РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ. МАТЕРІАЛИ ТА КОНСТРУКЦІЯ
ДОСЛІДНИХ ЗРАЗКІВ
Об’єм і зміст експериментальних досліджень. Матеріали і конструкція дослідних
зразків
Для реалізації поставленої мети роботи було виготовлено дві серії дослідних
зразків – 18 залізобетонних балок і 9 бетонних призм. Об’єм експериментальних
досліджень зображено на рис. 2.1.
Прийняті такі умовні позначення: Б – балка; З – випробувана на короткочасне
навантаження; Дп – випробувана на тривале навантаження з подальшим підсиленням
(табл. 2.1). З перших двох цифр перша вказує серію балок (1,2), друга –
порядковий номер балки даної серії (1...11). Третя цифра показує до якого рівня
(0.3,0.5,0.7) від максимального, прийнятого відносно текучості арматури
залізобетонних балок при короткочасному випробовуванні, було навантажено балку.
Буква “к” вказує на те, що балка знаходилася під впливом агресивного середовища
(корозія). Характеристики балок подано в
табл. 2.2.
Рис. 2.1. Об’єм експериментальних досліджень.
Таблиця 2.1
Програма випробовувань експериментальних балок
п/п
балки
Шифр
балок
Етапи випробувань
Навантаження до проектного рівня
Тривале перебування в агресивному середовищі
Відновлення поперечного перерізу
Короткочасне випробування до руйнування
відновлення
під навантаженням
БЗ-1.1
БЗ-2.1
БД 2.4-к
БД 2.5-к
БД 2.2-0,7к
БД 2.3-0,7к
БДп 2.10-0,3к
БДп 2.11-0,3к
БДп 2.8-0,5к
БДп 2.9-0,5к
БДп 1.6-0,5к
БДп 1.7-0,5к
БДп 1.2-0,7к
БДп 1.3-0,7к
БДп 1.4-к
БДп 1.5-к
БДп 2.6-к
БДп 2.7-к
Примітка: +/– вказує на наявність(+) чи відсутність (–) етапу випробування
Табл. 2.2
Характеристики експериментальних балок
Серія
п/п
балки
Шифр
балок
Переріз балок bґh
мґ102
Арматура
Бетон
Площа
перерізу
м2ґ104
(Ж мм)
Межа
текучості
sy , МПа
Межа
міцності
su , МПа
Модуль пружності
Еsґ10-5 МПа
Початковий відсоток армування робочої арматури, %
Марка з водонепроникності
Призмова міцність
Rb, МПа
Міцність на розтяг
Rbt, МПа
Початковий модуль пружності Еbґ10- 3, МПа
розтягнута
стиснута
розтягнута
стиснута
розтягнута
стиснута
розтягнута
стиснута
БЗ-1.1
10,2Ч20,2
3.08
(2Ж14)
(m=1.5%)
0.39
(2Ж5)
460
395
602
495
2.06
1.7
1,50
W12
44,0
2,3
43,4
БДп 1.2-0,7к
10,3Ч19,9
1,50
БДп 1.3-0,7к
9,9Ч20,1
1,55
БДп 1.4-к
10,0Ч20,1
1,53
БДп 1.5-к
10,1Ч20,3
1,51
БДп 1.6-0,5к
9,9Ч20,4
1,53
БДп 1.7-0,5к
9,9Ч19,9
1,55
БЗ-2.1
9,8Ч19,7
1,60
W10
48,7
2,5
46,9
БД 2.2-0,7к
10,0Ч20,1
1,54
БД 2.3-0,7к
10,0Ч20,3
1,52
БД 2.4-к
10,2Ч20,5
1,48
БД 2.5-к
10,1Ч20,5
1,49
БДп 2.6-к
9,9Ч20,4
1,52
БДп 2.7-к
9,9Ч20,3
1,53
БДп 2.8-0,5к
9,9Ч20,2
1,54
БДп 2.9-0,5к
9,8Ч20,1
1,55
БДп 2.10-0,3к
9,8Ч204,3
1,55
БДп 2.11-0,3к
10,1Ч20,1
1,53
Так, наприклад, маркування “БДп 2.8-0.5к” вказує, що восьму балку з другої
серії випробовували на тривале навантаження, з рівнем навантаження 0,5 від
максимального, при одночасній дії агресивного середовища (корозії) з подальшим
відновленням та доведенням до руйнування короткочасним навантаженням.
Усі балки з індексом 1...11 в кожній серії були близнюками, тобто виконувались
з одного замісу. Експериментальні зразки були прийняті довжиною 2100 мм,
шириною 100 мм і висотою 200 мм. В усіх балках повздовжньою робочою арматурою
була стержнева арматура класу А-ІІІ, а конструктивна і поперечна – класу Вр-І,
крок поперечної арматури становив 75...100 мм. З’єднання арматури у
просторовому каркасі виконано в заводських умовах контактним зварюванням.
Загальний вид балок та конструкція арматурного каркасу подано на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Конструкція експериментальних балок.
Визначення механічних характеристик сталей стержневої арматури проведено на
стандартних зразках, виготовлених безпосередньо з використаних арматурних
стержнів згідно з [34]. Випробовування зразків (рис. 2.3) виконано на розривній
машині ГМС-50 з одночасним записом діаграми розтягу.
Рис. 2.3. Зразки арматури після випробування.
Міцність бетону на стиск визначали випробовуванням кубів з ребром 100 мм, а на
розтяг шляхом розколюванням також кубів двома пластинами з циліндричними
поверхнями згідно з рекомендаціями [33]. Призмову міцність і початковий модуль
пружності визначали на призмах довжиною 400 мм і перерізом 100ґ100 мм згідно з
[35]. Зразки необхідні для визначення характеристик бетону виготовляли з тих же
замісів, що і відповідна серія балок.
Усі балки бетонували серіями в заводських умовах з відповідними контрольними
кубами та призмами.
Для визначення впливу складу бетону на напружено-деформований стан балки серій
1 і 2 були виготовлені з бетону різного складу, але з однаковим відсотком
армуванням m»1,5%. Склад бетону серії 1 прийнято Ц:П:Щ=1:1,14:2,62 при
водоцементному відношенні В/Ц=0,35. Прийнято цемент марки М500 Миколаївського
цементного заводу. Використано кварцевий пісок Ясниського карўєру без домішок з
модулем крупності Мс=2,08, щебінь ? гранітний Селіщанського карўєр