Условие:
Проверить несущую способность ж/б усиленного внецентренно сжатого элемента размерами после усиления b=0,6м, h=0,8м, бетон усиливаемой конструкции В 12,5, высота наращивания x2=0,1м. Бетон усиления В15, размеры усиливаемого элемента 0,4х0,6м, арматура усиливаемого элемента АII (4d18), арматура усиления A400(4d20). Внецентренная нагрузка N=1000кН, e=0,8м.
Решение:
Для проверки несущей способности железобетонного усиленного внецентренно сжатого элемента, необходимо выполнить несколько шагов. Рассмотрим их по порядку.
Шаг 1: Определение характеристик бетона и арматуры
1. Бетон основного элемента:
- Класс: В12,5
- Проектная прочность: \( f_{b} = 12.5 \, \text{МПа} \)
2. Бетон усиления:
- Класс: В15
- Проектная прочность: \( f{b{u}} = 15 \, \text{МПа} \)
3. Арматура основного элемента:
- Класс: AII
- Прочность: \( f_{y} = 240 \, \text{МПа} \)
4. ...: - Класс: A400 - Прочность: \( f{u}} = 400 \, \text{МПа} \) 1. : - Ширина \( b = 0.6 \, \text{м} \) - Высота \( h = 0.8 \, \text{м} \) 2. : - Ширина \( b_{u} = 0.4 \, \text{м} \) - Высота \( h_{u} = 0.6 \, \text{м} \) 3. : - \( x_{2} = 0.1 \, \text{м} \) 1. : \[ h{2} = 0.8 + 0.1 = 0.9 \, \text{м} \] 2. : \[ A{total} = 0.6 \cdot 0.9 = 0.54 \, \text{м}^2 \] 1. : - Прочность бетона основного элемента: \( f_{b} = 12.5 \, \text{МПа} \) - Прочность бетона усиления: \( f{u}} = 15 \, \text{МПа} \) Для упрощения примем, что прочность бетона в усиленной части будет равна прочности бетона усиления. 1. : \[ N{b{total} = 15 \cdot 0.54 = 8.1 \, \text{МН} = 8100 \, \text{кН} \] 2. : - Площадь арматуры основного элемента: \[ A_{s} = 4 \cdot \frac{\pi \cdot (0.018)^2}{4} = 4 \cdot 0.000254 = 0.001016 \, \text{м}^2 \] - Площадь арматуры усиления: \[ A{u}} = 4 \cdot \frac{\pi \cdot (0.020)^2}{4} = 4 \cdot 0.000314 = 0.001256 \, \text{м}^2 \] Общая площадь арматуры: \[ A{total}} = A{s_{u}} = 0.001016 + 0.001256 = 0.002272 \, \text{м}^2 \] Расчет несущей способности арматуры: \[ N{y{s_{total}} = 400 \cdot 0.002272 = 908.8 \, \text{кН} \] 1. : \[ N = 1000 \, \text{кН} \] 2. : \[ N{s} = 8100 + 908.8 = 9008.8 \, \text{кН} \] Несущая способность элемента (9008.8 кН) значительно превышает внешнюю нагрузку (1000 кН). Таким образом, элемент способен выдержать заданную нагрузку. Элемент удовлетворяет требованиям по несущей способности.
