5.2.1. Железобетонные траверсы с одиночной арматурой
В этом случае
считается, что предельное состояние
наступает, когда внутренние продольные
усилия в растянутой стальной арматуре
достигают величины, соответствующей
пределу текучести материала
(рис.
33)
.
(5.4)
Рис.33. Расчетная схема железобетонной балки с одиночной арматурой
Одновременно,
такому усилию в стальной арматуре будет
соответствовать прямоугольная эпюра
напряжений в сжатом бетоне, т.е. когда
в процессе роста нагрузки в результате
ползучести бетона напряжения выровняются
и достигнут предела текучести
.
Соответственно усилие в бетоне будет
определяться
.
(5.5)
При расчете на прочность определяют допускаемую величину изгибающего момента в железобетонной балке (траверсе).
Рассмотрим
равновесие отсеченной части железобетонной
балки, к которой приложен внешний
изгибающий момент
.
Определим сумму моментов относительно
точки
,
которую поместим в поперечном сечении
на линии действия продольной силы
в арматуре.
(5.6)
.
(5.7)
Несущая способность железобетонной балки обеспечивается, если внешний момент не превысит величины предельного момента внутренних сил.
(5.8)
Для элемента прямоугольного сечения (рис. 33)
.
(5.9)
Положение нейтральной оси и площадь сжатой зоны определяются из условия равенства нулю продольных сил
.
.
(5.10)
5.2.2. Железобетонные траверсы с двойной арматурой
Железобетонные балки с двойной арматурой применяют в том случае, когда изгибающий момент по длине балки меняет знак, т.е. растянутые волокна будут находиться как в верхней, так и в нижней частях балки (рис. 34).
Рис.34. Расчетная схема железобетонной балки с двойной арматурой
В этом случае условие прочности можно также получить из условия равенства моментов относительно точки
,
(5.11)
где
– расчетное
сопротивление стали арматуры сжатию;
- площадь сечения
сжатой арматуры.
Положение нейтральной оси и площадь сжатой зоны определяются из условия равенства нулю продольных сил
(5.12)
5.3 Расчет стальных балочных конструкций опор и эстакад.
На практике наиболее часто встречаются два варианта конструкций:
прокатные балки;
сварные двутавровые балки (составные).
Прокатные балки применяют, как правило, для перекрытия небольших пространств конструктивными элементами. Их несущая способность ограничена номенклатурой выпускаемых прокатных профилей.
В сравнении с составными балками, прокатные балки обладают рядом особенностей:
они более металлоемки;
менее трудоемки в изготовлении;
более надежны в эксплуатации;
отсутствие сварных швов в области контакта полок со стенкой существенно снижает концентрацию напряжений и возможность возникновения начальных дефектов.