Сечения по II случаю расчёта

Рис. 17. Схема усилий по II случаю расчёта прочности

изгибаемых элементов таврового сечения 

Предположим, что выполняются следующие условия:

>  и 

> ,

тогда >  нейтральная ось находится в пределах ребра, и имеем II случай расчёта.

Условно разделим площадь сжатой зоны бетона  на две части: площадь бетона сжатого ребра  и площадь бетона сжатых свесов .

Предельное усилие, воспринимаемое сжатым бетоном , определим как сумму усилий, которые воспринимают сжатый бетон ребра  и сжатый бетон свесов .

Плечи пар сил (расстояния от центра тяжести сечения арматуры до точек приложения каждого из усилий) в соответствие с рис. 17 равны  и

Рассмотрим равновесие элемента (рис. 16) под действием изгибающего момента от нагрузки М и внутренних усилий, возникающих в сжатом бетоне  и , и растянутой арматуре .

1. ;    

;               ;

.

Высота сжатой зоны бетона ребра равна

.

Площадь сечения растянутой арматуры

, подставив в формулу , получим .

2. ;       

;   ; 

.

Выражение  представляет собой предельный изгибающий момент, воспринимаемый данным сечением, который называют несущей способность сечения.

Тогда условие прочности изгибаемого элемента таврового сечения на действие изгибающего момента примет вид

.

Выполнив подстановку , получим

 =

.

Обозначив , получим условие прочности изгибаемого элемента таврового сечения в другом виде

.

Приравняв внешний и внутренний моменты , можно определить коэффициенты

 и

.

Приведённые выше формулы справедливы при условии или , т.е. когда разрушение элемента происходит по растянутой зоне.

Если разрушение элемента происходит по сжатой зоне, т.е. >  или > , то максимальный предельный изгибающий момент, воспринимаемый тавровым сечением, определяют исходя из значения граничной высоты сжатой зоны бетона , которой соответствуют величины , , , тогда

и

.