Прочность балок при действии поперечных сил

Образование наклонных трещин в изгибаемых элементах обусловлено действием главных растягивающих и сжимающих напряжений.

Величина главных напряжений σ_{mt, mc} = σ_x /2 ± Ö (σ_x /2)² + t², (29)

где σ_x = M / W, t = Q S / I b, S – статический момент площади отсеченной части поперечного сечения (относительно нейтральной оси), расположенной выше прямой, проведенной параллельно горизонтальной оси через точку, где определяют касательные напряжения; I – момент инерции всего сечения относительно нейтральной оси; b – ширина сечения на уровне рассматриваемой точки.

После образования наклонной трещины элемент разделяется на две части, связанные между собой в сжатой зоне бетоном над наклонной трещиной, а в растянутой зоне – продольной арматурой, хомутами и отгибами, пересекающими наклонную трещину. С увеличением нагрузки разрушение изгибаемого элемента по наклонному сечению происходит по одному из трех случаев.

Случай 1.Разрушение бетона балки по сжатой наклонной полосе между трещинами от главных сжимающих напряжений (рис. 28).

Рис. 28, а. Схема разрушения (случай 1)

Случай 2.Образование наклонной трещины начинается в середине боковых граней, где касательные напряжения достигают максимума (рис. 28,б).

t_ma[ = σ_mt = Q / (b h_o) ³ 2,5 R_bt.

Рис. 28, б. Схема разрушения (случай 2)

Случай 3.Излом по наклонному сечению от действия изгибающего момента М. Происходит взаимный поворот частей элемента вокруг мгновенного центра вращения, расположенного в центре тяжести сжатой зоны (рис. 28).

Рис. 28, в. Схема разрушения (случай 3)