Reinforced concrete section analysis based on design strength of reinforced concrete = Розрахунок міцності залізобетонних елементів на основі розрахункового опору залізобетону

Abstract

The paper presents the simplified deformation model for the section analysis of reinforced concrete members, which is considered as composite material formed of concrete and reinforcement. On this basis, it is proposed to use the design strength of reinforced concrete. This allows to reduce the section analysis of reinforced concrete members to the methodology of calculations introduced in the classical “strength of materials”, which contributes to a significant simplification and acceleration of the design process of both single members and structures in general. This approach to the section analysis of reinforced concrete members makes it universal for all deformation types of reinforced concrete members. The paper demonstrates and confirms the possibility of using the developed methodology in the bearing capacity calculations of bended reinforced concrete members.

У роботі представлена спрощена деформаційна модель для розрахунку залізобетонних конструкцій, в якій залізобетон розглядається як композитний матеріал, утворений з арматури та бетону. Модель реалізована із використанням по-няття розрахункової міцності залізобетону. Це дозволяє звести розрахунок міцності залізобетонних елементів до ме-тодики розрахунків, запровадженої в класичному «опорі матеріалів», що сприяє значному спрощенню та прискоренню процесу проектування конструкцій в цілому. Основною перевагою методу розрахунку міцності з використанням по-няття опору залізобетону є те, що він залишається незмінним при зміні діаграм напруження-деформації арматури та бетону, введенні нової інформації про властивості цих матеріалів, технологічні параметри, навантаження тощо. У за-пропонованому методі розрахунку змінюється лише один параметр – розрахунковий опір залізобетону, який синтезу-ється за всіма перерахованими вище факторами. Такий підхід до розрахунку залізобетонних елементів робить його універсальним для всіх видів деформацій залізобетонних елементів. Для зручності використання розробленого методу сформовані таблиці значень розрахункового опору залізобетону для різних класів бетону й арматури при визначених відсотках армування. Крім того, отримані прості аналітичні формули, що можуть бути застосовані при отриманні про-міжних значень цієї характеристики. Встановлено граничну умову визначення розрахункового опору залізобетону, що характеризується настанням текучості розтягнутої арматури. На основі запропонованої умови визначені граничні зна-чення розрахункового опору залізобетону для нормально армованих залізобетонних елементів, тобто для таких, в яких у момент руйнування напруження розтягнутої арматури досягають межі текучості. У роботі демонструється та підт-верджується можливість використання розробленої методики при розрахунках несучої здатності згинальних залізобе-тонних елементів. Ключові слова: бетон, арматура, залізобетон, розрахунковий опір, розрахунок.