Разлика между версии на „Оразмеряване на стоманобетонни конструкции за огъващи моменти и осова сила“

От eurocode.bg
Направо към навигацията Направо към търсенето
Ред 86: Ред 86:
 
:''A''<sub>s1</sub> – площ на опънната армировка;  
 
:''A''<sub>s1</sub> – площ на опънната армировка;  
 
:''A''<sub>s2</sub> – площ на натисковата армировка;  
 
:''A''<sub>s2</sub> – площ на натисковата армировка;  
:''&epsilon;''<sub>s1</sub> – деформация в долната армировка;
+
:Диаграмата на деформациите (''&epsilon;''<sub>s1</sub> и&epsilon;''<sub>c</sub>(&epsilon;''<sub>s2).  
:''&epsilon;''<sub>c</sub> – деформация в натиснатия ръб на бетона или при изцяло опънато сечение: ''&epsilon;''<sub>s2</sub> - деформация в горната армировка.  
 
  
 
Те  се намират от условията за равновесие на вътрешните усилия в сечението:
 
Те  се намират от условията за равновесие на вътрешните усилия в сечението:

Версия от 09:18, 16 декември 2014

Теоретични предпоставки

При оразмеряване на стоманобетонни сечения по Еврокод се приемат следните предпоставки:

  • бетонът изцяло е изключен от работа в опънната зона и опънните напрежения се поемат от армировката;
  • изчислителната диаграма на натисковите напрежения в бетона се приема параболично-правоъгълна с максимална стойност fcd;
  • изчислителната диаграма напрежения-деформации на стоманата се приема линейно-пластична с максимална стойност fyd;
  • съществува сцепление между бетона и армировката;
  • в сила е хипотезата на Бернули за равнинност на сеченията - диаграмата на деформациите по височина на сечението е линейна;
  • носещата способност на сечението се изчерпва, когато деформацията в бетона или армировката достигне граничната;
  • вътрешните усилия в бетона и армировката са в равновесие с разрезните усилия, породени от външните товари.

Зависимости между напрежения и деформации

|Stress-strain.png

Бетон: Параболично-правоъгълна Армировка: линейно-пластична

Носимоспособност на напречното сечение при известна армировка

Задачата се свежда до това, при известни размери на сечението и разположение и площ на армировката да се намери носимоспособността на сечението. Обикновено се търси стойността на огъващия момент MRd така, че резултантаната вътрешна осова сила да бъде равна на осовата сила от външното натоварване NRd = NEd. Изчисленията се провеждат в следната последователност:

  1. Намира се неизвестната диаграма на деформациите така, че сечението да бъде в гранично състояние и да удовлетворява условието NRd = NEd. Решението се извършва чрез подходящ итерационен алгоритъм.
  2. Определят се напреженията в бетона и армировката от избраните зависимости "напрежения-деформации".
  3. Определят се резултантните вътрешни усилия в бетона и армировката и общата осова сила NRd и огъващ момент MRd за центъра на тежестта на сечението.

Section design.png

Диаграма на деформациите

Диаграмата на деформациите в сечението е линейна и се определя от деформацията в долната армировка εs1 и в бетона εc. При изцяло опънато сечение вместо εc се използва деформацията в горната армировка εs2. За да бъде сечението винаги в гранично състояние, стойностите на εs1 и εc (εs2) се избират по определен начин в зависимост от зоната, в която попада диаграмата, съгласно схемата по-горе:

Случай 1: Деформацията в долната армировка е постоянна εs1 = εud, а деформацията в горния ръб εεc се изменя от εud (в горната армировка) до - εcu2;
Случай 2: Деформацията в горния ръб е постоянна εc = - εcu2, а деформацията в опънната армировка се изменя от εud до - εcu2·d1/h. При това, деформацията в долния ръб на бетона достига до нула;
Случай 3: При изцяло натиснато сечение, диаграмата на деформациите се завърта около т. С, като деформациите в т. С се запазват равни на - εc2. Положението на т. С спрямо горния ръб се определя по формулата ac = h·(1 – εc2/εcu2).

Напрежения в бетона и армировката

Напрежения в бетона:

за
за
fcd – изчислителна якост на натиск на бетона;
n = 2; εc2 = 2.0 ‰; εcu2 = 3.5 ‰ – за бетони клас до C50/60;
Координатата z представлява височината на съответната точка от сечението над нулевата линия: 0 ≤ zx.
Височината на натисковата зона x се определя по формулата:

Напреженията в армировката се определят по формулата:

, където
fyd – изчислителна якост на армировката на опън;
Еs – изчислителна стойност на модула на еластичност на армировката.

Резултантни сили в бетона и армировката

Резултантните сили в бетона и армировките и моментите им спрямо центъра на тежестта за сечение с произволна форма се намират по формулите:

Section forces.png

При правоъгълно сечение и параболично-линейна диаграма на бетона могат да се ползват изразите:

За по-голяма точност, от площта на бетона може да се извади площта на натисковата армировка.

Носимоспособност на сечението

Стойностите на граничните усилия NRd и MRd се определят както следва:

NRd = Nc + Ns1 + Ns2
MRd = Mc + Ms1Ms2

Определяне на армировката при известни разрезни усилия

Неизвестни величини при оразмеряването:

As1 – площ на опънната армировка;
As2 – площ на натисковата армировка;
Диаграмата на деформациите (εs1 иεcs2).

Те се намират от условията за равновесие на вътрешните усилия в сечението:

Стойностите на армировките не са известни предварително. При зададени εs1 и εc, всяка от армировките As1 и As2 може да се определи еднозначно от условието сума моменти за центъра на срещуположната армировка да бъде равно на нула:

Интеракционни диаграми за оразмеряване на сечения