Выбор материалов и определение их расчетных характеристик

Для изготовления панелей принят тяжелый бетон класса — В25 с расчетными характеристиками:

Расчетное сопротивление бетона при сжатии (т.13[1]).

Rb = 14.5 мПа Расчетное сопротивление бетона при растяжении (т.13[1]).

Rbt = 1.05 мПа Коэффициент условия работы бетона (т.15[1]).

гb2 = 0.9.

Модуль упругости бетона (т.18[1]).

Eb = 30 000 мПа Продольная рабочая арматура принята класса А-2 с расчетными характеристиками:

Растянутая арматура (т.22[1]).

Rs = 280 мПа Модуль упругости арматуры (т.29[1]).

Es = 210 000 мПа Монтажная и поперечная арматура принята класса А-1 с расчетными характеристиками:

Растянутая арматура (т.22[1]).

Rs = 225 мПа Поперечная арматура (т.22[1]).

Rsw = 175 мПа.

Расчет прочности нормальных сечений по изгибающему моменту

В целях унификации конструкции принимаем высоту сечения элемента h = 220 мм, конструктивная ширина bk = 1190 мм. Остальные размеры сечения панели показаны на рис. 5.

Рис. 5.

Сечение панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Для этого условно заменяем круглые пустоты квадратными со стороной квадрата h1 и приравниваем их к площади круга.

Рис. 6.

H12 = (П*d2)/4; h1 = v (П*d2)/4 = v (3.14*15.92)/4 = 14.1 см Сечение панели показано на рис. 6 приводим к эквивалентному двутавровому сечению с размерами, показанными на рис. 7.

Рис. 7.

Толщина полок двутавра:

Hf1 = hf = (h — h1)/2 = (22 — 14.1)/2 = 3.95 см Ширина ребра:

B = bf1 — h1*nпуст = 116 — 14.1*6 = 31.4 см т.к. нижняя полка двутавра работает на растяжение, то работу бетона растянутых свесов полки не учитываем и панель рассчитываем как элемент таврового сечения с размерами, показанными на рис. 8.

Рис. 8.

Решение.

1)Задаемся величиной, а = 2.5 см.

2)Определяем рабочую высоту сечения:

H0 = h — a = 22 -2.5 = 19.5 см.

3)Определяем положение нейтральной оси, для определения изгибающего момента Мf1, который может быть воспринят бетоном полки и сравниваем с расчетным изгибающим моментом:

Мf1 = Rb*гb2*bf1*hf1*(h0 — 0.5*hf1) = 14.5*0.9*1.16*0.0395*(0.195 — 0.5*0.0395) = 0.104 мН*м = 104 кН*м > M = 37.5 кН*м т. е. нейтральная ось расположена в полке сечения, поэтому площадь сечения арматуры Аs определяем как для элемента прямоугольного сечения.

4)Определяем табличный коэффициент:

A0 = M/Rb*гb2*bf1*h02 = 37.5*10−3/14.5*0.9*116*10−2*19.52*10−4 = 0.065.

5)По таб. 3.1[2] определяем коэффициенты:

о = 0.068 з = 0.966.

6)Определяем относительную высоту условной сжатой части сечения элемента:

щ = 0.085 — 0.008*Rb*гb2 = 0.85 — 0.008*14.5*0.9 = 0.75.

7)Для арматуры класса А-2- уsr = Rs = 280 мПа Т.к. гb2 = 0.9 < 1-уscu = 500 мПа.

8)Определяем граничное значение относительной высоты сжатой части сечения:

уr = щ/1+(уsr/уscu)*(1-(щ/1.1)) = 0.75/1+(280/500)*(1-(0.75/1.1)) = 0.64.

9) Проверяем условие:

о = 0.068 < оr = 0.64.

т.е. панель армируется одиночной арматурой.

10)Определяем площадь сечения растянутой арматуры:

Аs = M/Rs*h0*з = 37.5*10−3/280*19.5*10−2*0.966 = 0.71 м2 = 7.1 см2.

11)По таб. Приложения 2[2]принимаем: 7?12 (As = 7.92 см2).