В.С. УТКИН, канд. техн. наук, проф., Л.В. УТКИН, канд. техн. наук (Вологодский политехнический ин-т), Определение надежности железобетонных элементов при наличии в них силовых трещин, нормальных к продольной оси
По результатам обследования железобетонных элементов, например балок при их изгибе, в растянутой зоне бетона обнаруживаются трещины. По условию возможной коррозии арматуры их раскрытие ограничивается нормами в зависимости от агрессивности окружающей среды, назначения конструкции, вида арматуры и т. д.
Силовые трещины в области рабочей растянутой арматуры всегда приводят к ослаблению расчетных сечений и к понижению надежности железобетонного элемента. Определению расчетной надежности такого элемента посвящена данная работа. Раскрытие трещины на уровне центра тяжести арматуры определяется различными механическими или физическими методами, описанными в [1 и др.].
Если не удается определить раскрытие трещины на уровне арматуры, допускается вычислять ее по формуле
Следует заметить, что на практике раскрытие трещины поперек изгибаемого элемента существенно различно, а число возможных измерений раскрытия мало из-за ограниченной ширины элемента и нечетких форм самой трещины. В связи с этим вероятностные методы определения надежности, требующая репрезентативной выборки, становятся неубедительными или вообще неприменимыми. В связи с этим предлагается определение надежности железобетонного элемента осуществлять возможностным методом [3]. Рассмотрим методику его использования на примере железобетонной балки прямоугольного сечения с одиночной арматурой. Предположим, что удалось измерить значения раскрытия трещины в нескольких местах по длине трещины.
Известно [4 и др.], что ширина раскрытия трещины определяется по эмпирический формуле
Ширину раскрытия трещин асгс будем считать нечеткой переменной, определяемой измерениями ее в нескольких местах по длине трещины или ширине элемента. Нагрузку на элементе и механические свойства бетона и арматуры считаем детерминированными (неслучайными).
Согласно [3] для описания нечеткой переменной асгс введем функцию распределения возможностей в виде типовой
Выводы.
1. Предлагаемый возможностный метод определения надежности железобетонного элемента является более огрубленным по сравнению с вероятностным методом и применяется при малой информации об объекте исследования, когда не применим вероятностный метод.
2. Все ограничения, накладываемые на использование формулы (1), остаются в силе предлагаемого расчета.
3. Рассматриваемая методика применима для расчета конструкций по раскрытию трещин и при других воздействиях на конструкцию, а также для уточненного [1 и др.] метода расчета ширины раскрытия трещин, кроме конструкций с предварительным напряжением.
Бетон и железобетон, 1999 №1