5. Obliczenia statyczno – wytrzymałościowe belki
Dane:
Beton B 20 , ;
Stal A-IIIN ;
Pręty zbrojeniowe ;
5.1. Wyznaczenie teoretycznego momentu i siły niszczącej:
1) ;
2)
Teoretyczna siła niszcząca:
5.2. Obliczenie siły poprzecznej, jaką jest w stanie przenieść przekrój nie zbrojony ze względu na ścianie.
Odcinek I rodzaju:
Ze względu na cel ćwiczenia – dominujący wpływ na pracę belki ma efekt ścinania – zastosowano jedynie cztery strzemiona plus dwa dodatkowe na każdej podporze wynikające z wymaganej długości zakotwienia.
Zbrojenie na podporze musi być zakotwione przy bezpośrednim podparciu na docisk 2/3 lbd.
Przyjęcie dwóch dodatkowych strzemion w strefie przypodporowej było konieczne, gdyż niemożliwe jest tak długie zakotwienie jakie powinno być zastosowane, co udowodniają poniższe obliczenia:
Wymagana długość zakotwienia na podporze jest większa niż długość wystającej belki poza podporę (10cm), dlatego zastosowano dwa dodatkowe strzemiona nad każdą z podpór.
Rys. 5-1 Przyjęty rozstaw strzemion w belce
6. Rzeczywiste wytrzymałości zastosowanych materiałów
6.1. Beton
Tab. 6-1 Wyniki badań kostek betonowych i ich wytrzymałości na ściskanie
Lp.
Nr próbki
Wymiary [cm]
Pole powierzchni [cm2]
Siła niszcząca [kN]
Wytrzymałość kostki [MPa]
1
2
3
4
I
II
III
IV
15,8 x 15,1
15,6 x 15,0
238,6
234,0
559,4
522,9
561,2
581,3
23,45
22,35
23,52
24,36
∑ = 93,68[Mpa]
Średnia wytrzymałość kostek:
Wytrzymałość gwarantowana betonu użytego do wykonania belki:
Do obliczeń przyjęto mniejszą z ww. wartości:
Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że beton odpowiada klasie B15, choć wartość wytrzymałości gwarantowanej betonu, z którego wykonane są kostki, jest bliska klasie B20, na którą projektowaliśmy.
Pozostałe parametry betonu:
Wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie:
Wytrzymałość średnia betonu na ściskanie:
Średnia wytrzymałość betonu na rozciąganie:
Charakterystyczna wytrzymałość betonu na rozciąganie:
6.2. Stal
2 pręty φ10mm As1=1,57cm2 (stal A-III N)
Rzeczywista średnica pręta:
ρ=7850 kg/m3
m=215,6g
l=348mm
Rzeczywista granica plastyczności stali:
Wg tab. 3 w PN-B-03263:2002 fyk dla stali A-IIIN wynosi 490MPa – 20G2VY-b lub 500MPa – RB 500 i RB 500 W. Stal zastosowana do zbrojenia belki żelbetowej – również stal A-IIIN – posiada doświadczalnie zmierzoną charakterystyczną graniće plastyczności fyk równą 544,22MPa. Taką też wytrzymałość stali na rozciąganie będziemy przyjmować do dalszych obliczeń.
maxtvn