background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

1/6

 

Ś

CISKANIE MIMO

Ś

RODOWE - ALGORYTM OBLICZE

Ń

 

 

METODA UPROSZCZONA 

 

DU

Ż

Y MIMO

Ś

RÓD   

ξξξξ

eff

 

≤≤≤≤

 

ξξξξ

eff,lim

 

 

 

 
 

2

2

s

yd

s

A

f

F

=

 

 
 

1

1

s

yd

s

A

f

F

=

 

 
 

ef

cd

c

x

b

f

F

.

=

 

 

1. Zało

ż

enie pełnego wykorzystania strefy 

ś

ciskanej 

 

lim

,

eff

eff

ξ

ξ

=

 

 

d

 

x

x

lim

,

eff

lim

,

eff

eff

=

=

ξ

 

 

(

)

(

)

=

+

=

1

lim

,

2

2

1

5

.

0

         

0

s

Ed

eff

c

s

As

e

N

x

d

F

d

d

F

M

 

 

(

)

(

)

1

s

Ed

lim

,

eff

lim

,

eff

cd

2

2

s

yd

e

N

x

5

.

0

d

x

b

f

d

d

A

f

=

+

 

obliczenie pola przekroju zbrojenia 

ś

ciskanego A

s2

 

(

)

(

)

2

yd

lim

,

eff

lim

,

eff

cd

1

s

Ed

2

s

d

d

f

x

5

.

0

d

x

b

f

e

N

A

=

 

je

ż

eli:   

A

s2

 > 0 

background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

2/6

 

 

 

 

A

s2

 



=

yd

Ed

min

s2,

f

N

0.10

 

0.5

A

 

 

 

(

)

d

b

0.002

0.5

 

     

 A

 

A

min

s2,

s2

=

>

, to: 

 

Pole powierzchni zbrojenia rozci

ą

ganego obliczamy z: 

 

 

Rd

Ed

x

N

N

F

=

=

  

  

0

 

 

1

s

yd

s

2

s

yd

lim

,

eff

cd

Ed

A

f

A

f

x

b

f

 

N

+

=

κ

 

 

κ

s

 = 1.0 

 

yd

Ed

2

s

yd

lim

,

eff

cd

1

s

f

 

N

A

f

x

b

f

A

+

=

 

 

je

ż

eli:   

A

s1

>0 , koniec oblicze

ń

 

 

je

ż

eli:   

A

s2

 < 0  

lub 

A

s2

< A

s2,min

  

to: 

2.  Obliczenie x

eff

, przy zało

ż

eniu powierzchni zbrojenia 

ś

ciskanego zbli

ż

onej do minimalnej 

(zbrojenie to wówczas nale

ż

y traktowa

ć

 wył

ą

cznie jako zbrojenie konstrukcyjne): 

 

A

s2

 

 A

s2,min

   i zbrojenie to w obliczeniach nie bierze udziału 

 

A

s2

 = 0 

 

(

)

(

)

=

+

=

1

s

Ed

eff

eff

cd

2

2

s

yd

1

As

e

N

x

5

.

0

d

x

b

f

a

d

A

f

         

0

M

 

 

x

eff

 = ? 

 

Pole powierzchni zbrojenia rozci

ą

ganego obliczamy z: 

 

Rd

Ed

x

N

N

F

=

=

  

  

0

 

 

1

2

 

s

yd

s

s

yd

eff

cd

Ed

A

f

A

f

x

b

f

N

+

=

κ

 

yd

Ed

s

yd

eff

cd

s

f

N

A

f

x

b

f

A

 

2

1

+

=

 

 

je

ż

eli:   

A

s1

>0 i  A

s1

> A

s1,min

 , koniec oblicze

ń

 

background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

3/6

 

 

je

ż

eli:   

A

s1

 < 0 lub A

s1

< A

s1,min

 

to: 

 

ę

dnie oszacowano wielko

ść

 mimo

ś

rodu - obliczenia wykona

ć

 jak dla przypadku 

małego mimo

ś

rodu 

lub 

 

zało

ż

ono zbyt du

ż

e wymiary przekroju poprzecznego - nale

ż

y je zmniejszy

ć

 i 

powtórzy

ć

 obliczenia. 

 

MAŁY MIMO

Ś

RÓD   

ξξξξ

eff

 > 

ξξξξ

eff,lim

 

 

 

 

 

I sposób: 

Zało

ż

enie „czystego małego mimo

ś

rodu” 

 ξ

eff

 = 1.0, czyli w konsekwencji 

κ

s

 = -1.0. 

Obliczenie pola powierzchni zbrojenia 

ś

ciskanego (lub „bardziej 

ś

ciskanego”): 

 

(

)

(

)

=

+

=

1

2

2

1

5

.

0

         

0

s

Ed

w

cd

s

yd

As

e

N

d

d

d

b

f

d

d

A

f

M

 

 

(

)

2

2

1

2

 

5

.

0

d

d

f

d

b

f

e

N

A

yd

cd

s

Ed

s

=

 

je

ż

eli:   

A

s2

 > 0  

A

s2

> A

s2,min,  

to: 

Pole powierzchni zbrojenia „mniej 

ś

ciskanego” obliczamy z: 

 

 

 

 

  

0

1

2

+

=

=

s

yd

s

s

yd

cd

Ed

x

A

f

A

f

d

b

f

N

F

κ

 

yd

s

yd

cd

Ed

s

f

A

f

d

b

f

N

A

2

1

 

=

 

je

ż

eli:   

A

s1

>0 , koniec oblicze

ń

,  

 

zało

ż

enie o tym, 

ż

e cały przekrój jest 

ś

ciskany było poprawne, 

 

Je

ż

eli:   

A

s1

 < A

s1,min

, nale

ż

y przyj

ąć

ż

e A

s1

 

 A

s1,min

 

background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

4/6

 

II sposób: 

Wysoko

ść

 strefy 

ś

ciskanej wylicza si

ę

 z: 

 

(

)

(

)

=

=

2

2

2

1

2

5

.

0

         

0

s

Ed

ef

eff

cd

s

yd

As

e

N

d

x

x

b

f

d

d

A

f

M

,  

przy czym 

lim

,

eff

eff

x

x

>

, nale

ż

y obliczy

ć

  

eff

ξ

  

(uwaga:

yd

yd

s

s

f

f

<

=

κ

σ

1

);  

zakładaj

ą

c A

s1

 zbli

ż

one do min.: 

(

)

(

)

(

)

(

)

[

]

(

)

cd

eff

yd

s

eff

s

Ed

eff

eff

f

d

b

d

d

f

A

e

N

B

B

+

+

+

+

=

2

lim

,

2

1

lim

,

2

lim

,

2

1

1

1

2

ξ

ξ

ξ

ξ

 

(

)

(

)

cd

eff

yd

s

f

d

b

d

d

f

A

d

d

B

=

2

lim

,

2

1

1

1

2

ξ

 

d

x

d

x

eff

eff

eff

eff

=

=

ξ

ξ

 

Obliczenie pola powierzchni zbrojenia 

ś

ciskanego z: 

(

)

(

)

=

+

=

1

2

2

1

5

.

0

         

0

s

Ed

eff

eff

cd

s

yd

As

e

N

x

d

x

b

f

d

d

A

f

M

  

 

(

)

(

)

2

1

2

5

.

0

d

d

f

x

d

x

b

f

e

N

A

yd

eff

eff

cd

s

Ed

s

=

 

 

Obliczenie pola powierzchni zbrojenia rozci

ą

ganego, lub mniej 

ś

ciskanego z: 

 

 

 

  

0

1

1

2

2

+

=

=

s

yd

s

s

yd

eff

w

cd

Ed

x

A

f

A

f

x

b

f

N

F

κ

 

Obliczenie stopnia wykorzystania zbrojenia rozci

ą

ganego (lub mniej 

ś

ciskanego) 

κ

s

 z wzoru: 

(

)

1

1

1

2

lim

,

=

eff

eff

s

ξ

ξ

κ

 

1

2

2

1

 

 

yd

s

s

yd

eff

w

cd

Ed

s

f

A

f

x

b

f

N

A

κ

+

+

=

 

 

Je

ż

eli w obu przypadkach A

s1

< 0, nale

ż

y przyj

ąć

 zbrojenie konstrukcyjne: 

A

s1

  =  A

s2

 

  0.5  A

s,min

  przy 

ś

ciskaniu,  lub  zmniejszy

ć

  wymiary  przekroju  poprzecznego 

elementu. 

background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

5/6

 

OKRE

Ś

LENIE NO

Ś

NO

Ś

CI PRZEKROJU 

Dane: 

A

s1

, A

s2

, wymiary przekroju poprzecznego elementu oraz mimo

ś

ród e. 

Szukane: 

No

ś

no

ść

 N

Rd

 przekroju = ? 

 

No

ś

no

ść

 N

Rd

 okre

ś

la si

ę

 z równania sumy rzutów sił na o

ś

 podłu

ż

n

ą

 elementu: 

 

 

          

;

 

       

  

0

=

=

Rd

Ed

x

N

N

F

 

 

2

1

 

s

yd

s

yd

s

cd

eff

Rd

A

f

A

f

d

b

f

N

+

=

κ

ξ

 

Wst

ę

pnie  nale

ż

y  zało

ż

y

ć

  przypadek  du

ż

ego  mimo

ś

rodu  (

κ

s

=1.0),  (lub  je

ś

li  poło

ż

enie  siły 

Ed

N

 

jest zadane, z tego poło

ż

enia nale

ż

y wywnioskowa

ć

 jaki to jest mimo

ś

ród). 

 

Poszukiwanie poło

ż

enia osi oboj

ę

tnej: 

 

z  

=

        

0

Ed

N

M

 

0

5

.

0

2

A

f

 

2

2

1

s1

yd

=

+

s

s

yd

eff

eff

cd

s

e

A

f

x

h

e

x

b

f

e

 

 

x

eff

 = ? 

je

ż

eli 

lim

,

eff

eff

eff

d

x

ξ

ξ

=

 

 

poczynione zało

ż

enie jest prawdziwe – przekrój 

ten jest 

ś

ciskany z du

ż

ym mimo

ś

rodem, zatem obliczon

ą

 warto

ść

 x

eff

 nale

ż

y wstawi

ć

 do wzoru 

na N

Rd

 

Je

ż

eli 

lim

,

eff

eff

eff

d

x

ξ

ξ

>

=

 

 

poczynione  zało

ż

enie  nie  jest  prawdziwe  – 

przekrój ten jest 

ś

ciskany z małym mimo

ś

rodem, zatem z: 

 

=

0

Ed

N

M

 wylicza si

ę

 x

eff

 

0

5

.

0

2

A

f

2

2

1

s1

yd

s

=

+

+

s

s

yd

eff

tot

eff

cd

s

e

A

f

x

h

e

x

b

f

e

κ

 

podstawiaj

ą

c: 

 

(

)

1

1

1

2

lim

,

eff

eff

s

=

ξ

ξ

κ

  oblicza si

ę

 

ξ

ef

 oraz 

d

x

eff

eff

=

ξ

 

background image

 Ćwiczenia z konstrukcji betonowych                        Algorytm – ściskanie  mimośrodowe i nośność 

 

2013-01-18 

dr inż. Krystyna WRÓBEL

 

6/6

 

(

)

0

2

2

1

1

1

2

2

2

1

1

lim

,

=

+





+



s

s

yd

eff

tot

eff

cd

s

s

yd

eff

eff

e

A

f

d

h

e

d

b

f

e

A

f

ξ

ξ

ξ

ξ

 

 

Je

ś

li 

ξ

eff 

< 1, obliczy

ć

 N

Rd

 np. z 

=

  

0

x

F

wstawiaj

ą

c wyliczone 

ξ

eff

Je

ś

li 

ξ

eff 

 1, obliczy

ć

 N

Rd

 wstawiaj

ą

ξ

eff

= 1.0.