Strahlverhalten: Momentenkapazität eines Strahls

Bevor auf die Berechnung der Momentenkapazität eingegangen wird, Betrachten wir das Verhalten von a verstärkter Beton Betrachten wir das Verhalten von a. Das Strahl wird nach unten belastet, Dies führt zu einem positiven Moment im Strahl. Die Stahlverstärkung befindet sich nahe der Unterseite des Trägers, Welches ist die Spannungsseite. Hier können wir drei Hauptverhaltensmodi des Strahls auswählen:

1. Biegeverhalten bei sehr kleiner Belastung

Betrachten wir das Verhalten von a Beton Betrachten wir das Verhalten von a. Auch Beton an der Spitze widersteht der Kompression. Die Spannungsverteilung ist linear:

2. Biegeverhalten bei mäßiger Belastung

In diesem Fall, Die Zugfestigkeit des Betons wird überschritten, und der Beton wird in der Spannungszone reißen. Weil der Beton keine Spannung über einen Riss übertragen kann, Die Stahlstangen halten dann der gesamten Spannung stand. Die Verteilung der Betondruckspannung wird weiterhin als linear angenommen.

3. Biegeverhalten bei Endlast

Hier werden die Druckspannungen und Spannungen erhöht, mit einigen nichtlinearen Spannungskurven auf der Druckseite des Trägers. Diese Spannungskurve über der neutralen Achse hat im Wesentlichen die gleiche Form wie der typische Beton Spannungs-Dehnungskurve. Die Zugstahlspannung fs ist gleich der Streckspannung von Stahl fy. Schließlich, Die endgültige Kapazität des Strahls wird erreicht und der Strahl fällt aus.

Oben beschrieben ist der tatsächliche Mechanismus des Versagens des Stahlbetonbalkens und im Allgemeinen ziemlich kompliziert. Aus diesem Grund hängt die Entwicklung des Festigkeitsentwurfs von den folgenden Grundannahmen ab:

1. Die Dehnung im Beton ist die gleiche wie bei Bewehrungsstäben auf gleicher Höhe, vorausgesetzt, die Verbindung zwischen Stahl und Beton ist ausreichend;
2. Die Dehnung im Beton ist linear proportional zum Abstand von der neutralen Achse
3. Ebenenquerschnitte bleiben nach dem Biegen eben
4. Die Zugfestigkeit von Beton wird vernachlässigt
5. Bei Misserfolg, Es wird angenommen, dass die maximale Dehnung an den Fasern mit extremer Kompression durch die Bestimmung des Konstruktionscodes begrenzt ist (0.003)
6. Für Designstärke, Die Form der Druckbetonspannungsverteilung kann vereinfacht werden.

Annahmen

Die Bestimmung der Momentfestigkeit ist aufgrund der Form des nichtlinearen Druckspannungsdiagramms über der neutralen Achse nicht einfach. Zur Vereinfachung und praktischen Anwendung, Eine fiktive, aber äquivalente rechteckige Betonspannungsverteilung wurde von Whitney vorgeschlagen und anschließend von den verschiedenen Konstruktionscodes übernommen, wie ACI 318, IM 2, WIE 3600, und andere. In Bezug auf diese äquivalente Spannungsverteilung wie unten gezeigt, Die durchschnittliche Spannungsintensität wird als angenommen fc(bei ultimativer Belastung) und es wird angenommen, dass es über den oberen Bereich des Strahlquerschnitts wirkt, der durch die Breite b und eine Tiefe von a definiert ist. In verschiedenen Designcode-Parametern, a wird bestimmt, indem c mit dem Faktor reduziert wird. Betonfestigkeit fc wird ebenfalls reduziert. Beispielsweise, nach Angaben der ACI 318 Code fc wird reduziert um 0.85 und ein durch β1-Faktor, der zwischen liegt 0.65 und 0.85.

Berechnen Sie die Tiefe der neutralen Achse

Um die Momentenwiderstandskapazität des Stahlbetonprofils zu berechnen, muss die neutrale Achsentiefe c korrekt berechnet werden. SkyCiv verwendet einen iterativen Prozess, um die neutrale Achse basierend auf den folgenden Angaben zu berechnen:

Berechnen Sie die Momentenkapazität

Schließlich werden die berechneten Beton- und Stahlkräfte Fc, Fs, Fcs und ihre Position von der neutralen Querschnittsachse a_c, ein_s, ein_cs Lassen Sie den Bemessungsmomentwiderstand aus der folgenden Gleichung berechnen:

M._u = F._c ∙ ein_c + F._cs ∙ ein_cs + F._s ∙ ein_s 

All diese Vorgänge sind in SkyCiv vollständig automatisiert Verstärkte Design-Software, wo ein Ingenieur Stahlbetonträger einfach mit Acting definieren kann Ladungen und bestimmen Sie die Kapazität der Sektion. Diese und alle anderen Konstruktionsprüfungsberechnungen können dem detaillierten Konstruktionsbericht entnommen werden, der von SkyCiv nach der Analyse erstellt wird.

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