Mobilní čerpadlo, cena za hodinu práce, vylití betonu

Návrh železobetonového nosníku
Napětí paprsku při zatížení
Schéma momentu a střihu paprsku při mrtvém a živém zatížení jsou uvedeny níže.

 

Poruchové režimy a zesílení
U betonu se předpokládá, že odolává pouze stlačení, napětí musí být odoláno vyztužením. Zesílení musí být umístěno na straně nosníku, který je napnutý. U jednoduše podporovaného paprsku je napětí ve spodní části paprsku. Pro konzolový konec je napětí v horní části paprsku.      
Střih je na maximu na okraji podpěr. Diagonální smykové trhliny se normálně vyvíjejí blízko podpory. Míchadlo pro smykovou výztuž je obvykle umístěno svisle, aby zachytilo trhlinu. Obvykle jsou blízko podpěry blíže a postupně se rozprostírají směrem ke středu paprsku.     

Konečná pevnost konstrukce ohybových výztuží
Výpočet výztuže
Předpoklad návrhu:

Kmen se distribuuje lineárně po celé sekci.
Beton odolává pouze tlakovému namáhání.
Proto je rozdělení napětí napříč částí paprsku znázorněno níže.

 

Při konečném namáhání 0,003 dosahuje napětí při extrémním vláknu paprsku maximální pevnost betonu f c '. Rozložení tlakových napětí je složitá křivka. Pro účely výpočtu se používá blok napětí 0,85fc 'rozprostřený v hloubce a. Proto celkové tlakové napětí v pravoúhlém paprsku je     

C = 0,85f c 'ab

Kde b je šířka paprsku.

 

V situaci nejvyššího napětí je beton v horní části vystaven stlačení. Tlaková napětí jsou rovnoměrně rozložena v hloubce a. Výsledek tlakového napětí C je umístěn ve vzdálenosti a / 2 od horního povrchu. Tažná síla je zachycena výztužemi ve skutečné vzdálenosti d od horního povrchu. Rovnováhou je tahová síla rovna výsledné kompresi,        

T = A s f y  = C = 0,85f ' c  ab       

kde f y  je mez kluzu výztužné oceli a A s  je plocha oceli. Proto, 

Hloubka zátěžového bloku,

a = A s f y /( 0,85f ' c  b) nebo a = A s f y d / (0,85f' c  bd),

Nechte tedy poměr vyztužení r = As / bd 

A = r f r d / 0.85f‘ c                                                                                   

Nechť m = f y / 0,85f ' c  , a, a = r dm..Nominální momentová síla průřezu,

M n  = C (da / 2)  = 0.85f‘ c  ab (da / 2)

Pak, nominální momentová síla sekce,

M n  = a s f r  (da / 2) = A y f r  (d- r dm / 2) = A y f r  d- s f r  d r m / 2

ACI kód ​​vyžaduje, aby faktorovaný moment,

M u £ f M n  

Kde f = 0,9 je faktor redukce pevnosti pro konstrukci paprsku. Nechť M u = f M n , máme M u = f (A s f y d- A s f y d r m / 2)          

Vydělte obě strany bd 2 , máme M u / f bd = (A s / bd) f y - (A s / bd) f y r m / 2) = r f y - f y r 2 m / 2)      

Nechť R n  = M u / f bd 2 a můžeme rovnici přepsat jako

r 2 (m / 2) - r - R n / f y = 0  

Řešení rovnice, poměr vyztužení,

r  = (1 / m) [1- (1-2mR n / f y ) 1/2 ]

Oblast výztuže je A s  = r bd

Tažné a křehké poruchy, stav vyvážení, maximální a minimální poměr vyztužení
Existují dvě situace, kdy železobetonový nosník selže v důsledku ohybu. Jeden je, když výztužná ocel dosáhne svého meze kluzu, f y . Druhým je, když beton dosáhne maximálního tlakového napětí, f ' c . Když železobetonový nosník selže při získávání oceli, je porucha tažná, protože ocel se může natahovat po dlouhou dobu, než se skutečně zlomí. Když selže v betonu, selhání je křehké, protože beton se zlomí, když dosáhne maximálního napětí.       

Když beton dosáhne svého maximálního napětí ve stejnou dobu, kdy ocel dosáhne napětí, nazývá se rovnovážný stav. Použitím maximálního napětí, 0,003 betonu a předpokládáním lineárního rozdělení napětí v úseku paprsku lze určit poměr výztuže ve vyváženém stavu. Poměr zesílení založený na ACI kódu je   

r b  = (0,85f ' c / f y ) b 1 [87000 / (87000 + f y )] [f' c a f y jsou v psi (lb / in 2 )]               

R b  = (0.85f ' c / f r ) b 1 [600 / (600 + f y )] [f' c a f y jsou v MPa (MN / m 2 )]                       

Kde b 1 = 0,85 pro beton 4 000 psi (30 MPa) a snižte 0,05 na každých 1 000 psi f ' c nad 4 000 psi.  

Pro zajištění tvárné selhání paprsku, ACI kód omezuje maximální poměr výztuže do 0,75 r , b . Na druhé straně, když je množství oceli příliš malé, prut selže, když beton dosáhne své pevnosti v tahu. K zajištění režimu tažné poruchy musí mít minimální množství oceli. Minimální poměr zesílení v ACI kódu je r min = 200 / f y (psi).      

Příklady provedení
Situace :

Jednoduše podepřený železobetonový nosník podporuje rovnoměrné mrtvé a živé zatížení

Konstrukční údaje:

Mrtvé zatížení: 1500 lb / ft

Živé zatížení: 800 lb / ft

Délka paprsku: 20 ft

Šířka paprsku: 16 palců

Hloubka paprsku: 24 palců

Minimální krytí betonu: 1,5 palce

Průměr třmínku 0,5 palce

Pevnost betonu v tlaku: 4000 psi

Pevnost oceli: 60000 psi

Požadavek : Návrhová ohybová výztuž pro ohyb 

Řešení :

1. Vypočítat faktorový moment:

Hmotnost paprsku: W B  = 150 lb / ft x 1,33 ft x 2 ft = 400 lb / ft

Faktorové zatížení: Wu = 1,4 (400 + 1500) +1,7 (800) = 4020 lb / ft

Zapracovány moment: Mu = (4020) (20 2 ) / 8 = 201000 ft-lb

Předpokládejme, že hlavní výztužná tyč má průměr 1 "(# 8 bar)

Efektivní hloubka: d: 24-1,5-0,5-0,5 = 21,5 palce

Faktor: R n  = (201000) (12) / [(0,9) (16) (21,5 2 )] = 362,4 psi,

m = 60000 / [(0,85) (4 000)] = 17,65

Poměr zesílení

r  = (1 / m) (1 až 2 mR n / f y ) 1/2 ) = 0,0064

Minimální poměr vyztužení: r min = 200 / f y = 0,0033 

Maximální poměr vyztužení; r min = (0,75) (0,85f ' c / f y ) b 1 [87000 / (87000 + f y )] = 0,021   

Požadované vyztužení, As = r bd = 2,2 in 2 .

Použijte 4 # 8 barovou plochu výztuže 0,79 in 2 x4 = 2,37 in 2 .

 

Smyková výztuž
 

Smyková pevnost betonu
Přímá střihová tloušťka podle ACI je

f v c  = 0,85 [1,9 Ö f c '2500 r w (V u d / M u )] £ 0,85 (3,5 Ö f c ')                

kde r w ( » 0,002) je poměr vyztužení, V u je faktorové smykové napětí, M u je faktorový moment v kritickém řezu. Nebo      

f v c  = 0,85 (2 Ö f c ‚)   

Požadavky na ACI kód ​​pro smykovou výztuž
Při střižném namáhání v u £ ½ f v c není nutná žádná smyková výztuž.   
Pokud ½ f v c <v u £ f v c , použijte minimální vyztužení   
A v  = 50 bw  s / f y

Kde s je vzdálenost výztuže rouna, f y  je mez kluzu oceli, Av  je plocha průřezu výztuže rouna, bw  je šířka rouna nosníku.

Když f v c <v u , použijte v u £ f (v c + v s ), kde v s je smyková pevnost poskytovaná smykovou výztuží.      
Zesílení výztuh
Smyková síla, která je odolávána smykovým vyztužením, je Vs = (Vu - f V c ). Normálně je třmen rozmístěn svisle ve vzdálenosti, s, pro smykovou výztuž. V účinné hloubky d se pevnost ve smyku poskytované v f y d / s, kde v je plocha třmenu, f y je mez kluzu betonářské oceli. Smyková síla násobená redukčním faktorem f musí být větší než Vs. Proto V s = f (A v f y d / s). Rozestup třmínků se vypočítá jako             

s = ( f A v f y d) / V s

Požadavky ACI kódu pro umístění třmínků jsou následující.

Když ½ f v c <v u £ f v c , maximální s = d / 2 £ 24 in.     
Když f v c <v s £ 4 Ö f c , maximální s = d / 2 £ 24 in.     
Když f v c <v s £ 8 Ö f C , max s = d / 4 £ 12in.     
Příklad designu
Situace :

Navrhněte smykovou výztuž pro nosník v předchozím příkladu

Velikost sloupce podpory: 12 ”x12”

Řešení :

1. Vypočtěte faktorové střih:

Světlá vzdálenost mezi podpěrou, L n  = 19 ft

Smykový faktor V u  = W u L n / 2 = 38,2 kips

Smyková pevnost betonu:

f V c  = 0,85 (2 Ö 4000) db = 37 kips

1/2 f V c  = 18,5 kips

Délka, která nevyžaduje žádné smykové vyztužení, je

L 1  = (L n /  2) ( 18,5/38,2) = 4,6 ft

Vzdálenost od středu paprsku, která vyžaduje minimální vyztužení, je

L 2  = (L n / 2) ( f V c / Vu) = 9,2 ft blízko L n / 2 = 9,5 ft   

Použijte třmen # 3 na plochu třmínku, na plochu z oceli: A v  = 2 (0,11 ve 2 ) = 0,22 ve 2 .

Maximální rozteč, s = (0,22 in 2 ) (60000 psi) / [(50 psi) (16 in)] = 16,5 in

Maximální mezera d / 2 = 10,75 palce   (vláda)

Použití 6 třmeny na 10,75 palce odstupu, s prvním třmenem na 5" .   Celková délka krytu ze třmenů je L s  = (5) (10,75 in) 5 v = 4,9 ft     OK