background image

1. Dane do projektowania

dane materiałowe:

·

beton C20/25:

fcd

13.3 MPa

=

fck

20.0 MPa

=

fctm

2.2 MPa

=

fctd

1.0 MPa

=

εcu

0.0035

=

ρc

25.0

kN

m

3

=

gatunek stali zbrojenia: B500SP

fyk

500 MPa

=

fyd

420 MPa

=

Es

200 GPa

=

klasa ekspozycji: X0

·

cmin

10 mm

=

Δc

5 mm

=

ustalenie odległości zbrojenia od krawędzi przekroju:

·

- średnica prętów zbrojenia głównego:

ϕ

20 mm

=

- pole powierzchni przekroju pręta zbrojenia głównego:

π ϕ

2

4

3.142 cm

2

=

=

- średnica strzem ion:

ϕ2

8 mm

=

- określenie grubości otuliny:

cnom

max

ϕ cmin

(

)

Δc

+

25 mm

=

=

- odległość środka zbrojenia od krawędzi przekroju:

a1

cnom ϕ2

+

ϕ

2

+

25 mm

8 mm

+

20 mm

2

+

=

=

a1 43 mm

=

2. Przyjęcie wymiarów przekroju poprzecznego

- wysokość półki:

hf 0.08 m

=

- wysokość przekroju:

h

0.65 m

=

- szerokość przekroju:

bw

0.35 m

=

- szerokość półki:

beff

bw 8 hf

+

0.35 m

8

0.08 m

(

)

+

=

=

beff 0.99 m

=

- pole powierzchni przekroju:

Ac

h bw

hf beff bw

-

(

)

+

0.65 m

0.35 m

(

)

0.08 m

0.99 m

0.35 m

-

(

)

+

=

=

Ac 0.279 m

2

=

3. Geometria belki

- rozpiętość w świetle belki:

ln 6.85 m

=

- długość oparcia belki na podporze:

t

0.3 m

=

=> 

an

0.5 t

0.15 m

=

=

- rozpiętość efektywna belki:

leff

ln 2 an

+

6.85 m

2

0.15 m

(

)

+

=

=

leff 7.15 m

=

- rozstawy poprzeczne belek stropowych:

ba 2.45 m

=

background image

4. Zestawienie obciążeń, wyznaczenie wartości sił wewnętrznych

- obciążenie użytkowe i obciążenie warstwami podłogi (wartość obliczeniowa):

qd Δgd

+

70.5

kN

m

=

- obciążenie ciężarem własnym  belki (wartość obliczeniowa), przy:

γf

1.1

=

gd

γf ρc

Ac

1.1

25.0

kN

m

3





0.279 m

2

(

)

=

=

gd 7.673

kN

m

=

- obciążenie sum aryczne:

pd

qd Δgd

+

gd

+

78.173

kN

m

=

=

- wyznaczenie wartości sił wewnętrznych:

MSd

pd leff

2

8

78.173

kN

m

7.15 m

(

)

2

8

=

=

p

d

leff

MSd 499.5 kN m

=

VSd

pd leff

2

78.173

kN

m

7.15 m

(

)

2

=

=

VSd 279.5 kN

=

5. Zbrojenie na zginanie - przekrój przęsłowy

5.1. Wymiarowanie zbrojenia

- m aksymalny mom ent w obliczanym przekroju:

MSd 499.5 kN m

=

- odkształcenie stali odpowiadające obliczeniowej granicy plastyczności:

εs

fyd

Es

2.1

10

3

-

=

=

- graniczna wartość względnej, 
  efektywnej wysokości ściskanej strefy przekroju betonu:

ξeff.lim

0.8

εcu

εcu εs

+





0.5

=

=

- określenie użytecznej wysokości przekroju:

d

h

a1

-

0.65 m

43 mm

-

=

=

d

0.607 m

=

- graniczna wartość S

c.lim

:

Sc.lim

ξeff.lim 1 0.5 ξeff.lim

-

(

)

0.5

1

0.5 0.5

-

(

)

=

=

Sc.lim

0.375

=

- graniczna, efektywna wysokość ściskanej strefy przekroju betonu:

xeff.lim

ξeff.lim d

0.5

0.607 m

(

)

=

=

xeff.lim

0.304 m

=

- m oment przenoszony przez półkę:

MSd.f

fcd beff

hf

d

0.5 hf

-

(

)

13.3 MPa

0.99 m

(

)

0.08 m

(

)

0.607 m

0.5

0.08 m

(

)

-

[

]

=

=

MSd.f 597.255 kN m

=

- sprawdzenie warunku:

MSd 499.5 kN m

=

<

MSd.f 597.255 kN m

=

background image

- ponowne obliczenia przekroju:

- określenie współczynnika Sc:

Sc

MSd

fcd beff

d

2

499.5 kN

m

13.3 MPa

0.99 m

(

)

0.607 m

(

)

2





=

=

Sc 0.103

=

<

Sc.lim 0.375

=

- względna, efektywna wysokość ściskanej strefy przekroju betonu:

ξeff

1

1

2Sc

-

-

1

1

2 0.103

-

-

=

=

ξeff 0.109

=

<

ξeff.lim 0.5

=

- efektywna wysokość ściskanej strefy przekroju betonu:

xeff

ξeff d

0.109

0.607 m

(

)

=

=

xeff 0.066 m

=

<

xeff.lim 0.304 m

=

- potrzebna ilość zbrojenia podłużnego:

As1req

fcd beff

xeff

fyd

13.3 MPa

0.99 m

(

)

0.066 m

(

)

420 MPa

(

)

=

=

As1req 20.691 cm

2

=

- określenie liczby prętów:

n

As1req

6.585

=

=

przyjęto:

n

7

=

- pole powierzchni przyjętego zbrojenia:

As1prov

n Aϕ

7

3.142 cm

2

(

)

=

=

As1prov 21.994 cm

2

=

5.2. Sprawdzenie poprawności przyjęcia zbrojenia 

Pręty zostaną rozmieszczone w dwóch rzędach.

- liczba prętów w pierwszym rzędzie:

n1

5

=

- liczba prętów w drugim  rzędzie:

n2

2

=

- odległość środka zbrojenia od krawędzi przekroju:

a1prov

n1 cnom ϕ2

+

ϕ

2

+

n2 cnom ϕ2

+

ϕ

+

20mm

+

ϕ

2

+

+

n

54 mm

=

=

- użyteczna wysokość przekroju:

dprov

h

a1prov

-

0.65 m

54 mm

-

=

=

dprov 0.596 m

=

As1prov 21.994 cm

2

=

>

0.26

fctm

fyk

bw

dprov

2.386 cm

2

=

As1prov 21.994 cm

2

=

>

0.0013 bw

dprov

2.712 cm

2

=

Warunki zostały spełnione, zatem w przekroju ostatecznie przyjęto 7ϕ20mm.

background image

5.3. Sprawdzenie warunku SGN 

- stopień zbrojenia podłużnego w rozważanym przekroju:

ρL

As1prov

bw dprov

1.05 %

=

=

- użyteczna wysokość przekroju:

dprov 0.596 m

=

=>

d

dprov 0.596 m

=

=

- graniczna, efektywna wysokość ściskanej strefy przekroju betonu:

xeff.lim.prov

ξeff.lim d

0.5

0.596 m

(

)

=

=

xeff.lim.prov 0.298 m

=

- efektywna wysokość strefy ściskanej przekroju betonu:

xeff.prov

fyd As1prov

fcd beff

420 MPa

21.994 cm

2

(

)

13.3 MPa

0.99 m

(

)

[

]

=

=

xeff.prov 0.07 m

=

<

xeff.lim.prov 0.298 m

=

xeff

xeff.prov 0.07 m

=

=

- nośność przekroju na mom ent zginający:

MRd

fcd beff

xeff

d

0.5xeff

-

(

)

13.3 MPa

0.99 m

(

)

0.07 m

(

)

0.596 m

0.5

0.07 m

(

)

-

[

]

=

=

MRd 517.068 kN m

=

- sprawdzenie warunku nośności:

MSd 499.5 kN m

=

<

MRd 517.068 kN m

=

MSd

MRd

0.966

=

Warunek nośności został spełniony, nośność przekroju jest zapewniona

6. Zbrojenie na ścinanie - przekrój podporowy

- maksymalna siła ścinająca:

VSd 280 kN

=

- siła podłużna w przekroju:

NSd

0 kN

=

Obliczenia dla przekroju zbrojonego pionowym i strzem ionami.

Gatunek stali strzemion: St3S

fywd1

210 MPa

=

- współczynnik przyczepności dla prętów gładkich:

μ

1.0

=

- przyjęta średnica strzem ion:

ϕ2 8 mm

=

- przyjęta liczba ram ion strzem ion:

nw1

4

=

- graniczne rozwarcie rysy:

wlim

0.3 mm

=

- użyteczna wysokość przekroju:

d

0.596 m

=

z

0.9 d

0.54 m

=

=

- ilość zbrojenia podłużnego w rozważanym przekroju:

As1prov 21.994 cm

2

=

- stopień zbrojenia podłużnego w rozważanym przekroju:

ρL 1.05 %

=

- określenie współczynnika k:

m

1 m

=

k

1.6

d

m

-

1.004

=

=

- współczynnik efektywności ν: ν

0.6

1

fck

250 MPa

-

0.552

=

=

- powierzchnia przekroju betonu:

Ac 0.279 m

2

=

background image

- naprężenia w betonie od siły podłużnej:

σcp

NSd

Ac

0 MPa

=

=

- nośność przekroju na siłę ścinającą:

- nośność przekroju niezbrojonego na ścinanie z uwagi na naprężenia rozciągające w betonie:

VRd1

0.35 k

fctd

1.2

40

ρL

+

(

)

0.15

σcp

+





bw

d

=

VRd1

0.35 1.004

1.0

MPa

1.2

40 1.05

%

+

(

)

0.15 0.0

kN

+

[

] 0.35

m 0.596

m

=

VRd1 118.7 kN

=

- nośność ściskanych krzyżulców betonowych:

VRd2

0.5

ν

fcd

bw

z

=

VRd2

0.5 0.552

13.3

MPa 0.35

m 0.54

m

=

VRd2 693.8 kN

=

- sprawdzenie warunku nośności:

VSd 280 kN

=

>

VRd1 118.7 kN

=

=> zatem jest potrzebne zbrojenie poprzeczne

VSd 280 kN

=

<

VRd2 693.8 kN

=

- określenie długości odcinka ścinania:

lvA

0.5 leff

VSd VRd1

-

(

)

VSd

=

lvA

0.5 7.15

m

279.5kN

118.7kN

-

(

)

279.5kN

2.057 m

=

=

lvA 2.057 m

=

2 z

1.08 m

=

=> dzielę odcinek na 2 równe części

c

lvA

2

1.028 m

=

=

1.0 <

ctgθ

c

z

1.90

=

=

2.0

- obliczenia dla odcinka lvA1:

- powierzchnia przekroju jednego strzemiona:

Asw1

π ϕ2

2

nw1

4

π

8 mm

(

)

2

4

4

=

=

Asw1 2.011 cm

2

=

- założenie nośności przekroju zbrojonego strzem ionami:

VRd3

VSd 280 kN

=

=

- wym agany rozstaw strzemion:

s1A1

Asw1 fywd1

z

ctgθ

VRd3

=

s1A1

2.011cm

2

210

MPa 0.54

m 1.9

280.0kN

0.155 m

=

=

przyjęto:

s1A1

0.1 m

=

background image

- sprawdzenie stopnia zbrojenia strzemionam i:

ρw1

Asw1

s1A1 bw

0.575 %

=

=

>

ρw.min

0.08

fck MPa

fyk

0.072 %

=

=

warunek spełniony

- sprawdzenie warunku stanu granicznego zarysowania:

- siła poprzeczna w przekroju:

VSd.lv1

VSd 279.5 kN

=

=

- graniczna wartość siły poprzecznej, odpowiadającej dopuszczalnej rozwartości rysy W

lim

=0.3mm :

Vw.lim

bw d

ρw1

3

4

wlim

Es

fck

1

μ ϕ2

=

Vw.lim

0.35m 0.596

m 0.575

%

3

4

0.0003

m 200

GPa 20.0

MPa

1

1.0 8

 mm

=

Vw.lim 402.308 kN

=

- sprawdzenie warunku:

VSd.lv1 279.5 kN

=

<

Vw.lim 402.308 kN

=

Warunek stanu granicznego zarysowania został spełniony

- obliczenia dla odcinka lvA2:

- określenie rzędnej dla analizowanego przekroju:

lv2

c

1.028 m

=

=

- określenie wartości siły w przekroju:

VSd.lv2

VSd 0.5 leff

c

-

(

)

0.5 leff

279.5 kN

0.5

7.15 m

(

)

1.028 m

-

[

]

0.5

7.15 m

(

)

[

]

=

=

VSd.lv2 199.1 kN

=

- powierzchnia przekroju jednego strzemiona:

Asw1 2.011 cm

2

=

- założenie nośności przekroju zbrojonego strzem ionami:

VRd3

VSd.lv2 199.1 kN

=

=

- wym agany rozstaw strzemion:

s1A2

Asw1 fywd1

z

ctgθ

VRd3

=

s1A2

2.011cm

2

210

MPa 0.54

m 1.9

199.1kN

0.218 m

=

=

przyjęto:

s1A2

0.2 m

=

- sprawdzenie stopnia zbrojenia strzemionam i:

ρw1

Asw1

s1A2 bw

0.287 %

=

=

>

ρw.min

0.08

fck MPa

fyk

0.072 %

=

=

warunek spełniony

- sprawdzenie warunku stanu granicznego zarysowania:

- siła poprzeczna w przekroju:

VSd.lv2 199.1 kN

=

- graniczna wartość siły poprzecznej, odpowiadającej dopuszczalnej rozwartości rysy W

lim

=0.3mm :

Vw.lim

bw d

ρw1

3

4

wlim

Es

fck

1

μ ϕ2

=

background image

Vw.lim

0.35m 0.596

m 0.287

%

3

4

0.0003

m 200

GPa 20.0

MPa

1

1.0 8

 mm

=

Vw.lim 200.804 kN

=

- sprawdzenie warunku:

VSd.lv2 199.1 kN

=

<

Vw.lim 200.804 kN

=

Warunek stanu granicznego zarysowania został spełniony

Przyjęto rozstawy strzemion na wymaganym odcinku ścinania równe 0.1m oraz 0.2m.

- dodatkowe sprawdzenie nośności obliczonego zbrojenia podłużnego przy podporze:

VSd 279.5 kN

=

MSd

0.0 kN

m

=

ctgθ 1.9

=

z

0.54 m

=

- sumaryczna siłą rozciągająca:

Ftd

MSd

z

0.5 VSd

ctgθ

+

0.0 kN

m

0.54 m

(

)

0.5

279.5 kN

(

)

1.9

+

=

=

Ftd 265.5 kN

=

- ilość zbrojenia podłużnego w rozważanym przekroju:

AsL

4

π

ϕ

( )

2

4

12.566 cm

2

=

=

- sprawdzenie warunku nośności przyjętego zbrojenia:

Ftd 265.525 kN

=

<

AsL fyd

527.788 kN

=

warunek spełniony

7. Szkic rozmieszczenia prętów w przekroju