So berechnen Sie die Momentenkapazität eines RC-Strahls

Strahlverhalten

Bevor auf die Berechnung der Momentenkapazität eingegangen wird, Lassen Sie uns das Verhalten eines einfachen Stahlbetonträgers überprüfen, wenn die Belastung des Trägers von Null auf die Größe ansteigt, die zum Versagen führen würde. Der Balken wird nach unten belastet, Dies führt zu einem positiven Moment im Strahl. Die Stahlverstärkung befindet sich in der Nähe der Unterseite des Trägers, Welches ist die Spannungsseite. Hier können wir drei Hauptverhaltensmodi des Strahls auswählen:

1. Biegeverhalten bei sehr geringer Belastung

Vorausgesetzt, der Beton ist nicht gerissen und Stahl widersteht der Spannung. Auch Beton oben widersteht der Kompression. Die Spannungsverteilung ist linear:

2. Biegeverhalten bei mäßiger Belastung

In diesem Fall wird die Zugfestigkeit des Betons 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 einer nichtlinearen Spannungskurve auf der Kompressionsseite des Trägers. Diese Spannungskurve über der neutralen Achse hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die typische Spannungs-Dehnungs-Kurve aus Beton. 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 einem Ausfall 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.

SkyCiv Stahlbeton-Software

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, AS 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 Konstruktionscodes werden die Parameter a durch Reduzieren von c mit dem Faktor bestimmt. Betonfestigkeit fc wird ebenfalls reduziert. Zum Beispiel nach dem ACI 318 Code fc wird reduziert um 0.85 und ein durch β1-Faktor, der zwischen liegt 0.65 sowie 0.85.

Berechnen Sie die Tiefe der neutralen Achse

Um die Momentwiderstandsfähigkeit des Stahlbetonprofils zu berechnen, muss die Tiefe c der neutralen Achse korrekt berechnet werden. SkyCiv verwendet einen iterativen Prozess, um die Netzachse 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, Hier kann ein Ingenieur leicht Stahlbetonbalken mit wirkenden Lasten definieren und die Tragfähigkeit der Abschnitte bestimmen. Diese und alle anderen Konstruktionsprüfungsberechnungen können einem detaillierten Konstruktionsbericht entnommen werden, der von SkyCiv nach der Analyse erstellt wird.

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SkyCiv bietet eine voll ausgestattete Stahlbetonkonstruktion Software, mit der Sie die Betonbalken- und Betonsäulenkonstruktionen gemäß überprüfen können ACI 318, AS 3600 sowie EN2 Gestaltungsnormen. Die Software ist einfach zu bedienen und vollständig Cloud-basiert; Für den Start ist keine Installation oder kein Download erforderlich!

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