ZAKŁAD KONSTRUKCJI BETONOWYCH

2006-05-08

Wykonał: Jacek Sokołowski

WYZNACZENIE ZBROJENIA W ELEMENTACH Ś CISKANYCH WEDŁUG ZAŁOŻ EŃ

METODY UPROSZCZONEJ

1. Zakładamy przypadek dużego mimośrodu i przyjmujemy ξ eff = ξ eff,lim.

N

b

Sd

αcc*fcd

2

es

As2

a2

Fs2=fyd*As2

t

Fc=αcc*fcd*Acc,eff,lim

eto

xlim

Acc,eff,lim=xeff,limb

,8

1

0

d

=

ff,lim

/2

es

-a2

xe

h

d=

ff,lim

ff,lim

,5

xe

0

ea

-xe

=

d

x0

=zc

As1

Fs1=fyd*As1

a1

Z równowagi momentów względem zbrojenia rozciąganego wyznaczamy zbrojenie A s2:

∑ M

= N ∗ e − F ∗ z − F ∗ e = 0

A

Sd

1

s

c

c

s 2

a

s 1

F = ξ

∗ d ∗ b∗α ∗ f



ξ



c

eff ,lim

cc

cd

2

eff ,lim

N

∗ e −ξ

∗ b∗ d ∗α ∗ f ∗1−

 −

z =

−

ξ

∗ d

c

(1 0,5 eff,lim)

Sd

1

s

eff ,lim

cc

cd



2



⇐

−

F = A ∗ f

A ∗ f ∗ d − a

= 0

s 2

s 2

yd

s 2

yd

(

2 )

e = d − a

a

2



ξ



2

eff ,lim

N

∗ e −ξ

∗ b∗ d ∗α ∗ f ∗1−



Sd

1

s

eff ,lim

cc

cd



2



A =

s 2

f

∗ d − a

yd

(

2 )

2. W zależności od wartości A s2 obliczamy A s1:

2.1. Jeżeli A s2 A s2,min, to A s1 obliczamy z sumy rzutów sił na oś X:

∑ X = F − F + F − N = 0

c

1

s

s 2

Sd

prov

ξ

∗ b∗ d ∗α ∗ f − A ∗ f + A

∗ f − N = 0 ⇐ F = ξ

∗ b∗ d ∗ f

eff ,lim

cc

cd

1

s

yd

s 2

yd

Sd

c

eff ,lim

cd

ξ

∗ b∗ d ∗α ∗ f − N

eff ,lim

cc

cd

Sd

prov

A =

+ A

1

s

s 2

f yd

2.2. Jeżeli A s2 < A s2,min, oznacza to, że przy założeniu pełnego wykorzystania naprężeń w strefie ściskanej betonu zbrojenie A s2 jest obliczeniowo zbędne. Możemy zmniejszyć wymiary lub wymiarować dalej przyjmując A prov

s2

≥ A s2,min. Z równania równowagi momentów względem zbrojenia rozciąganego wyznaczamy zasięg strefy ściskanej, przy założeniu pełnego wykorzystania naprężeń w zbrojeniu ściskanym:

∑ M

= N ∗ e − F ∗ e − F ∗ z = 0

A

Sd

1

s

s 2

a

c

c

s 1

prov

N

∗ e − A

∗ f ∗ d − a −ξ ∗ −

∗ξ

∗ b∗ d ∗α ∗ f =

Sd

s

s

yd

(

) eff (1 0,5 eff )

2

0

1

2,min

2

cc

cd

prov

N

∗ e − A

∗ f ∗ d − a

Sd

1

s

s 2,min

yd

(

2 )

2

0, 5 ∗ξ

−ξ + µ = 0 ⇐ µ =

eff

eff

eff

eff

2

b ∗ d ∗α ∗ f

cc

cd

ξ =1− 1− 2∗ µ ⇒ x = ξ ∗ d

eff

eff

eff

eff

-1-

ZAKŁAD KONSTRUKCJI BETONOWYCH

2006-05-08

Wykonał: Jacek Sokołowski

2.2.1. Jeżeli xeff ≥ 2*a2: N

b

Sd

αcc*fcd

2

es

As2,min,prov

a2

Fs2=fyd*As2,min,prov

t

x

Fc=αcc*fcd*Acc,eff

eto

,8

Acc,eff=xeffb

1

0

ff

=

es

ff

xe

d

-a2d

xe

,5

/2ff

h

=

0=

*a2

ea

-xe

2

x0

d=

ff

zc

xe

As1

>

Fs1=fyd*As1

ff,lim

a1

xe

Z sumy rzutów sił na oś X obliczamy As1:

ξ ∗ b∗ d ∗α ∗ f − N

eff

cc

cd

Sd

prov

A =

+ A

1

s

s 2,min

f yd

2.2.2. Jeżeli xeff <2*a2 (przyjmujemy że wypadkowa naprężeń strefy ściskanej pokrywa się z wypadkową zbrojenia ściskanego):

N

b

Sd

2

es

As2,min,prov

a2

Fs2=fyd*As2,min,prov

t

F

eto

c=αcc*fcd*Acc,eff

1

*a2

es

*a2

d

2

-a2

2

<

d

<

h

ff

=

ff

xe

ea

xe

As1

Fs1=fyd*As1

a1

Z równowagi momentów względem zbrojenia ściskanego wyznaczamy zbrojenie As1:

∑ M

= N ∗ e − F ∗ e = 0

A

Sd

s 2

1

s

a

s 2

N

∗ e − A ∗ f ∗ d − a = 0

Sd

s 2

1

s

yd

(

2 )

N

∗ e

Sd

s 2

A =

1

s

f

∗ d − a

yd

(

2 )

-2-

ZAKŁAD KONSTRUKCJI BETONOWYCH

2006-05-08

Wykonał: Jacek Sokołowski

3. Jeżeli w którymś z wcześniejszych przypadków A s1<0 to ξ eff > ξ eff,lim, mówimy wtedy o małym mimośrodzie. Zakładamy, że zbrojenie mniej ściskane jest zbędne.

b

αcc*fcd

As2

a2

Fs2=fyd*As2

2

d

ff

N

x

Sd

es

≤

xe

,8

ff

0

,5

t

=

0

Fc=αcc*fcd*Acc,eff

xe

d

ff

=

A

<

eto

cc,eff=xeffb

-a2

xe

x0

h

ff,lim

d=

-a2

xe

ea

x0=

1

2

es

zc

As1

a1

Z równowagi momentów względem A s2 obliczamy zasięg strefy ściskanej:

∑ M

= N ∗ e − F ∗ z = 0

A 2

Sd

s 2

c

c 2

F = ξ ∗ d ∗ b ∗α ∗ f

N

∗ e −α ∗ f ∗ b∗ d ∗ξ ∗ 0,5∗ξ ∗ d − a = 0

c

eff

cc

cd

⇐

Sd

s 2

cc

cd

eff

(

eff

2 )

z = 0,5ξ ∗ d −

a

c

eff

2



a



2

2

2

N

∗ e −α ∗ f ∗ b∗ d ∗0,5∗ξ − ∗ξ  = 0

Sd

s 2

cc

cd

eff

eff



d



a

N

∗ e

2

2

Sd

s 2

0, 5∗ξ

−

∗ξ −

= 0

eff

eff

2

d

α ∗ f ∗ b∗ d

cc

cd

2

 ax + bx + c = 0







2



b

− ± b − 4 ac 

x



=

1,2





2 a



N

∗ e

2

2

a + a + 2

Sd

s

∗

2

2

2

a

 a 

N

∗ e

α ∗ f ∗ b

2

2

2

ξ =

+   + 2

Sd

s

∗

cc

cd

⇒ ξ =

eff

2

d

 d 

α ∗ f ∗ b∗ d

eff

d

cc

cd

-3-

ZAKŁAD KONSTRUKCJI BETONOWYCH

2006-05-08

Wykonał: Jacek Sokołowski

3.1. Jeżeli ξeff,lim< ξeff 1 to: Z sumy rzutów sił na oś X obliczamy As2: N

−ξ ∗ b∗ d ∗α ∗ f

Sd

eff

cc

cd

A =

> A

s 2

s 2,min

f yd

Zbrojenie As1 przyjmujemy konstrukcyjnie: A = A

1

s

1

s ,min

3.2. Jeżeli ξeff >1 to:

b

αcc*fcd

As2

a2

Fs2=fyd*As2

2

d

NSd

es

,50

t

x

~

d

d

-a2

Acc,eff=xeffb

eto

>

d

,8

x0

Fc=αcc*fcd*Acc,eff

0

h

ff

=

=

xe

ea

ffxe

*d,5

1

0

es

~

A

zc

s1

Fs1=fyd*As1

a1

Z równania równowagi momentów względem zbrojenia A s1 wyznaczamy zbrojenie As2

(zbrojenie A s1 uwzględniamy i jest ono ściskane, przybliżamy zc): 2

N

∗ e − 0,5∗ b∗ d ∗α ∗ f Sd

1

s

cc

cd

A =

> A

s 2

f

∗ d − a

yd

(

)

s 2,min

2

Z sumy rzutów sił na oś X obliczamy As1:

N

− b∗ d ∗α ∗ f

Sd

cc

cd

prov

A =

− A

> A

1

s

s 2

1

s ,min

f yd

-4-