Розділ 2
Методика проведення експериментальних досліджень
2.1 Задачі експериментів
Необхідність проведення експериментальних досліджень головним чином пов’язана
із недостатньою, на наш погляд, кількістю та якістю раніше проведених
експериментів.
Експериментальна частина роботи складалася із випробування цегляних стовпчиків
на центральне стиснення з метою визначення межі міцності цегляної кладки, а
також дослідження цегляних стінок різного перерізу, що зазнавали місцевого
стиснення для 2-х випадків прикладання навантаження:
а) на всю ширину перерізу стіни по середині її довжини (рис. 2.1);
б) на край елемента по всій ширині перерізу стіни (рис. 2.2).
Планувалось також визначення форми руйнування та руйнуючого навантаження для
цих випадків місцевого зминання.
Для більш чіткого уявлення, щодо виконуваної роботи, було складено план
проведення експериментальних досліджень (рис. 2.3), який дав можливість охопити
вивчення усіх основних факторів, що впливають на міцність при місцевому
стиснені.
2.2 Визначення механічних характеристик матеріалів зразків
2.2.1 Цегла
Для виготовлення зразків використовували цеглу М100 Решетилівського заводу
(див. табл. 2.4).
Для визначення характеристик міцності цегли були відібрані зразки з партії, що
призначалась для виготовлення конструкції. А саме, 10 цеглин – для визначення
межі міцності на стиск; 5 цеглин – для визначення межі міцності на згин.
Дослідження проводились у лабораторії кафедри технології будівельних
конструкцій, виробів і матеріалів Полтавського національного технічного
університету імені Юрія Кондратюка у відповідності до вимог ГОСТ–8462–85 [22].
Цей стандарт розповсюджується на стінові матеріали і встановлює методику
визначення межі міцності цегли на стиск та згин. Випробування на стиск
проводилось на зразках з двох цілих цеглин (допускається з двох половинок).
Експериментальні дослідження виконувались на машині типу ПГ–100. Навантаження
на зразок зростало безперервно і рівномірно з постійною швидкістю, яка
забезпечувала його руйнування через 20-60 секунд після початку випробувань
(п. 3.2 [22]).
Межа міцності зразка при стиску визначалася за формулою
, (2.1)
де – найбільше навантаження, МН;
– площа поперечного перерізу зразка, що визначається як середнє арифметичне
значення площин верхньої та нижньої його поверхні, м2.
Випробування цегли на згин виконувались на 5-тонному механічному пресі типу
Р–5. Межа міцності при згині визначалась за формулою
, (2.2)
де – найбільше навантаження, МН;
– відстань між осями опор, м;
– висота зразка по середині прольоту без вирівнюючого шару, м.
Середні значення отримані за результатами випробувань цегли наведені у табл.
2.1. Марку цегли визначали у відповідності до вимог ДСТУ Б В. 2.7–61–97 [31].
Таблиця 2.1
Характеристики міцності цегли
Вид цегли
Межа міцності на стиск, МПа
Межа міцності на згин, МПа
Марка цегли
Середня щільність, кг/м3
Середня
найменша
найбільша
Середня
найменша
найбільша
Керамічна повнотіла пластичного формування Решетилівського заводу
15,4
13,4
16,2
2,07
1,62
2,43
100
1780
2.2.2 Розчин
Розчин виготовляли з цементу ШПЦ-400 (ДСТУ Б В.2.7-46-96 [30]) Краматорського
заводу та піску з модулем крупності – 1,4 (ГОСТ 8735-88* [23]) Кротенківського
кар’єру Полтавського району.
Визначення характеристик міцності розчину проводили у відповідності до вимог
ДСТУ Б В. 2.7–23–95 [29] та ГОСТ 5802–86 [21]. Із кожного замісу розчину, що
призначався для виготовлення зразків-стінок і зразків-стовпчиків, виготовлялися
куби з довжиною ребра 70,7±0,7 мм.
Випробування кубів з розчину виконувалось на машині Р–5. При дослідженні кубів
навантаження збільшувалось ступенями із постійною швидкістю 0,6±0,4 МПа в
секунду до руйнівного.
Результати досліджень розчину на стиск, рухливість та середню щільність
наведені в табл. 2.2.
Таблиця 2.2
Характеристики розчину
Шифр зразка
Міцність на стиск, МПа
Щільність, кг/м3
Рухливість, см.
Марка
Середня
найменша
найбільша
5
С1.3-1
2,7
2,5
2,8
1720
10
25
С1.3-2
2,7
2,5
2,8
1720
10
С1.3-3
2,7
2,5
2,8
1720
10
С1.3-4
2,7
2,5
2,8
1720
10
С1.3-5
2,7
2,5
2,8
1720
10
С1.3-6
2,4
2,2
2,6
1750
25
С1.3-7
2,4
2,2
2,6
1750
С1.3-8
2,4
2,2
2,6
1750
С1.3-9
2,5
2,3
2,7
1760
11
25
С1.3-10
2,5
2,3
2,7
1760
11
С1.3-11
2,5
2,3
2,7
1760
11
С1.3-12
2,5
2,3
2,7
1760
11
С2.3-1
2,9
2,8
3,1
1780
10
25
С2.3-2
2,9
2,8
3,1
1780
10
С2.3-3
2,9
2,8
3,1
1780
10
С2.3-4
2,9
2,8
3,1
1780
10
С-1
2,7
2,5
2,8
1740
12
25
С-2
2,7
2,5
2,8
1740
12
С-3
2,7
2,5
2,8
1740
12
С-4т
2,4
2,2
2,6
1720
10
25
С-5т
2,4
2,2
2,6
1720
10
2.2.3 Визначення міцності цегляної кладки
Міцність цегляної кладки, яка була використана у зразках за короткочасного
завантаження теоретично визначалася за формулою Л.І. Онищика [65]
, (2.3)
де – міцність кладки при стиску;
– міцність каменя при стиску;
– міцність розчину (кубикова міцність);
– коефіцієнт, що характеризує максимально можливу міцність кладки і
визначається за формулою , де – міцність цегли при згині;
– коефіцієнт, який застосовують при визначенні міцності кладки на розчинах
низьких марок ( 25 та нижче).
В нашому випадку для МПа; МПа; ; (табл. 2 [23]); МПа; ;
МПа. (2.4)
2.3 Виготовлення експериментальних зразків
2.3.1 Виготовлення дослідних зразків–стовпчиків
Випробування цегляних стовпчиків проводилось з метою експериментального
визначення розрахункового опору кладки та отримання залежності “напруження –
деформації” за короткочасної дії стискаючого навантаження, а також для
порівняння з роботою локально за
- Київ+380960830922