Come calcolare la capacità del momento di una trave RC

Comportamento del raggio

Prima di discutere il calcolo della capacità del momento, esaminiamo il comportamento di una trave semplice in cemento armato quando il carico sulla trave aumenta da zero alla grandezza che provocherebbe il cedimento. La trave sarà sottoposta a carico verso il basso, che causerà un momento positivo nel raggio. Il rinforzo 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 alla flessione con un carico molto ridotto

Supponendo che il calcestruzzo non sia fessurato e l'acciaio resisterà alla tensione. Anche il cemento nella parte superiore resisterà alla compressione. La distribuzione delle tensioni sarà lineare:

2. Comportamento flessionale a carico moderato

In questo caso verrà superata la resistenza alla trazione del calcestruzzo, 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 qualche curva di sollecitazione non lineare sul lato di compressione della trave. Questa curva di sollecitazione sopra l'asse neutro avrà essenzialmente la stessa forma della tipica curva sforzo-deformazione del calcestruzzo. 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. In caso di rottura, 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.

Software SkyCiv per cemento armato

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, COME 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 codici di progettazione i parametri a è determinato riducendo c con un fattore. Forza concreta fc è ridotto pure. Ad 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 in cemento armato è necessario calcolare correttamente la profondità dell'asse neutro c. SkyCiv utilizza un processo iterativo per calcolare l'asse neturale 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'_S, un'_cs permettono di calcolare la resistenza al momento di progetto dalla seguente equazione:  

M_u = F_c ∙ un'_c + F_cs ∙ un'_cs + F_S ∙ un'_S

  Tutta questa procedura è totalmente automatizzata in SkyCiv Software di progettazione rinforzata, dove un ingegnere può facilmente definire una trave in cemento armato con carichi agenti e determinare la capacità delle sezioni. 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

SkyCiv offre un completo Design in cemento armato software che consente di controllare i progetti di travi in ​​calcestruzzo e pilastri in calcestruzzo come da ACI 318, COME 3600 e EN2 Standard di progettazione. Il software è facile da usare e completamente basato su cloud; non richiede installazione o download per iniziare!

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