Цель расчета – определить необходимую площадь сечения продольной сжатой и растянутой арматуры в железобетонной балке таврового профиля; проверить прочность сечения.
Контрольные вопросы для самопроверки знаний:
1. Какие элементы относятся к классу изгибаемых?
а) Изгибаемыми называются элементы, в которых в поперечном сечении при действии внешних нагрузок возникает изгибающий момент в середине их пролета.
б) Изгибаемыми называются элементы, в которых в поперечных сечениях при действии внешних нагрузок возникают изгибающие моменты и поперечные силы.
в) Изгибаемыми называются элементы, в которых возникают изгибающие моменты при действии равномерно распределенных нагрузок и сосредоточенных сил.
2. Расчетная схема усилий в нормальном сечении изгибаемого элемента с одиночной арматурой?
3. Какие характеристики бетона и арматуры учитываются при расчете изгибаемых элементов на прочность по нормальным сечениям?
4. Как назначается величина защитного слоя бетона для растянутой арматуры?
|
|
5. Укажите критерий возможности одиночного расчетного армирования изгибаемого элемента таврового профиля?
а) ξ < 0,
б) ξ < ξ R,
в) ξ > ξ R,
б) ξ < 0.5,
в) h0 < 350 мм.
6. Расчетная формула положения границы сжатой зоны в нормальном сечении изгибаемого элемента?
7. Условие прочности нормального сечения изгибаемого элемента таврового профиля с одиночной арматурой?
8. Какие расчетные случаи возможны в изгибаемом элементе таврового профиля?
Изгибаемыми называются элементы, в которых в поперечном сечении при действии внешней нагрузки возникают изгибающие моменты и поперечные силы в зависимости от расчетной схемы приложения нагрузки и граничных условий закрепления элемента. Пример расчетной схемы изгибаемого однопролетного элемента, загруженного равномерно распределенной нагрузкой приведен на рис. 1.
Расчетная схема внутренних усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении изгибаемого железобетонного элемента таврового профиля с одиночной арматурой приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема внутренних усилий и эпюра напряжений в поперечном
сечении изгибаемого железобетонного элемента таврового профиля
(с одиночной арматурой) с полкой в сжатой зоне
Ниже приведены основные расчетные формулы и порядок расчета прочности нормального сечения железобетонного элемента таврового профиля с одиночной арматурой.
Условие прочности нормального сечения изгибаемого железобетонного элемента таврового профиля с одиночной арматурой записывается в виде:
M < Rs* As (h0 – 0.5*x), (15)
где: Rs – расчетное сопротивление арматуры на растяжение, принимаемое согласно табл. 31 / Н/см2/ / 1 /;
|
|
Аs – минимальный расход продольной растянутой арматуры в / см2 /;
h0 - рабочая высота сечения изгибаемого элемента cогласно (2) в / см /:
h0 = h – as; (16)
as – расстояние от нижней растянутой зоны сечения элемента до центра тяжести растянутой арматуры в / см /:
- при расположении арматуры в один ряд: as = a + 0.5*ds, где ds – диаметр искомой арматуры и «а» - защитный слой бетона не менее 30 мм и не менее диаметра арматуры «ds»;
- при расположении арматуры вплотную в два ряда (без зазора):
as = a + ds;
х – абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:
х = Rs*As/ Rb*bf', (17)
где: Rb – расчетное сопротивление бетона изгибаемого элемента на сжатие согласно табл. 23 в МПа или Н/см2 в зависимости от размерности Rs / 2 /;
bf' – расчетное значение ширины сжатой полки:
bf' = b + 2c, (18)
b – ширина ребра;
с - расчетное значение свесов в элементах таврового профиля, принимаемое из следующих условий в зависимости от высоты элемента (h) и высоты сжатой полки приведенного сечения (hf'):
- c = 3hf' – при hf'/h < 0.1,
- c = 6hf' – при hf'/h > 0.1, (19)
- c = 0 - при hf'/h < 0.05.
Последовательность практического расчета прочности нормального сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой.
Дано: М, b, h, hf', Rs, Rb.
Необходимо определить минимальный расход продольной растянутой арматуры в изгибаемом элементе (балке или в плите).
1. Согласно (16) определяется значение рабочей высоты (h0) сечения элемента с учетом защитного слоя бетона.
2. Согласно (18) определяется расчетное значение ширины сжатой полки (bf') приведенного сечения.
3. Определяется несущая способность элемента при х = hf':
M(x=hf') = Rb* bf'* hf'(h0 – 0.5hf'). (20)
4. Выполнить сравнение М и М(x=hf'):
- если М < М(x=hf'), то нейтральная ось находится в пределах сжатой полки hf' и расчет прочности нормального сечения производится по формулам как для элемента прямоугольного профиля при b = bf';
- если М > М(x=hf'), то нейтральная ось находится ниже полки в пределах ребра и расчет прочности нормального сечения производится по формуле:
М < М1 + М2, (21)
где: М1 – момент воспринимаемый свесами таврового сечения;
М2 – момент воспринимаемый ребром таврового сечения.
5. Определяется минимальный расход продольной растянутой арматуры:
); (22)
где: b = bf'.
Далее производится конструирование с учетом сортамента арматуры и количества стержней в растянутой зоне сечения.