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 l_bd.

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 [cm^2]	Siła niszcząca [kN]	Wytrzymałość kostki [MPa]
1 2 3 4	I II III IV	15,8 x 15,1 15,6 x 15,0 15,8 x 15,1 15,8 x 15,1	238,6 234,0 238,6 238,6	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 A_s1=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 f_yk 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 f_yk równą 544,22MPa. Taką też wytrzymałość stali na rozciąganie będziemy przyjmować do dalszych obliczeń.

---