Библиотека KaTeX не загрузилась (нет доступа в интернет). Формулы показаны в исходной записи TeX — содержание отчёта от этого не меняется.

Кривизна по деформационной модели

СП 63.13330.2018 с Изменениями № 1, 2, п. 8.2.32. Отчёт от 09.10.2026 19:20

Кривизна железобетонного элемента на основе нелинейной деформационной модели (п. 8.2.32): составляющие кривизны — из решения системы (8.26)–(8.30) с диаграммами второй группы кратковременного и длительного деформирования; на участках с трещинами напряжение в арматуре, пересекающей трещины, — по (8.160), (8.161). Полная кривизна — по (8.140) без трещин и по (8.141) с трещинами.

1. Исходные данные

ВеличинаЗначение
Сечениепрямоугольное 300×600 мм
БетонB25, тяжёлый; влажность воздуха 55 %
Сжатый бетон при трещинах (п. 6.1.25)трёхлинейная диаграмма (п. 6.1.20)
Арматура по умолчаниюА500
Режимплоский — изгиб в плоскости оси симметрии (пп. 8.1.27, 8.1.28)
Вся нагрузка: N, кН; M_xd, кН·м0; 160
Постоянная и длительная: N_l, кН; M_xld, кН·м0; 110
e_x, мм0
Разбивка (п. 8.1.21)200 полос
№y, ммx, ммстержниA_s, мм²класс
1-1002502Ø20628.4А500
21002502Ø20628.4А500
3-100-260Ø12113.1А500
4100-260Ø12113.1А500

Оси и знаки — п. 8.1.22: ось X вниз, Y вправо, растяжение — плюс, сжатие — минус; моменты по (8.33), (8.34): \(M_x=M_{xd}+Ne_x\) — у полной и у длительной нагрузки с одним и тем же эксцентриситетом. Нагрузки — с \(\gamma_f=1{,}0\) (п. 8.2.3).

2. Диаграммы второй группы — пп. 6.1.14–6.1.25

ВеличинаНепродолжительноеПродолжительноеОснование
\(R_{b,ser}\) / \(R_{bt,ser}\), МПа18.5 / 1.5518.5 / 1.55таблица 6.7
модуль начального участка, МПа300008571E_b — таблица 6.11; E_b,τ — (6.3)
\(\sigma_{b1}=0{,}6R_{b,ser}\), МПа11.111.1п. 6.1.20
\(\varepsilon_{b1}\)0.000370.001295σ_b1 / модуль
\(\varepsilon_{b0}\) / \(\varepsilon_{b2}\)0.002 / 0.00350.0034 / 0.0048п. 6.1.14, таблица 6.10
\(\varepsilon_{bt1}\)0.0000310.00010850,6R_bt,ser / модуль
\(\varepsilon_{bt0}\) / \(\varepsilon_{bt2}\)0.0001 / 0.000150.00024 / 0.00031п. 6.1.14, таблица 6.10
\(E_{b,red}=R_{b,ser}/\varepsilon_{b1,red}\), МПа123336607(6.9); ε_b1,red = 0.0015 / 0.0028

Длительная диаграмма: п. 6.1.20 берёт \(\varepsilon_{b1}=\sigma_{b1}/E_b\) с модулем «согласно 6.1.15», а п. 6.1.15 при продолжительном действии нагрузки даёт модуль деформаций

(6.3)\[E_{b\tau}=\frac{E_b}{1+\varphi_{b,cr}}=\frac{30000}{1+2.5}=8571.4\ \text{МПа}\]

(\(\varphi_{b,cr}\) — таблица 6.12). Поэтому начальный участок длительных диаграмм сжатого и растянутого бетона идёт с \(E_{b\tau}\). С начальным \(E_b\) длительная диаграмма на упругом участке совпала бы с кратковременной, и ползучесть при напряжениях ниже \(0{,}6R_{b,ser}\) в кривизну не вошла бы; п. 8.2.26 при продолжительном действии тоже берёт \(E_{b\tau}\) (8.147). Диаграммы — те же, что в расчёте «Характеристики бетона» при продолжительном действии нагрузки.

КлассR_s,ser, МПаE_s, МПаε_s2
А5005002000000.025

Арматура — диаграмма по классу (п. 6.2.13), \(R_{s,ser}=R_{s,n}\) по таблице 6.13 в редакции Изменения № 1.

3. Участок без трещин или с трещинами — п. 8.2.23

Момент образования трещин — по деформационной модели (п. 8.2.14), как в расчёте «Момент образования трещин по деформационной модели».

(8.116)\[M=160\ >\ M_{crc}=59.369\ \text{кН}\cdot\text{м}\]

Участок с трещинами — кривизна по (8.141).

4. Составляющие кривизны — (8.26)–(8.30)

Растянутый бетон в сечении с трещиной не работает; сжатый — по трёхлинейной диаграмме своей длительности. Напряжение в растянутой арматуре — по (8.160) с \(\psi_{sj}\) по (8.161); \(\varepsilon_{sj,crc}\) — деформация стержня в сечении с трещиной при моменте образования трещин (п. 8.2.14) той же продольной силы и того же направления момента, по кратковременным диаграммам.

(8.160)\[\sigma_{sj}=\frac{E_{sj}\nu_{sj}\varepsilon_{sj}}{\psi_{sj}};\qquad \psi_{sj}=\frac{1}{1+0{,}8\,\varepsilon_{sj,crc}/\varepsilon_{sj}}\]

(1/r)1 — непродолжительное действие всей нагрузки

\(N=0\) кН, \(M_x=160\) кН·м; диаграммы кратковременного деформирования.

Момент образования трещин при этой силе \(M_{crc}=59.369\) кН·м.

№y; x, ммε_sj,crcε_sjψ_sjσ_sj, МПа
1-100; 2500.00047090.00091260.7078257.87
2100; 2500.00047090.00091260.7078257.87
3-100; -260—-0.00031221-62.44
4100; -260—-0.00031221-62.44
\[\varepsilon_0=3.1223\cdot 10^{-4};\qquad \frac{1}{r_x}=0.0024\ \text{м}^{-1}\]

Наибольшее укорочение бетона 0.000408 (σ = 11.27 МПа). Невязка уравнений 7.1e-12 — Ньютон, итераций 5.

0сжатие (−)растяжение (+)εb,max0.00041εs,max0.00091Уравнение (8.29): деформации по сечению распределены линейно
Деформации — (8.29)
0сжатие (−)растяжение (+)Уравнение (8.31): напряжения сняты с диаграммы состояния бетона
Напряжения в бетоне — (8.31)

(1/r)2 — непродолжительное действие постоянных и длительных нагрузок

\(N=0\) кН, \(M_x=110\) кН·м; диаграммы кратковременного деформирования.

Момент образования трещин при этой силе \(M_{crc}=59.369\) кН·м.

№y; x, ммε_sj,crcε_sjψ_sjσ_sj, МПа
1-100; 2500.00047090.00051730.5786178.8
2100; 2500.00047090.00051730.5786178.8
3-100; -260—-0.00020361-40.73
4100; -260—-0.00020361-40.73
\[\varepsilon_0=1.6388\cdot 10^{-4};\qquad \frac{1}{r_x}=0.00141\ \text{м}^{-1}\]

Наибольшее укорочение бетона 0.00026 (σ = 7.81 МПа). Невязка уравнений 9.5e-13 — Ньютон, итераций 5.

(1/r)3 — продолжительное действие постоянных и длительных нагрузок

\(N=0\) кН, \(M_x=110\) кН·м; диаграммы длительного деформирования.

Момент образования трещин при этой силе \(M_{crc}=59.369\) кН·м.

№y; x, ммε_sj,crcε_sjψ_sjσ_sj, МПа
1-100; 2500.00047090.00057130.6026189.61
2100; 2500.00047090.00057130.6026189.61
3-100; -260—-0.00051111-102.22
4100; -260—-0.00051111-102.22
\[\varepsilon_0=4.0726\cdot 10^{-5};\qquad \frac{1}{r_x}=0.00212\ \text{м}^{-1}\]

Наибольшее укорочение бетона 0.000596 (σ = 5.11 МПа). Невязка уравнений 6.7e-13 — Ньютон, итераций 4.

5. Полная кривизна

(8.141)\[\frac{1}{r_x}=\left(\frac{1}{r}\right)_1-\left(\frac{1}{r}\right)_2+\left(\frac{1}{r}\right)_3=0.0024-0.0014+0.0021=0.00311\ \text{м}^{-1}\]

Итог

Участок с трещинами, (8.141); полная кривизна 1/rx = \(0.00311\) 1/м.