Ujęcie zjawiska

Na podstawie badań własnych W. Kuczyński w r. 1955 uzasadnił, że liczba parametrów niezależnych wpływających na zmianę sztywności belki jest znaczna (program uprawnienia budowlane na komputer). Uwzględnienie jednak ich oddzielnie jest bardzo trudne i dlatego zaproponował wyrażenie zmieniającej się sztywności belki za pomocą jednego tylko parametru uwzględniającego łącznie wszystkie wpływy fizyczne.

Przedstawił on dwie metody matematycznego ujęcia zjawiska. Obie uwzględniają zmniejszenie się sztywności belki żelbetowej wskutek działania obciążenia i posługują się tylko jednym współczynnikiem doświadczalnym (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Pierwsza metoda, nazwana przez autora „teorią liniowych zmian sztywność belki żelbetowej” posługuje się współczynnikiem cp, druga nazwana „teorią potęgowych zmian sztywności: używa jako parametru doświadczalnego wykładnika potęgi ip. Jak wspomnieliśmy belkę żelbetową można podzielić na odcinki, w których obserwujemy różne fazy jej pracy.

Wobec tego sztywność belki w poszczególnych przekrojach jest różna. W przypadku najprostszej belki jednoprzęsłowej obciążonej równomiernie, inna będzie sztywność przy podporach, gdzie wobec działania małego momentu obserwujemy fazę la lub Ib, inna zaś w częściach przyśrodkowych, gdzie pojawiające się rysy wprowadzają belkę w fazę Ha, Ilb lub III, kiedy tworzenie się przegubu plastycznego zbliża belkę do stanu granicznego (uprawnienia budowlane).

Sztywność jest zmienna nie tylko na długości belki lecz również ulega zmianom w określonym przekroju w miarę wzrostu obciążeń. Sztywność jest więc funkcją dwóch parametrów: położenia przekroju £ = xll oraz wielkości obciążenia q. Wartości pośrednie cp można obliczać na drodze interpolacji liniowej. Powyższe wartości parametru cp zostały wyprowadzone dla obciążeń doraźnych (krótkotrwałych) oraz działających po raz pierwszy (niepowtarzalnych) (program egzamin ustny). Wpływ zbrojenia dla belek typu najpopularniejszego, tj. o procencie zbrojenia 0,8%-2,5% znajduje dostatecznie dokładną ocenę we wzorach na moment bezwładności według metody klasycznej.

Wobec tego dla obliczania B(| = E() JQ należy przyjąć:
a. wartość modułu odkształcenia podłużnego przy zginaniu (np. według normy PN-56/B-03260),
b. wartość momentu bezwładności przekroju JQ jak dla fazy I z uwzględnieniem całego przekroju betonu a więc i w strefie rozciąganej (opinie o programie).

Zginane elementy żelbetowe

Jako minimum zbrojenia rozciąganego w żelbetowych elementach zginanych określa się zwykle przekrój stali, zapewniający co najmniej nośność przekroju betonowego. Warunek ten ma zapewnić przejęcie przez zbrojenie wypadkowej sił rozciągających w przekroju w chwili zarysowania i zabezpieczyć belkę przed nagłym zniszczeniem. Mogłoby ono nastąpić, gdyby naprężenia w stali po zarysowaniu raptownie przekroczyły granicę plastyczności lub nawet graniczną wytrzymałości stali. Wyłączenie betonu ze współpracy (po zarysowaniu) w przypadku zbyt małego przekroju zbrojenia prowadzi do nagłego zniszczenia belki.

Gdy warunek Mjj > Mln (moment niszczący w fazie II większy niż w fazie I) jest spełniony, wówczas przy tworzeniu się pierwszej rysy nie następuje nagłe załamanie się belki, ponieważ w nowym stanie równowagi wewnętrznej zbrojenie może przejąć wszystkie siły rozciągające w belce (segregator aktów prawnych). Jeżeli natomiast M’x < A/Jj wówczas, po utworzeniu się rys, naprężenie w stali przekracza nagle granicę plastyczności lub nawet granicę wytrzymałości na rozciąganie i belka załamuje się. W ten sposób przedstawione jest zagadnienie w literaturze radzieckiej.

Podobnie zagadnienie to traktuje Saliger, a w Polsce Bukowski. Należy tu podkreślić, że pojęcie belek tzw. słabo zbrojonych nie jest w literaturze technicznej dostatecznie sprecyzowane i w różnych krajach jest przyjmowane rozmaicie. Na zachodzie uważa się zbrojenie za słabe, gdy wartość /.i jest mniejsza od 0,01 (promocja 3 w 1).

Jak widać z tego, w ujęciu normy pomija się przy zginaniu wpływ wzrostu nośności przekroju betonowego wskutek uzbrojenia go ilością stali. Przyjmuje się, że Mbn = const, co odpowiada rzeczywistości.