Расчет элементов таврового профиля на прочность по нормальным сечениям

Цель расчета – определить необходимую площадь сечения продольной сжатой и растянутой арматуры в железобетонной балке таврового профиля; проверить прочность сечения.

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 < R_s* A_s (h₀ – 0.5*x) ,    ( 15 )

где: R_s – расчетное сопротивление арматуры на растяжение в Н/см² ;

А_s – минимальный расход продольной растянутой арматуры в  см² ;

h₀  - рабочая высота сечения изгибаемого элемента cогласно (2) в см :

h₀  = h – a_s ;  ( 16 )

a_s – расстояние от нижней растянутой зоны сечения элемента до центра тяжести растянутой арматуры в см :

- при расположении арматуры в один ряд: a_s = a + 0.5*d_s , где d_s – диаметр искомой арматуры и «а» - защитный слой бетона не менее 30 мм и не менее диаметра арматуры «d_s»;

- при расположении арматуры вплотную в два ряда (без зазора):

a_s  = a + d_s;

х – абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:

х = R_s*A_s/ R_b*b_f^' ,        ( 17 )

где: R_b – расчетное сопротивление бетона изгибаемого элемента на сжатие согласно табл. 23 в МПа или Н/см² в зависимости от размерности R_s / 2 /;

b_f^' – расчетное значение ширины сжатой полки:

b_f^' = 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 (h_f^'):

- c = 3h_f^' – при h_f^'/h < 0.1,

- c = 6h_f^' – при h_f^'/h > 0.1,                             ( 19 )

- c = 0 - при h_f^'/h < 0.05.

Последовательность практического расчета прочности нормального сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой:

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 ( b_f^' ) приведенного сечения.

3. Определяется несущая способность элемента при х = h_f^' :

M_(x=hf^'₎ =  R_b* b_f^'* h_f^'( h₀ – 0.5h_f^' ). ( 20 )

4. Выполнить сравнение М и М_(x=hf^'₎:

- если  М < М_(x=hf^'₎ , то нейтральная ось находится в пределах сжатой полки h_f^' и расчет прочности нормального сечения производится по формулам как для элемента прямоугольного профиля при b = b_f^';

- 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 = b_f^' .

Далее производится конструирование с учетом сортамента арматуры и количества стержней в растянутой зоне сечения.

 

Определение остаточной несущей способности нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов

 

Цель расчета – определить снижение несущей способности железобетонного изгибаемого элемента в процессе его эксплуатации с учетом дефектности материалов бетона и арматуры.

Условие прочности нормального сечения изгибаемого железобетонных конструкций в процессе их эксплуатации записывается в виде:

М < М_сеч ,      ( 23 )

где: М – изгибающий момент от фактических нагрузок при эксплуатации;

  М_сеч – изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением изгибаемого элемента на этапе его эксплуатации при фактических параметрах сечения, прочности бетона и армирования или «остаточная несущая способность элемента» согласно (24) :

M_сеч. = R_s х A_s^* (h₀ – 0.5*x) ,    ( 24 )

где: R_s – расчетное сопротивление арматуры на растяжение в Н/см²;

А_s^* – фактический расход продольной растянутой арматуры с учетом ее коррозии по результатам обследования в см² ;

h₀  - фактическая рабочая высота сечения изгибаемого элемента в см:

h₀ = h^* – a_s ,                           ( 25 )

где: h^* – фактическая высота сечения элемента (балки, плиты) по результатам обследования в  см;

a_s – фактическое расстояние от нижней растянутой зоны сечения элемента до центра тяжести фактической растянутой арматуры в см:

- при расположении арматуры в один ряд: a_s = a + 0.5*d_s , где d_s – фактический диаметр арматуры и «а» - фактический защитный слой бетона (среднее и максимальное значения по результатам обследования);

- при расположении арматуры вплотную в два ряда (без зазора):

a_s  = a + d_s;

х – фактическая абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:

х = R_s*A_s^* / R_b^**b ,        ( 26 )

где: R_b^* – расчетное сопротивление бетона на сжатие изгибаемого элемента в МПа или Н/см² в зависимости от размерности R_s .

Последовательность практического расчета остаточной несущей способности нормального сечения изгибаемого элемента с одиночной арматурой:

Необходимо определить остаточную (фактическую) несущую способность железобетонного  изгибаемого элемента (балки или плиты) при известных исходных данных по размерам поперечного сечения, прочности бетона и армированию с учетом фактической прочности бетона, привязки арматурных стержней и их диаметров с учетом коррозии арматуры.

1. Согласно (25) определяется значение рабочей высоты сечения элемента с учетом защитного слоя бетона.

2. Согласно (26) определяется абсолютная высота сжатой зоны сечения плиты.

3. Определяется остаточная несущая способность плиты по прочности нормального сечения (24). Если результат меньше значения изгибающего момента при фактических нагрузках на момент обследования конструкции плиты, необходимо выполнить усиление железобетонной плиты по прочности нормального сечения. 

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 372; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!