Расчет прочности нормального сечения изгибаемого элемента. Элементы тавровой формы сечения

Изгибаемые элементы, имеющие поперечное сечение в виде тавра (с покой в сжатой зоне) в целом работают аналогично элементам, имеющим прямоугольное сечение, но в них за счет работы свесов полки (рис. 3.18, а) увеличивается площадь сжатой зоны бетона.

Рис.3.18. Расчё элементов таврового сечения:

а – обозначения, принятые при расчётах: b^{`</sup><sub>t</sub> – ширина полки; h<sup>`}_t – высота полки;

b – ширина ребра; h – высота балки; A_s – площадь сечения рабочей продольной арматуры;

б, в – расчётные случаи тавровых элементов: х – высота сжатой зоны бетона; h_o – рабочая высота сечения балки; а – расстояние от крайнего растянутого волокна бетона до центра тяжести растянутой арматуры

Положение нейтральной оси балки зависит от величины изгибающего момента, чем больше момент, тем большая часть сечения сжата, и нейтральная ось опускается ниже. В связи с этим, форма сжатой площади может стать не прямоугольной, а «т» образной. Поэтому, различают два случая расчета тавровых элементов. В первом случае нейтральная ось проходит в полке    (х ≤ h'_f) (рис. 3,18, б). Во втором случае нейтральная ось проходит ниже полки, в ребре (х > h'_f) (рис. 3.18, в).

Положение нейтральной оси влияет на величину и место приложения равнодействующей сжимающих усилий в сжатой зоне бетона, что отражается на расчетных формулах.

Расчет тавровых элементов начинают с установления расчетного случая. Расчетный случай определяют сравнивая момент который может воспринять вся сжатая полка элемента (приняв х = h'_f), с внешним изгибающим моментом. Если момент полки М_f окажется больше или равным действующему в сечении изгибающему моменту М, то имеем первый случай расчета, если меньше – второй. Момент воспринимаемый сжатой полкой таврового элемента определяется по формуле

                          M_f = R_b b^'_f h^'_f (h ₀ – 0,5 h^'_f ),                                 (3.10)

М_f ≥ М - первый расчетный случай;

М_f < М - второй расчетный случай.

Дальнейшая последовательность расчета производится по алгоритму, приведённому в таблице 3.1.

Процент армирования тавровых элементов определяют по формуле (3.9).

Некоторые элементы имеют фактические сечения, которые после их упрощения можно рассматривать как тавровые (рис. 3.19) и соответственно рассчитывать как тавровые элементы.

Рис. 3.19. Фактические сечения элементов и их расчётные сечения:

а – фактические сечения; б – расчётные сечения 

Таблица 3.1