Луч Поведение

Прежде чем обсуждать момент расчета мощности, давайте рассмотрим поведение простой железобетонной балки при увеличении нагрузки на балку от нуля до величины, которая может вызвать разрушение. Балка будет подвергнута нагрузке вниз, что вызовет положительный момент в балке. Стальная арматура расположена у низа балки., которая является стороной напряжения. Здесь мы можем выбрать три основных режима поведения пучка:

1. Изгиб при очень малой нагрузке

Предполагая, что бетон не имеет трещин и сталь выдерживает растяжение. Также бетон наверху будет противостоять сжатию. Распределение напряжений будет линейным.:

2. Изгиб при умеренной нагрузке

В этом случае предел прочности бетона будет превышен., и бетон потрескается в зоне растяжения. Поскольку бетон не может передавать напряжение через трещину, тогда стальные стержни будут сопротивляться всему растяжению. Распределение сжимающих напряжений в бетоне по-прежнему предполагается линейным..

3. Изгиб при предельной нагрузке

Здесь сжимающие деформации и напряжения увеличиваются., с некоторой нелинейной кривой напряжения на стороне сжатия балки. Эта кривая напряжений над нейтральной осью будет по существу такой же формы, как и типичная кривая напряжения-деформации бетона.. Напряжение растяжения стали fs равно пределу текучести стали fy.. В конце концов, будет достигнута предельная мощность балки, и балка выйдет из строя.
Выше описан реальный механизм разрушения железобетонной балки и, как правило, довольно сложен.. Вот почему разработка подхода к расчету прочности зависит от следующих основных предположений.:
  1. Деформация в бетоне такая же, как в арматуре на том же уровне, при условии, что связь между сталью и бетоном достаточная;
  2. Деформация бетона линейно пропорциональна расстоянию от нейтральной оси.
  3. Плоские поперечные сечения остаются плоскими после гибки
  4. Прочностью бетона на разрыв пренебрегают.
  5. При отказе максимальное напряжение в волокнах с экстремальным сжатием принимается равным ограниченному положением конструкторских норм. (0.003)
  6. Для расчетной прочности, форма распределения напряжений сжимающего бетона может быть упрощена.

Предположения

Определение моментной силы непросто из-за формы нелинейной диаграммы напряжений сжатия над нейтральной осью.. Для упрощения и практического применения, фиктивное, но эквивалентное прямоугольное распределение напряжений в бетоне было предложено Уитни и впоследствии принято различными нормами проектирования., как ACI 318, В 2, ТАК КАК 3600 и другие. Что касается этого эквивалентного распределения напряжений, как показано ниже, средняя интенсивность напряжений принимается как Ь (при предельной нагрузке) и предполагается, что он действует в верхней части поперечного сечения балки, определяемой шириной b и глубиной a. В различных конструктивных нормах параметры a определяют уменьшением c с коэффициентом. Прочность бетона Ь также уменьшается. Например, согласно ACI 318 код Ь уменьшается на 0.85 а на коэффициент β1, который находится между 0.65 и 0.85.
изображение, показывающее глубину нейтральной оси для железобетонного элемента

Рассчитайте глубину нейтральной оси

Для расчета моментной прочности железобетонного сечения необходимо правильно рассчитать глубину нейтральной оси c.. SkyCiv использует итерационный процесс для вычисления оси сети на основе следующих:

Рассчитайте моментную нагрузку

Наконец, рассчитанные силы бетона и стали Fc, Фс, Fcs и их положение от нейтральной оси сечения aс, а s, а cs позволяют рассчитать расчетное моментное сопротивление по следующему уравнению:  

MU = Fс ∙ а с + Fcs ∙ а cs + Fs ∙ а s

  Вся эта процедура полностью автоматизирована в SkyCiv. Программное обеспечение усиленного дизайна, где инженер может легко определить железобетонную балку с действующими нагрузками и определить грузоподъемность секций. Этот и все другие расчеты проверки проекта можно увидеть в подробном отчете по проекту, который создается SkyCiv после анализа..

Проект SkyCiv из железобетона

SkyCiv предлагает полнофункциональную Железобетонная конструкция программное обеспечение, позволяющее проверять конструкции бетонных балок и бетонных колонн согласно ACI 318, ТАК КАК 3600 и EN2 Стандарты дизайна. Программа проста в использовании и полностью основана на облаке.; не требует установки или загрузки, чтобы начать работу!
Программное обеспечение для проектирования бетона для ACI 318, ТАК КАК 3600 и EN2 - скриншот пользовательского интерфейса SkyCiv

Майкл Мальгин инженер-конструктор, Разработка продукта
Майкл Мальгин
Инженер-строитель, Разработка продукта
MEng (гражданского)
[email protected]