Цель занятия: Научиться определять прочность, а также подбирать площадь поперечного сечения продольной арматуры элементов таврового профиля в зависимости от положения нейтральной оси.
Для решения задач данного типа необходимо обратить внимание на правила назначения эффективной ширины полки beff при расчете тавровых сечений изложенные в разделе лекции 8.
В зависимости от положения нейтральной оси в сжатой зоне таврового или двутаврового сечения принято рассматривать два расчетных случая:
- при x hf’ – нейтральная ось пересекает полку;
- при x > hf’ – нейтральная ось располагается вне полки и пересекает ребро таврового или двутаврового сечения.
Для выявления расчетного случая составляют уравнения моментов, либо продольных сил для полки таврового сечения. Для таврового (двутавровго) сечения с одиночным армированием условие, определяющее положение нейтральной оси в сечении, можно записать:
- метод предельных усилий,
- упрощенный деформационный метод
где
Для таврового (двутаврового) сечения с двойным армированием:
метод предельных усилий
- упрощенный деформационный метод.
Если условие выполняется, это означает, что нейтральная ось располагается в пределах полки и сечение рассчитывают как прямоугольное.
Если условие не выполняется, производят расчет таврового сечения, для которого равнодействующая усилий в сжатом бетоне определяется по формулам:
- метод предельных усилий,
- упрощенный деформационный метод.
Тогда уравнение моментов относительно центра тяжести площади растянутой арматуры в общем случае можно записать в виде:
-
При подборе продольной арматуры положение нейтральной оси определяется из условия . Если условие соблюдается – граница сжатой зоны пересекает полку, если не соблюдается –ребро.
Момент, воспринимаемый полкой определяется из уравнений:
- метод предельных усилий,
-упрощенный деформационный метод.
Дано: Тавровое сечение с размерами = 300 мм, =150 мм , =100 мм , h = 600 мм, с = 50 мм. Бетон класса С20/25 (fck = 20 МПа, gс = 1,5, fcd = fck/gc = 20/1,5 = 13,33 МПа). Растянутая арматура класса S500 (fyk = 500 МПа, fyd = 417 МПа, Es = 20×МПа), Ast = 982 (2Æ25 S500). Изгибающий момент MSd = 200 кН×м. Требуется: Проверить прочность сечения. |
Последовательность расчетов железобетонных элементов таврового профиля иллюстрируется в виде блок- схем, приведенных на рис. 8 ...11 и демонстрируется на примерах.