2.10.2.2. Розрахунок на міцність нормальних перерізів на дію згинального моменту

Такі розрахунки виконують на стадіях: експлуатації, транспортування і монтажу. Розрахунок носить перевірочний характер. Задаються параметри перерізу (опалубні розміри, армування, рівень попереднього напруження з урахуванням його втрат для кожної розглядуваної стадії). Визначається граничний момент , що витримує переріз, і порівнюється з розрахунковим моментом , тобто з найбільшим моментом, отриманим при розрахунку зусиль, що виникають від всіх видів розрахункових навантажень і впливів. Має задовольнятися умова

(2.14)

Площу попередньо напруженої арматури рекомендується орієнтовно визначати за формулою

, (2.15)

де М — розрахунковий згинальний момент; — розрахунковий

опір даного класу попередньо напруженої арматури; — відстань від верхньої грані балки до центра ваги площі перерізу розтягнутих арматур (приймається орієнтовно рівною ; – повна висота перерізу); висота стиснутої полиці двотаврового перерізу або зведеного до нього; 1,1 – орієнтовний поправочний коефіцієнт, що враховує можливість наявності арматури в стиснутій зоні й можливість розташування нейтральної осі в межах ребра.

Площі й розташування стиснутої напруженої і ненапруженої арматур, а також розтягнутої ненапруженої арматури призначаються на основі конструктивних міркувань.

Граничний момент визначають з рівняння моментів відносно центра розтягнутої арматури (рис. 2.27):

(2.16)

В рівнянні (2.16) – попередні напруження в арматурі з врахуванням втрат, що відповідають розглядуваній стадії і з коефіцієнтом надійності щодо навантаження ; МПа; якщо , то приймається .

Висота стиснутої зони визначається з рівняння проекцій на поздовжню вісь елемента

. (2.17)

Залежно від значення визначають розрахунковий випадок (перший чи другий). Для цього спочатку обчислюють напруження , що виникають в розтягнутій арматурі від зовнішнього навантаження (без врахування попереднього напружування):

, (2.18)

де та – нормативні опори бетону і ненапружуваної арматури.

Рис. 2.27. Напружений стан у нормальному перерізі попередньо напруженого залізобетонного елемента, що працює на згинання

Якщо виявиться, що для напружуваної стержньової арматури , для напружуваної дротової арматури і для ненапружуваної арматури , то має місце перший випадок згину (міцність елемента характеризується досягненням розтягнутою арматурою її розрахункового опору). Тут – попереднє напруження в арматурі з врахуванням усіх втрат. У цьому випадку в рівняння (2.17) підставляють

. (2.19)

Якщо при цьому значення виходить більшим за , то треба прийняти .

Якщо виявиться, що для напружуваної стержньової арматури , для напружуваної дротової арматури і для ненапружуваної арматури , то має місце другий випадок згину (міцність елемента характеризується досягненням бетону стиснутої зони його розрахункового опору). У цьому випадку в рівняння (2.17) підставляють

, (2.20)

тут – для ненапружуваної арматури; – для напружуваної стержньової арматури; – для напружуваної дротової арматури.

Якщо при обчисленнях за формулою (2.18) виявиться, що для ненапружуваної арматури , а для напружуваної (для дротової арматури ), то у вираз (2.17) підставляють

. (2.21)

При , а також при у всі формули замість підставляють .

Якщо з урахуванням стиснутої арматури висота стиснутої зони , то розрахунок виконують з урахуванням усієї площі ; якщо з урахуванням стиснутої арматури , а без її урахування , то граничний згинальний момент визначають за формулою

; (2.22)

якщо без врахування стиснутої арматури , то розрахунок виконують як для елементів з одиничною арматурою.