Визначення характеристик матеріалів

Бетон

1.1 Розрахункове значення міцності (призмової) на стиск f_cd = 19,5 МПа.

1.2 Розрахункове значення критичних відносних деформацій ε_c1,cd = 1,7 ‰.

1.3 Розрахункове значення модуля деформацій E_cd = 27 ГПа.

1.4 Коефіцієнт пружно-пластичних властивостей

.

1.5 Характерне значення рівня деформацій бетону η_u = 1,314.

1.6 Характерне значення коефіцієнту повноти епюри напружень ω = 0,768.

1.7 Характерне значення плеча рівнодійної епюри напружень φ/ω = 0,592.

 

Арматура

1.8 Розрахункове значення міцності на межі текучості f_yd = 364 МПа.

1.9 Розрахункове значення модуля пружності E_s = 210 ГПа

1.10 Розрахункове значення відносних деформацій на межі текучості ε_s0,d = 1,7 ‰.

 

Розрахункова схема нормального перерізу

а б в г

 

Рисунок 3.1 – Розрахункова схема нормального перерізу:

а – поперечний переріз елемента; б – схема зусиль у перерізі елемента; в – схема зусиль у перерізі елемента; г – епюра розподілу деформацій у перерізі

 

Розрахунок максимального згинального моменту, що може бути сприйнятий перерізом

3.1 Невідому висоту стиснутої зони знайдемо з рівняння рівноваги сил на горизонтальну вісь.

Зусилля у розтягнутій арматурі у граничному стані буде рівною

.

Зусилля у стиснутому бетоні в граничному стані (див. рис.1, «в»)

.

Таким чином,

,

3.2 Відносна висота стиснутої зони

.

3.3 Визначаємо граничну відносну висоту стиснутої зони для заданого бетону і арматури

,

або за таблицею А.4 [3] .

Оскільки , то армування стиснутої зони за розрахунком не потрібне.

 

Розрахунок значення згинального моменту, який може сприйняти балка нормальному перерізі

4.1 Значення згинального моменту, який може сприйняти балка нормальному перерізі (див. рис.1, «б» і «в»)

,

або, увівши поняття відносного згинального моменту

,

будемо мати

.

Коефіцієнт можна визначити або по вище наведеній формулі, або за таблицею А.5 [3] за обрахованим значенням .

.

4.2 Розрахуємо максимальний згинальний момент M_Rd, що може бути сприйнятий перерізом,

.

Перевірка міцності балки в нормальному перерізі

Оскільки розрахункове значення згинального моменту від зовнішнього навантаження

,

то міцність залізобетонного елемента в нормальному перерізі забезпечена.

 

Питання для самоконтролю

1. Які перерізи балки називаються нормальними?

2. Які балки відносять до балок з одиночним армуванням?

3. У чому полягає метод розрахунку за граничними станами?

4. Які передумови розрахунку міцності нормального перерізу залізобетонної балки?

5. Як визначити зусилля у стиснутому бетоні перерізу?

6. Як отримати формулу для розрахунку висоти стиснутої зони перерізу?

7. Що таке гранична відносна висота стиснутої зони? Який її фізичний зміст?

8. Як отримати формулу для визначення максимального згинального моменту, що може сприйняти балка нормальному перерізі?

9. Що таке відносний згинальний момент балки?

10. Яка умова міцності балки?

4 РОЗРАХУНОК ТА ПРОЕКТУВАННЯ ПОЗДОВЖНЬОЇ АРМАТУРИ У ЗАЛІЗОБЕТОННІЙ БАЛЦІ З ОДИНИЧНИМ АРМУВАННЯМ

 

Задача 4. Визначивши найбільш несприятливе сполучення зовнішніх навантаженнь, які діють на залізобетонну балку, було встановлено, що в небезпечному нормальному перерізі може виникнути згинальний момент із граничним розрахунковим значенням M_Еd = 125 кНм.

Балка має прямокутний поперечний переріз шириною b = 200 мм і висотою h = 550 мм, виконана з бетону класу С16/20. Клас арматури, що використовується у розтягнутій зоні – А400С.

 

За вихідними даними необхідно:

1) записати розрахункові параметри бетону та арматури (1 бал);

2) визначити необхідність армування стиснутої зони (3 бали);

3) визначити необхідну площу армування перерізу (2 бали);

4) підібрати фактичне армування розтягнутої зони перерізу (1 бали);

5) запроектувати поперечний переріз балки (3 бал).