Wysokość użyteczna przekroju żelbetowego

Wysokość użyteczna przekroju żelbetowego

Na początku przybliżmy sobie pojęcie wysokości użytecznej przekroju żelbetowego.

Wysokość użyteczna przekroju płyty żelbetowej pracującej jednokierunkowo

\(d=h-a_1=h-(c_{nom}+\frac{1}{2}\phi)\)

gdzie:

\(d\)  - wysokosć użyteczna przekroju

\(h\)  - wysokość przekroju

\(a_1\)  - odległość od krawędzi rozciąganej przekroju do środka ciężkości zbrojenia rozciąganego

\(a_1=c_{nom}+\frac{1}{2}\phi\)

\(c_{nom} \)  - otulina zbrojenia

\(\phi\)  - średnica pręta głównego

Wysokość użyteczna przekroju płyty żelbetowej pracującej dwukierunkowo

\(d_x=h-a_{1,x}=h-(c_{nom}+\frac{1}{2}\phi_x)\)

\(d_y=h-a_{1,y}=h-(c_{nom}+\phi_x+\frac{1}{2}\phi_y)\)

gdzie:

\(d_x\)  - wysokosć użyteczna przekroju po kierunku x

\(dy\)  - wysokosć użyteczna przekroju po kierunku y

\(h\)  - wysokość przekroju

\(a_{1,x}\)  - odległość od krawędzi rozciąganej przekroju do środka ciężkości zbrojenia rozciąganego po kierunku x

\(a_{1,x}=c_{nom}+\frac{1}{2}\phi_x\)

\(a_{1,y}\)  - odległość od krawędzi rozciąganej przekroju do środka ciężkości zbrojenia rozciąganego po kierunku y

\(a_{1,y}=c_{nom}+\phi_x+\frac{1}{2}\phi_y\)

\(c_{nom} \)  - otulina zbrojenia

\(\phi_x\)  - średnica pręta głównego po kierunku x

\(\phi_y\)  - średnica pręta głównego po kierunku y

Wysokość użyteczna przekroju belki i słupa żelbetowego

\(d=h-a_1=h-(c_{nom}+\phi_{st}+\frac{1}{2}\phi)\)

gdzie:

\(a_1\)  - odległość od krawędzi rozciąganej przekroju do środka ciężkości zbrojenia rozciąganego

\(a_1=c_{nom}+\phi_{st}+\frac{1}{2}\phi\)

\(c_{nom} \)  - otulina zbrojenia

\(\phi_{st}\)  - średnica strzemiona

\(\phi\)  - średnica pręta głównego

\(d\)  - wysokosć użyteczna przekroju

\(h\)  - wysokość przekroju

Ustalanie położenia strefy ściskanej i rozciąganej

Kluczowe przy określaniu wartości wysokości użtecznej jest ustalenie położenia strefy ściskanej i rozciąganej w przekroju – a więc tego, gdzie znajdują się skrajne włókna ściskane, a gdzie rozmieścić zbrojenie rozciągane. Aby skutecznie Wam to zobrazować posłużę się schematem statycznym płyty (belki) ciągłej dwuprzęsłowej.

Po wykonaniu obliczeń statycznych otrzymałem wykres momentów zginającego przedstawiony na poniższym rysunku,

Na podstawie wykresu momentu zginającego odczytamy loklizację strefy ściskanej i rozciąganej  przekroju żelbetowego belki, czy płyty. Zgodnie z zasadą rysowania wykresu momentu zginającego ustroju, wykres momentu rysujemy po stronie włókien rozciąganych. W związku z czym strefa rozciągana znajduje się po stronie narysowanego momentu, a strefa ściskana po przeciwnej.

Przykład

Oblicz wysokość użyteczną belki żelbetowej  o następujących parametrach:

• wysokość belki:  \(h=60cm\)

• szerokość belki:  \(b=25cm\)

• otulina zbrojenia:  \(c_{nom}=3cm\)

• średnica strzemiona:  \(\phi_{st}=8mm\)

• średnica pręta głównego:  \(\phi=16mm\)

Obliczenia:

\(d=h-a_1=h-(c_{nom}+\phi_{st}+\frac{1}{2}\phi)=60-(3+0,8+\frac{1}{2}\times 1,6)=55,4cm\)

Wysokosć użyteczna przekroju belki żelbetowej wynosi 55,4cm.

Literatura:
[1] PN-EN 1992-1-1 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1  Reguły ogólne i reguły dla budynków, PKN, 2008