Расчет изгибаемых элементов таврового профиля

 

        Изгибаемые элементы таврового профиля имеют широкое применение в практике строительства: балки, плиты монолитные и сборные. Расчет таких элементов имеет свои особенности. В расчете изгибаемых элементов таврового профиля возможны два случая положения границы сжатой зоны – граница проходит в пределах высоты сжатой полки сечения, и граница сжатой зоны проходит ниже сжатой полки. В первом случае расчет таких элементов не отличается от расчета изгибаемых элементов прямоугольного профиля, только ширина сжатой зоны принимается равной ширине сжатой полки. Во втором случае усилие в сжатой зоне представляют состоящим из двух сил: силы в сжатых свесах и силы в ребре в пределах границы сжатой зоны. Момент сечения определяют как сумму моментов двух сил, но предварительно необходимо установить положение границы сжатой зоны. Положение границы сжатой зоны устанавливают на основе сравнения изгибающего момента от нагрузки с моментом сечения от усилия, определяемого по площади сжатой зоны, при высоте сжатой зоны, равной высоте сжатой полки, т. е. при x = h_f ^’.

                

Условие задачи 9. Выполнить расчет изгибаемого элемента таврового профиля, изготовленного из тяжелого бетона. Определить площадь рабочей арматуры, подобрать необходимое количество и диаметр стержней, законструировать поперечное сечение. Исходные данные приведены в таблице 5.

Таблица 5

Данные для расчета элементов таврового профиля

№	а, мм	γ b 1	Класс бетона	Класс арматуры	h, мм	b, мм	hf’, мм	bf’, мм	М, кНм
1	60	0,9	В20	А400	900	350	180	800	1200
2	50	1,0	В25	А400	800	300	220	600	1300
3	50	0,9	В30	А400	700	250	160	450	650
4	40	0,9	В20	А300	600	240	120	400	410
5	40	1,0	В15	А300	500	220	100	300	200
6	25	1.0	В15	А400	300	180	80	400	80
7	30	0,9	В25	А300	480	220	120	800	170
8	30	0,9	В15	А400	420	180	50	250	38
9	40	0,9	В20	А400	560	260	50	800	200
10	30	1,0	В25	А400	560	220	60	400	350
11	35	0,9	В30	А400	680	240	60	420	400
12	40	1,0	В15	А300	760	260	60	400	450
13	40	1,0	В20	А300	860	280	60	600	500
14	45	0,9	В25	А300	960	300	80	520	550
15	40	0,9	В30	А300	760	320	80	560	600
16	50	1,0	В15	А400	860	340	100	600	650
17	35	0,9	В20	А300	660	360	100	600	700
18	25	0,9	В15	А400	450	240	100	400	120
19	30	0,9	В20	А300	480	260	120	380	200
20	20	1,0	В15	А400	480	180	80	280	120
21	30	0,9	В25	А400	680	220	120	420	440
22	35	1,0	В20	А300	560	240	140	390	390
23	45	0,9	В15	А400	880	320	200	420	680
24	40	0,9	В20	А500	700	340	220	540	680
25	35	0,9	В25	А400	740	320	200	500	780
26	40	1,0	В30	А500	640	260	140	460	620
27	40	0,9	В20	А300	800	300	150	600	800
28	30	0,9	В15	А400	200	100	50	300	14
29	30	0,9	В25	А400	300	100	50	300	51
30	30	1,0	В30	А300	400	150	50	300	110
31	40	0,9	В15	А400	500	200	100	400	120
32	40	1,0	В15	А400	600	200	100	400	180
33	40	0,9	В20	А400	700	250	100	400	280
34	40	0,9	В25	А400	800	300	200	400	720
35	40	0,9	В30	А300	900	400	200	600	1180
36	30	0,9	В15	А300	200	100	50	400	17
37	30	0,9	В20	А300	300	100	50	400	45
38	30	1,0	В25	А400	400	150	50	400	110
39	40	1,0	В30	А400	500	200	100	600	330
40	40	1,0	В20	А400	600	200	100	600	440
41	40	1,0	В15	А400	700	250	100	600	500
42	40	1,0	В25	А400	800	300	200	600	1250
43	40	1,0	В30	А300	900	400	200	800	1140
44	30	0,9	В15	А300	280	120	50	500	21
45	20	0,9	В20	А400	400	140	80	300	110
46	20	1,0	В15	А300	500	200	80	280	180
47	30	0,9	В20	А300	550	260	140	400	280
48	60	1,0	В25	А400	700	200	100	420	580
49	30	0,9	В20	А400	750	320	140	460	440
50	30	0,9	В15	А300	450	200	120	400	150

 

К расчету изгибаемых элементов таврового профиля

               Рис. 4. Расчетная схема таврового сечения балки и схема усилий

В расчете возможны два случая - 1сл. – если < ,           2 сл. – если > .

Положение границы сжатой зоны (расчетный случай) определяется из условий:

или

Для первого случая, при выполнении условий x < h_f ^’, расчёт ведется как для прямоугольного сечения при b = b_f ^’.

Для второго случая - по следующим формулам:    

- момент, воспринимаемый сечением за счет свесов,

;     M_b - момент, воспринимаемый стенкой.

Если , то

иначе принимают .

Вопросы

 

1. Почему изгибаемые балочные элементы необходимо рассчитывать по нормальным сечениям?

2. От чего зависит изгибающий момент, возникающий в сечении изгибаемых железобетонных элементов от внешних воздействий?

3. От чего зависит изгибающий момент, который может выдержать изгибаемый железобетонный элемент?

4. Основные этапы проектирования железобетонных элементов?

5. Какая стадия напряженно деформированного состояния железобетонного элемента положена в основу расчета прочности?

6. Какие предпосылки и допущения положены в основу расчета прочности железобетонного элемента на действие изгибающего момента?

7. Назвать геометрические параметры расчетного сечения железобетонного элемента?

8. За счет изменения, каких величин можно увеличить несущую способность изгибаемого железобетонного элемента?

9. Почему напряжения в бетоне сжатой зоны в расчете прочности принимаются равномерно распределёнными по площади сжатой зоны железобетонного элемента?

10. Что такое высота сжатой зоны и относительная высота сжатой зоны железобетонного элемента?

11. Что такое граничная высота сжатой зоны железобетонного элемента?

12. При каком условии разрушение изгибаемого железобетонного элемента будет начинаться с растянутой зоны?

13. Как называются изгибаемые железобетонные элементы, разрушение которых происходит по бетону сжатой зоны?

14. Чему равна равнодействующая напряжений в сжатой зоне бетона?

15. Чему равна равнодействующая напряжений в растянутой арматуре?

16. Чему равно плечо внутренней пары сил в сечении железобетонного элемента?

17. В каком месте сечения изгибаемого железобетонного элемента ставится продольная рабочая арматура, определённая из расчёта на действие изгибающего момента?

18. Почему у изгибаемых элементов высота сечения делается больше ширины?

19. То такое рабочая высота расчётного сечения железобетонного элемента?

20. Какие величины принимаются как исходные в расчёте и конструировании сечений железобетонных элементов?