Krok 1: Określenie sytuacji projektowej i założeń wstępnych
Na samym początku musisz zebrać dane wyjściowe. Określ geometrię belki (rozpiętość efektywną leff, wstępne wymiary przekroju poprzecznego: wysokość h i szerokość b). Wybierz materiały konstrukcyjne: klasę betonu (np. C20/25, C25/30) oraz klasę stali zbrojeniowej (np. B500SP). Na podstawie warunków środowiskowych (klasy ekspozycji, np. XC1, XC3) oraz wymaganej trwałości ustal nominalną grubość otulenia zbrojenia cnom zgodnie z wytycznymi Eurokodu.
Krok 2: Analiza obciążeń i wyznaczenie sił wewnętrznych
Zidentyfikuj wszystkie obciążenia działające na belkę. Podziel je na obciążenia stałe (ciężar własny belki, warstwy podłogowe, ściany) oraz obciążenia zmienne (użytkowe, parcie wiatru, śnieg). Przeprowadź kombinatorykę obciążeń dla Stanu Granicznego Nośności (SGN) oraz Stanu Granicznego Przydatności do Użytkowania (SGP) przy użyciu odpowiednich współczynników częściowych (γG i γQ). Korzystając z metod mechaniki budowli, sporządź wykresy momentów zginających (MEd) oraz sił poprzecznych (VEd).
Krok 3: Projektowanie zbrojenia podłużnego na zginanie (SGN)
Wyznacz efektywną wysokość przekroju przy użyciu wzoru:
d = h – cnom – ∅strz – ∅pt / 2
Następnie oblicz względny moment zginający ze wzoru:
μ = MEd / (b · d2 · fcd)
Gdzie fcd to obliczeniowa wytrzymałość betonu na ściskanie.
Na podstawie wartości μ zweryfikuj, czy strefa ściskana betonu nie jest przekroczona (μ ≤ μlim). Wyznacz potrzebne pole przekroju zbrojenia rozciąganego As,req i dobierz odpowiednią liczbę oraz średnicę prętów podłużnych. Pamiętaj o sprawdzeniu warunków na zbrojenie minimalne (As,min) oraz maksymalne (As,max).
Krok 4: Projektowanie zbrojenia poprzecznego na ścinanie (SGN)
Projektowanie na ścinanie opiera się na modelu kratownicowym o zmiennym kącie nachylenia krzyżulców betonowych θ (zazwyczaj przyjmuje się cotθ = 2.0 lub 1.0). W pierwszym kroku oblicz maksymalną nośność ścinania krzyżulców betonowych VRd,max i upewnij się, że siła działająca spełnia warunek:
VEd ≤ VRd,max
Jeśli warunek jest spełniony, oblicz wymagany rozstaw strzemion dla siły VEd i dobierz ich średnicę oraz liczbę ramion. Zweryfikuj również maksymalny dopuszczalny rozstaw strzemion podłużny i poprzeczny według Eurokodu 2.
Krok 5: Stan Graniczny Przydatności do Użytkowania (SGP)
Eurokod 2 wymaga bezwzględnego sprawdzenia zachowania się belki pod obciążeniem eksploatacyjnym. Przeprowadź kontrolę ugięć belki – możesz zastosować metodę uproszczoną (sprawdzenie granicznego stosunku rozpiętości do wysokości efektywnej l/d) lub metodę dokładną (całkowanie krzywizn z uwzględnieniem zarysowania i pełzania betonu).
Dodatkowo oblicz szerokość rys wk pod kombinacją częstą lub quasi-stałą i upewnij się, że nie przekracza ona wartości granicznej:
wk ≤ wmax
Gdzie najczęściej wmax = 0.3 mm lub 0.4 mm w zależności od klasy ekspozycji. W razie potrzeby wykonaj także analizę ograniczenia naprężeń w betonie i stali.
Krok 6: Konstruowanie zbrojenia i detalowanie
Ostatnim etapem jest prawidłowe rozłożenie prętów w deskowaniu. Zapewnij odpowiednie minimalne odstępy między prętami w świetle, aby mieszanka betonowa mogła swobodnie otoczyć zbrojenie. Wyznacz długości zakotwienia prętów rozciąganych (lbd) oraz długości zakładów w miejscach łączenia stali. Zaprojektuj strefy przyporowe, uwzględniając podparcie belki i odpowiednie ugięcie prętów, a także miejsca zawieszenia zbrojenia pomocniczego (montażowego) w strefie ściskanej. Wynikiem tego kroku jest ostateczny rysunek wykonawczy z zestawieniem stali.