

R_uA_b + R_s A'_s = R_s A_s , (П.9)

где Ru - временное сопротивление бетона сжатию при изгибе, кото­рое принималось равным 1,25 Rb; Rs - предел текучести арматуры; А_b — площадь бетона сжатой зоны сечения.

Разрушающий момент определяют как момент внут­ренних усилий относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры: M_u=R_yS_b + R_s A`<sub>s</sub> (h<sub>0</sub>-a`)

где S_b=A_lz_b - статический момент площади бетона сжатой зоны от­носительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой армату­ры; z_b — расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до цен­тра тяжести площади бетона сжатой зоны.

Граница между случаем 1 и случаем 2 устанавлива­ется на основе опытных данных: при S_b/S_o≤0,8 - случай 1, где So — статический момент всей рабочей площади бетона относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры.

Недостаток метода расчета сечений по разрушаю­щим усилиям заключается в том, что возможные откло­нения фактических нагрузок и прочностных характерис­тик материалов от их расчетных значений не могут быть явно учтены при одном общем синтезирующем коэффи­циенте запаса прочности.

II.3. МЕТОД РАСЧЕТА ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ

1. Сущность метода

Метод расчета конструкций по предельным состоя­ниям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям. При расчете по этому методу четко устанавливаются предельные состояния конструкций, и вводится система расчетных коэффициентов, га­рантирующих конструкцию от наступления этих состоя­ний при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов.