Comportamento del raggio: Capacità di momento di una trave

Prima di discutere il calcolo della capacità del momento, esaminiamo il comportamento di a cemento armato trave semplice poiché il carico sulla trave aumenta da zero all'entità che causerebbe il cedimento. La trave sarà sottoposto a carico verso il basso, che causerà un momento positivo nel raggio. L'armatura in acciaio si trova vicino alla parte inferiore della trave, che è il lato della tensione. Qui possiamo selezionare tre principali modalità di comportamento del raggio:

1. Comportamento a flessione con un carico molto piccolo

Supponendo che il calcestruzzo Supponendo che il. Anche il calcestruzzo nella parte superiore resisterà alla compressione. La distribuzione delle tensioni sarà lineare:

2. Comportamento flessionale a carico moderato

In questo caso, la resistenza alla trazione del calcestruzzo sarà superata, e il calcestruzzo si spezzerà nella zona di tensione. Perché il calcestruzzo non può trasmettere alcuna tensione attraverso una fessura, le barre di acciaio resisteranno quindi all'intera tensione. Si assume ancora che la distribuzione della sollecitazione di compressione del calcestruzzo sia lineare.

3. Comportamento flessionale al carico massimo

Qui le deformazioni e le sollecitazioni di compressione sono aumentate, con alcune curve di sollecitazione non lineari sul lato di compressione della trave. Questa curva di sollecitazione sopra l'asse neutro avrà essenzialmente la stessa forma del tipico calcestruzzo curva sforzo-deformazione. La tensione di trazione dell'acciaio fs è uguale alla tensione di snervamento dell'acciaio fy. Infine, la capacità ultima del raggio sarà raggiunto e il raggio fallirà.

Descritto sopra è il meccanismo effettivo del cedimento della trave in cemento armato e generalmente è piuttosto complicato. Questo è il motivo per cui lo sviluppo dell'approccio di progettazione della forza dipende dai seguenti presupposti di base:

1. La deformazione nel calcestruzzo è la stessa delle barre d'armatura allo stesso livello, a condizione che il legame tra l'acciaio e il calcestruzzo sia adeguato;
2. La deformazione nel calcestruzzo è linearmente proporzionale alla distanza dall'asse neutro
3. Le sezioni trasversali piane continuano ad essere piane dopo la piegatura
4. La resistenza alla trazione del calcestruzzo viene trascurata
5. Al fallimento, si presume che la deformazione massima alle fibre di compressione estrema sia pari a limitata dalla disposizione del codice di progettazione (0.003)
6. Per la forza del design, la forma della distribuzione delle sollecitazioni del calcestruzzo in compressione può essere semplificata.

Presupposti

La determinazione della resistenza al momento non è semplice a causa della forma del diagramma di sollecitazione a compressione non lineare sopra l'asse neutro. A fini di semplificazione e applicazione pratica, una fittizia ma equivalente distribuzione rettangolare delle tensioni del calcestruzzo è stata proposta da Whitney e successivamente adottata dai diversi codici di progettazione, come ACI 318, NEL 2, AS 3600, e altri. Rispetto a questa distribuzione dello stress equivalente come mostrato di seguito, l'intensità media dello stress è considerata come fc(a carico massimo) e si presume che agisca sull'area superiore della sezione trasversale della trave definita dalla larghezza be da una profondità di a. In diversi parametri del codice di progettazione, a è determinato riducendo c con il fattore. Forza concreta fc è ridotto pure. Per esempio, secondo l'ACI 318 codice fc è ridotto di 0.85 e un fattore β1 compreso tra 0.65 e 0.85.

Calcola la profondità dell'asse neutro

Per calcolare la capacità di resistenza al momento della sezione di cemento armato è necessario calcolare correttamente la profondità dell'asse neutro c. SkyCiv utilizza un processo iterativo per calcolare l'asse neutro in base a quanto segue:

Calcola la capacità del momento

Infine le forze calcolate del calcestruzzo e dell'acciaio Fc, Fs, Fcs e loro posizione rispetto all'asse neutro della sezione a_c, un carico_S, un carico_cs permettono di calcolare la resistenza al momento di progetto dalla seguente equazione:

M_u = F_c ∙ un carico_c + F_cs ∙ un carico_cs + F_S ∙ un carico_S 

Tutta questa procedura è totalmente automatizzata in SkyCiv Software di progettazione rinforzata, dove un ingegnere può facilmente definire travi in ​​cemento armato agendo carichi e determinare la capacità del sezione. Questo e tutti gli altri calcoli di controllo del progetto possono essere visualizzati nel rapporto di progettazione dettagliato generato da SkyCiv dopo l'analisi.

Design in cemento armato SkyCiv

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