Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры. Основные расчетные положения
Прочностные характеристики бетона в силу существенной неоднородности его структуры обладают изменчивостью. Так, прочность бетонных образцов, даже изготовленных из одной и той же смеси, может изменяться в значительных пределах в зависимости от размеров и формы изделия, характера приложения нагрузки и длительности ее действия, условий и сроков твердения, технологических факторов и т. д.Поэтому с целью обеспечения достаточной надежности конструкций для выполнения расчетов необходимо назначить такие значения сопротивления бетона, которые в подавляющем большинстве случаев были бы ниже их возможных фактических значений в конструкциях. Изменчивость прочности бетона характеризуется статистической кривой распределения. Последняя представляет собой график, по оси абсцисс которого откладываются значения прочности бетона, полученные при испытании большого количества образцов одной серии (с округлением), а по оси ординат — частота случаев появления того или иного значения прочности. При достаточно большом количестве образцов эта кривая близка к теоретической кривой нормального распределения — кривой Гаусса. Средняя прочность соответствует экстремуму кривой распределения. Остальные значения отклоняются в ту или другую сторону, причем чем больше это отклонение, тем реже оно наблюдается. Разброс прочности (отклонение от среднего) характеризуется среднеквадратическим отклонением.
Бетонные и железобетонные конструкции рассчитывают по несущей способности (предельное состояние первой группы) и пригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы). Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов выполняют, как правило, для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации, при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.
Левая часть представляет собой расчетное усилие, равное практически возможному максимальному усилию в сечении элемента при невыгоднейшей комбинации расчетных нагрузок или воздействий; оно зависит от усилий, вызванных расчетными нагрузками при γf > 1, коэффициентах сочетаний и коэффициентах надежности по назначению зданий и сооружений. Условие означает, что расчетное усилие от внешней нагрузки F не должно превышать расчетную несущую способность, воспринимаемую элементом Fu, которая является функцией расчетных сопротивлений материалов (бетона и арматуры) и коэффициентов условий работы, учитывающих неблагоприятные условия эксплуатации конструкций, а также изменчивость формы и размеров сечений. Выполнение условия, выраженное графически, гарантирует требуемую несущую способность.
В необходимых случаях требуется, чтобы трещины, образовавшиеся от полной нагрузки, были надежно закрыты (зажаты) при действии длительной нагрузки. В этих случаях производят расчет на закрытие трещин.