Ultimate moment analysis is the basis for reinforced concrete design in most
countries. In the United States, the method for computing the ultimate moment
is prescribed by the American Concrete Institute (ACI) Code 318-08.
The codes of other countries are similar, di¤ering mainly in minor details.
Here we discuss a simplified description of the method of analysis based
upon ACI Code 318-08. For the sake of brevity, we limit our discussion
to beams made of ‘‘moderate’’ strength concrete and ‘‘medium-strength’’
reinforcing bars, materials that are commonly used in construction.
As shown in the stress-strain diagram in Fig. 9.5, moderate-strength
concrete typically has an ultimate compressive strength of about 4000 psi,
which corresponds to a strain of approximately 0.0012. However, experience
shows that the concrete stays intact well beyond this magnitude of strain,
and does not crush until the strain reaches 0.003.
The stress-strain diagram of the steel used in moderate-strength
reinforcement (grade 60 steel bars) is shown in Fig. 9.6. These bars are perfectly
elastic up to the yield stress of 60 ksi. When deformed beyond the
yield strain of approximately 0.002, some strain hardening takes place,
which is ignored in the analysis. In other words, the reinforcement is idealized
as an elastic, perfectly plastic material, as shown by the horizontal
dashed line in Fig. 9.6.
As mentioned previously, failure of a reinforced concrete beam occurs
when the compressive strain in the concrete reaches the crushing strain of
0.003. The type of failure depends upon the amount of reinforcement. If thebeam is over-reinforced, the concrete will crush before the stress in the
reinforcement reaches the yield value. The resulting failure is instantaneous—
there is no warning of impending collapse. If the beam is under-reinforced, the
reinforcement will yield before the concrete crushes. The under-reinforced
mode of failure is preceded by warning signs, such as cracking of concrete on
the tension side of the beam and excessive deflections. Since this type of failure
is clearly the preferred mode, beams are usually designed so that they are
under-reinforced.
Figure 9.7(a) shows the cross section of a rectangular reinforced concrete
beam of width b. The reinforcement, embedded at a distance d from
the top of the beam, has the total cross-sectional area Ast. The distributions
of strain and stress in Figs. 9.7(b) and (c), respectively, are used to compute
the ultimate bending moment for the beam3. These diagrams assume that
the beam is under-reinforced and on the verge of failure.
Figure 9.7(b) shows the strain distribution at the instant when the
concrete crushes. This distribution is based on the usual hypothesis that
plane cross sections remain plane during bending, which results in the linear
distribution of strain. Note that the maximum compressive strain in the
concrete equals the crushing strain 0.003. Using similar triangles, we get
yield strain of approximately
การวิเคราะห์ที่ดีที่สุดขณะนี้คือ พื้นฐานการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก ในประเทศมากที่สุด
ในสหรัฐอเมริกา , วิธีการสำหรับการคำนวณสูงสุดช่วงเวลา
ถูกกำหนดโดยสถาบันคอนกรีตอเมริกัน ( ACI ) รหัส 318-08 .
รหัสของประเทศอื่น ๆที่คล้ายกัน Di ¤ ering ส่วนใหญ่ในรายละเอียดเล็กน้อย
ที่นี่เราหารือเกี่ยวกับง่าย รายละเอียดของวิธีวิเคราะห์ตาม
เมื่อ ACI รหัส 318-08 .เพราะช่วงเวลาที่เราขีด จำกัด ของเราสนทนา
เพื่อคานที่ทำจากคอนกรีตและ 'moderate ' ' ' ' ' '
'medium-strength เหล็กเสริม วัสดุที่นิยมใช้ในงานก่อสร้าง .
ดังแสดงในแผนภาพ กราฟในรูปที่ 9.5 คอนกรีต
ปานกลาง มักจะมีความสุดยอดแรงอัดประมาณ 4000 PSI
ซึ่งสอดคล้องกับสายพันธุ์ประมาณ 0.0012 .อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์
แสดงว่าคอนกรีตยังคงอยู่ดีเกินกว่านี้ขนาดของสายพันธุ์ และไม่ทำลาย
จนเมื่อย ถึง 1 .
ความเครียดแผนภาพของเหล็กที่ใช้ในเสริมความแข็งแรง
ปานกลาง ( เกรด 60 เหล็ก ) ที่แสดงในรูปที่ 9.6 . บาร์เหล่านี้จะสมบูรณ์
ยืดถึงจุดคราก 60 ksi . เมื่อพิการเกิน
ผลผลิตสายพันธุ์ประมาณ 0.002 ,บางสายพันธุ์ที่แข็งขึ้น ซึ่งจะถูกละเว้น
ในการวิเคราะห์ ในคำอื่น ๆเสริมคือ idealized
เป็นยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์ พลาสติก วัสดุ ดังแสดงตามแนวนอน
เส้นประในรูปที่ 9.6 .
ตามที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ความล้มเหลวของคานคอนกรีตเสริมเหล็กที่เกิด
เมื่อความเครียดแรงอัดในคอนกรีตถึงบดสายพันธุ์
0.003 .ประเภทของความล้มเหลวขึ้นอยู่กับปริมาณของการเสริมแรง ถ้า thebeam มากกว่าคอนกรีตเสริมเหล็ก คอนกรีตจะบดขยี้ก่อนที่ความเครียดใน
เสริมถึงคุณค่าของผลผลิต เกิดความล้มเหลวเป็นทันที -
ไม่มีการเตือนของการล่มสลาย ถ้าคานอยู่ภายใต้การเสริม ,
) จะให้ผลก่อนทับคอนกรีต ภายใต้โครงสร้าง
โหมดของความล้มเหลวที่นำหน้าโดยสัญญาณเตือน เช่นการแตกร้าวของคอนกรีต
แรงด้านข้างของคานและการแอ่นตัวที่มากเกินไป เนื่องจากความล้มเหลว
ชนิดนี้อย่างชัดเจน โหมดที่ต้องการ คานมักจะออกแบบมาเพื่อให้พวกเขาอยู่ภายใต้เสริม
.
รูปที่ 9.7 ( ) แสดงภาคตัดขวางของสี่เหลี่ยมคอนกรีตเสริมเหล็กคานกว้าง B
เสริมฝังตัวอยู่ที่ระยะทาง
D จากด้านบนของคาน มีพื้นที่ภาคตัดขวาง AST . การแจกแจง
สายพันธุ์และความเครียดในมะเดื่อ . 9.7 ( b ) และ ( c ) , ตามลำดับ , มีการใช้เพื่อการคำนวณ
สุดยอดดัดสำหรับ beam3 . แผนภาพเหล่านี้ถือว่า
คานภายใต้เสริมและหมิ่นของความล้มเหลว .
รูปที่ 9.7 ( B ) แสดงการกระจายความเครียดในทันทีเมื่อ
คอนกรีตทับ .การกระจายนี้จะขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าเครื่องบินปกติ
กางเขนส่วนยังคงเครื่องบินในระหว่างการดัด , ซึ่งผลในการเชิงเส้น
การกระจายของสายพันธุ์ ทราบว่าสายพันธุ์สูงสุดแรงอัดในคอนกรีตบดสายพันธุ์
เท่ากับ 0.003 . ใช้สามเหลี่ยมคล้าย เรารับ
สายพันธุ์ผลผลิตประมาณ
การแปล กรุณารอสักครู่..