3. Характеристика матеріалів балки

Кубикова міцність бетону (за результатами лабораторної роботи № 1 або за окремими випробуваннями бетонних кубів)

R = МПа.

Клас бетону B = R(1 – 1,64υ) = (1)

(за відсутності дослідного значення υ можна прийняти υ = 0,135).

Призмова міцність бетону за результатами випробувань в лабораторній роботі № 1) R_b = МПа.

За відсутності дослідних значень можна прийняти

R_b = R(0,77 – 0,001R) = МПа. (2)

Міцність бетону при розтяганні можна знайти за формулою

= МПа. (3)

Початковий модуль пружності бетону за формулою Роша

= МПа. (4)

Нормативна міцність робочої арматури прийнятого класу

R_s,ser = МПа (приймається згідно норм проектування конструкцій, оскільки в лабораторній роботі випробування зразків арматурних стержнів не виконується).

Модуль пружності арматури E_s = МПа (приймається за нормами).

4. Визначення теоретичної міцності нормального перерізу балки

Руйнівний експериментальний момент визначиться за формулою

M_u,exp = F_u×a = кН*м. (5)

Теоретичний руйнівний згинальний момент визначається за формулою

M_u,teor = R_bbx (h₀ – 0,5x) = кН*м , (6)

де h₀ = h – a_s = см; (7)

x = (R_s,ser A_s) / (b R_b) = см. (8)

Теоретичне руйнівне навантаження на балку

F_u,teor = M_u,teor / a кН. (9)

Відхилення теоретичного значення руйнівного моменту від експериментального

(M_u,teor - M_u,exp) / M_u,exp×100% = . %. (10)

4. Визначення теоретичного короткочасного прогину балки

Прогин балки визначається при умовному експлуатаційному навантаженні F_ser, яке приймається приблизно рівним

F_ser ≈ 0,6 F_u ≈ кН. F_ser = кН. (11)

(рекомендується приймати значення F_ser, яке відповідає ближчому ступеню навантаження).

Згинальний момент при умовному експлуатаційному навантаженні

M_ser = F_ser×a = кН. (12)

При цьому навантаженні в роботі визначається експериментальний прогин f_exp = см.

Згідно з нормами проектування залізобетонних конструкцій теоретичне значення прогину f_teor при експлуатаційному значенні згинаючого моменту для згинальних елементів прямокутного профілю з одинарним армуванням визначається за формулою

= см , (13)

де s – коефіцієнт, який залежить від розрахункової схеми балки та

виду навантаження ( для дослідної балки

= ; (14)

- кривизна балки від короткочасної дії навантаження F_ser, визначається за формулою

= ; (15)

де E_s – модуль пружності арматури;

A_s – площа поперечного перерізу розтягнутої арматури;

h₀ – робоча висота перерізу балки;

ψ_s – коефіцієнт, який враховує роботу розтягнутого бетону на

ділянках з тріщинами і визначається за формулою

= ; (16)

φ_ls – коефіцієнт, який для класу бетону В7,5 і вище при

короткочасній дії навантаження для стержньової арматури

періодичного профілю приймається рівним φ_ls = 1,1;

= , (17)

де R_bt,ser – розрахунковий опір бетону розтяганню при розрахунку

конструкцій за другою групою граничних станів, можна

прийняти R_bt,ser = R_bt = МПа за формулою (3);

W_pl – момент опору приведеного перерізу для крайнього

розтягнутого волокна з урахуванням непружніх деформацій,

який можна визначити за наближеною формулою

= см³; (18)

x – висота стиснутої зони бетону, яка для елементів прямокутного

профілю з одинарною арматурою знаходиться за формулою

x = φ_ζh₀ = см; (19)

= ; (20)

= ; (21)

φ_b1 – коефіцієнт, який для важкого бетону приймається рівним

φ_b1 = 0,85;

φ_b2 – коефіцієнт, що враховує тривалу повзучості бетону, при

короткочасній (нетривалій) дії навантаження приймається

рівний φ_b2 = 1,0;

ψ_b – коефіцієнт, який враховує нерівномірність розподілення

деформацій крайнього стиснутого волокна бетону на ділянці з

тріщинами і приймається для бетонів класів В7,5 і вище рівним

ψ_b = 0,9;

α = E_s / E_b = ;

μ = A_s /(bh₀) = ;

z – віддаль від центра ваги площі перерізу розтягнутої арматури до

точки прикладання рівнодіючої зусиль в стиснутій зоні над

тріщиною, для елементів прямокутного перерізу визначається за

формулою

= см. (22)

Відхилення теоретичного прогину від експериментального

(f_teor – f_exp) / f_exp×100% = %.