РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ПЛИТ, ПІДСИЛЕНИХ СТАЛЕФІБРОБЕТОНОМ ПРИ ДІЇ ПОПЕРЕЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
2.1. Зміст експериментальних досліджень залізобетонних плит і матеріалів
Програма досліджень полягала у двох етапах випробувань. На першому етапі О.Д.Журавським і С.А.Лисюком [22, 45] були випробувані плити без підсилення сталефібробетоном (серія І). На другому етапі ці плити зміцнювали шаром сталефібробетону в розтягнутій зоні, а потім знову випробовували поперечним навантаженням (серія ІІ). Об'єм експериментальних досліджень плит серій І та ІІ відображено в табл. 2.1. Підсилені сталефібробетоном плити були випробувані у віці 150 діб.
Таблиця 2.1
Об'єм експериментальних досліджень плит
Но-мер
се-ріїШифр зразкаКіль-кість зраз-ків,
шт.Кількість арматур-них
стержнів за віссюФактичні рівні по-переднього напру-ження в арматурі
за віссюФактичні рівні на-пружень в бетоні на стадії попереднього обтиску за віссюхухухуIПН-0,7/0,02960,7300,670ПН-0,7/0,32960,730,460,670,28ПН-0,7/0,72990,730,730,670,67ПН-0,0/0,01990000ІIПН-0,7/0,0-ПФ2960000ПН-0,7/0,3-ПФ2960000ПН-0,7/0,7-ПФ2990000ПН-0,0/0,0-ПФ1990000
Експериментальні дослідження на обох етапах (серія І та ІІ) виконували на дослідних плитах розміром 800?800?75 мм, які були на 1-му етапі армовані попередньо напруженою арматурою ?12А-V, розташованою у двох напрямках. Плити серії І були виготовлені з дрібнозернистого бетону, міцністні та деформативні характеристики якого наведені у табл. 2.2.
Таблиця 2.2
Середні значення фізико-механічних характеристик бетону непідсилених дослідних плит
Вік, добаКубикова міцність бетону R, МПаПризмова міцність бетону Rb, МПаМодуль пружності Eb, МПа ?10-3Розміри кубівРозміри призмРозміри призм100?100?100100?100?400100?100?4001421,815,529,52224,018,231,02826,119,032,38732,922,836,39733,023,336,3
За результатами випробувань зразків арматурних стержнів ?12А-V на розтяг отримані такі механічні характеристики сталі: межа міцності МПа, умовна межа текучості МПа, модуль пружності МПа.
На рис. 2.1 показана конструкція дослідних плит та схема їхнього армування. Арматурні стержні в плитах уздовж осі x встановлювали по середині перерізу, а в напрямку осі y - перпендикулярно стержням уздовж осі x у шахматному порядку - вище та нижче цих стержнів. Уздовж осей x та y в усіх плитах було встановлено по 9 стержнів ?12А-V з кроком 89 мм. Для забезпечення анкерування арматури в бетоні та запобігання місцевих руйнувань в торцях елемента встановлювали спіралі ?20 мм довжиною 50 мм з арматурного дроту ?4Вр-I, а також П-подібні арматурні сітки з дроту ?4Вр-I по периметру зразка (див. рис. 2.1). Крім попередньо-напружених плит для визначення усадочних деформацій була виготовлена залізобетонна плита без попереднього напруження (див. табл. 2.1).
Плити з попередньо напруженою арматурою серії І виготовляли у спеціальній силовій рамі довжиною 8,1 м та шириною 1,3 м [12]. У середині рами були утворені шість комірок розміром 1?1 м, в які встановлювали металеві опалубки для зразків плит. Опалубки виготовлені із сталевого листа товщиною 8 мм, який утворює дно опалубки, та чотирьох кутиків 75?5 для утворення бокових стінок опалубки. Для пропуску арматурних стержнів зроблені пази у стінках опалубки. Розміщення арматури по середині перерізу плит в кожній опалубці забезпечувалось регулювальними болтами, які встановлювали її положення по висоті.
44
89
2
1 1 3 4
3
800 75 75 20
а) б)
Рис. 2.1. Схема армування дослідних зразків-плит: а - поперечний переріз плит серії І; б - поперечний переріз плит, підсилених сталефібробетоном, серія ІІ; 1 - попередньо-напружені стержні; 2 - спіралі; 3 - арматурні сітки; 4 - сталефібробетон.
Натяг арматурних стержнів здійснювали за допомогою гідравлічного домкрата. Кожний стержень мав натяжний пристрій, що складався з натяжного болта, фіксуючої гайки, опорного підшипника та опорної плити. З обох кінців стержні анкерували за допомогою обтискуючих шайб. Зусилля натягу арматури визначали в залежності від запланованих рівнів напружень в бетоні з урахуванням передавальної міцності бетону Rbp на момент відпуску натяжних пристроїв. Для усунення втрат від релаксації та зминання анкерів натяг арматури виконували у два етапи. На першому етапі стержні напружували зусиллями, що перевищували розрахункові на 15...20% та витримували 4...5 днів. Після цього стержні розвантажували та повторно напружували до розрахункових зусиль.
Деформація силової рами була практично відсутня, однак, в процесі натягу арматури здійснювали регулярний контроль за величинами таких деформацій. Для компенсації втрат від деформації силової рами перед бетонуванням арматурні стержні підтягували до запланованих значень напружень. Таким чином, втрати напружень в арматурі, що виникають до обтиску бетону були повністю усунені. Вимірювання деформацій арматури виконували за допомогою переносного компаратора з ціною поділки 0,001 мм. Ніжки компаратора фіксували в лунках, які спеціально накернювали на кожному стержні. Величину напружень в кожному