2.4. Характеристики арматуры и бетона

Из СП 52-102-2004 для напрягаемой арматуры А-VI(А-1000) находимR_s,n=R_s,ser= 1000 МПа,R_s= 830МПа,E_s= 2,0*10⁵МПа. В качестве ненапрягаемой арматуры предусматриваем арматуру класса В500. Для В500:R_s= 415МПа,E_s= 2,0*10⁵МПа.

Класс бетона – В40: R_b,n=R_b,ser= 29,0 МПа,R_bt,n= 2,1 МПа,R_b= 22,0 МПа,R_bt= 1,4 МПа,E_b= 36,0*10³МПа.

2.5. Выбор величины исходного предварительного напряжения в напрягаемой арматуре

Предварительные напряжения арматуры σ_spпринимают для горячекатанной и термомеханически упрочненной арматуры (класс арматуры по прочности на растяжение - А) не более 0,9R_s,n.

σ_sp,0– исходная величина предварительного напряжения.

σ_sp,0≤ 0,9R_s,n= 0,9*800 = 720МПа

С увеличением величины σ_sp,0 увеличивается значение потерь предварительного напряжения. Поэтому, а также с целью повышения безопасности при производстве работ по натяжению арматуры, принимаем σ_sp,0= 620МПа.

При расчете предварительно напряженных элементов по прочности следует учитывать возможные отклонения предварительного напряжения (или усилия обжатия Р) путем умножения на коэффициент γ_sp.

γ_sp– коэффициент точности натяжения арматуры

Значения коэффициента γ_spпринимают равными:

γ_sp = 0,9 – при благоприятном влиянии предварительного напряжения;

γ_sp= 1,1 – при неблагоприятном влиянии предварительного напряжения.

2.6. Подбор продольной напрягаемой рабочей арматуры из условия прочности сечения, нормального к продольной оси панели

Расчет реального сечения многопустотной панели является очень трудоемким процессом, поэтому для упрощения математических вычислений реальное сечение необходимо преобразовать к приведенному сечению, которое будет равнозначно реальному.

1-е условие равнозначности: A_круга= А_прям, то есть 0,25*π*d²=b*h

2-е условие равнозначности: J_круга=J_прям, то естьπ*d⁴/64 =b*h³/12

d= 160 мм,b= 145,1мм,h= 138,6 мм

b_f– ширина полки двутаврового сечения,b_f= 1160 мм;

b_t–ширина ребра двутаврового сечения,b_t=b_f– 6*b=1160 – 6*145,1=289,4 мм;

h_f– высота полки двутаврового сечения,h_f= 0,5(h_п–h) = 0,5(220 – 138,6) = 40,7мм;

h_п– высота двутаврового сечения(поперечного сечения панели),h_п= 220мм;

a_sp– расстояние от центра тяжести площади поперечного сечения предварительно напряженной арматурыA_spдо нижней грани сечения,a_sp≥a_зс+ 0,5*d_sp,a_sp≥ 25

A_sp - площадь поперечного сечения предварительно напряженной арматуры.

Относительная влажность воздуха в помещении φ_int= 50%, то есть нормальная влажность. Рассчитываемая панель является сборным элементом, таким образом, минимальное значениеa_зс= 15мм (при диаметре арматурыd_sp= 15мм).

а_зс≥ 15мм и а_зс≥d_sp

Определим h₀– рабочую высоту сечения:

h₀=h_п–a_sp= 220 – 25 = 195мм

Коэффициент условий работы бетона γ_blвводится к расчетным значениям сопротивленийR_bиR_btи принимается равным:

γ_bl= 1,0 – при непродолжительном(кратковременном) действии нагрузки;

γ_bl= 0,9 – при продолжительном(длительном) действии нагрузки.

Определим х – высоту сжатой зоны бетона:

х = h₀- √h₀²– 2M/R_b*γ_bl*b_f= 0,195 - √0,195²– 2*36,04*10³/ 22*10⁶*0,9*1,16 = 0,00822м

х = 8,22мм ≤ h_f= 40,7мм, следовательно, граница сжатой зоны бетона проходит в полке.

А_sp,т=γ_bl*R_b*b_f*x/R_s= 0,9*36,04*1,16*0,00822 / 830 = 0,000372м²= 3,72см²

Для предварительно напряженных элементов применятся стержневая арматура периодического профиля диаметром 10…18 мм (включительно)

Примем 5d10 А1000 с площадью А_sp= 3,93см²

Проверим величину a_spcучетом принятой величиныd_sp= 10мм:

a_sp= 25мм ≥a_зс+ 0,5*d_sp= 15 + 0,5*10 = 20мм – условие выполняется.