РОЗДІЛ 2
МЕТОДІКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ЗГИНАЛЬНИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ
ПІДСИЛЕНИХ У СТИСНУТІЙ ЗОНІ РІЗНИМИ СПОСОБАМИ
2.1. Об’єм та зміст досліджень
Для отримання результатів про особливості розвитку напружень та деформацій в
перерізах конструкцій з неоднорідною структурою стиснутої зони залізобетонних
балок були проведені експериментальні дослідження на 5 серіях зразків (по 4
зразки в кожній), конструктивні схеми яких показані на рис. 2.1.
Приймаючи до уваги попередні дослідження [14], було передбачено два випадки
початкового напружено-деформативного стану зразка перед підсиленням. Частину
підсилення балок виконували без їх попереднього навантаження (БС 2-1; БС 2-2;
БП 3-1; БП 3-2; БПА 4-1; БПА 4-2; БТ 5-1; БТ 5-2), тобто імітували елементи,
які ще не вичерпали свій ресурс, але у зв’язку зі збільшенням проектного
навантаження вимагають підсилення.
Друга частина (БСН 2-1; БСН 2-2; БПН 3-1; БПН 3-2; БПАН 4-1; БПАН 4-2; БТН 5-1;
БТН 5-2) моделювала балки, які знаходилися в експлуатації, під час якої в
розтягнутій зоні з’являлися тріщини. Для цього балки попередньо навантажували
зусиллям, яке складало приблизно 0,7 - 0,8 від руйнівного, що було отримано при
випробуванні передбаченої еталонної серії зразків без підсилення (Б 1-1; Б 1-2;
Б 1-3; Б 1-4). Таким чином було досягнуто утворення тріщин шириною розкриття
0,2....0,3 мм.
Прогини знаходились у допустимих чинними нормами межах.
Після розвантаження здійснювали підсилення балок методом до- бетонування
стиснутої зони підсилюючим шаром товщиною 30 мм. При цьому використовували для
порівняння поряд з традиційним способом підсилення (армування дрібнозернистим
бетоном), згадані в п.1.1.сучасні ефективні матеріали підвищеної міцності та
стійкості до складних умов
Рис. 2.1. – Принципова схема конструювання екпериментальних балок:
а) непідсилена; б) підсилена сталефібробетоном; в) підсилена полімербетоном; г)
підсилена полімербетоном і арматурою;
д) підсилена арматурою та дрібнозернистим бетоном.
експлуатації.
Серії балок 2 та 4 підсилювали шаром сталефібробетону і полімербетону без
арматури підсилення.
Балки серій 3 та 5 підсилювали з введенням в підсилюючий шар полімербетону та
дрібнозернистого бетону додаткової арматури, яку зварювали через прокладки в
трьох місцях з конструктивною арматурою підсилених балок.
Нарощування стиснутої зони - найбільш зручний спосіб підсилення з технологічної
точки зору, оскільки дозволяє збільшити несучу здатність перерізу без суттєвих
витрат металевої арматури підсилення. Крім того, з’являється можливість
порівняння ефективності цього способу підсилення з нарощуванням розтягнутої
зони, які були виконані Боярчуком Б.А. [21] на базі ідентичних залізобетонних
балок.
Детальна програма випробувань балок наведена в таблиці 2.1..
2.2. Конструкції дослідних зразків
Для реалізації поставлених задач експериментальних досліджень в заводських
умовах виготовили п'ять серій дослідних балок прямокутного поперечного перерізу
по чотири штуки в кожній (див. табл. 2.1.). До підсилення розміри поперечного
перерізу усіх зразків склали 120x200 мм, а загальна довжина - 2000 мм. (рис.
2.2).
Розтягнуту зону балок армували стержнями з робочою арматурою класу Ш10А-ІІІ, що
відповідає відсотку армування µ=0,7 %. Стиснута арматура в усіх зразках була
прийнята Ш 3 Вр-І. Щоб запобігти втраті стійкості каркасу, в процесі
виготовлення була збільшена кількість конструктивних горизонтальних стержнів,
які зв'язують вертикальні каркаси (див. позицію 4 на рис. 2.2). Поперечне
армування каркасу виконували
Таблиця 2.1.
Програма випробування балок
№серії
Маркування балок
Спосіб підсилення і його шифр
Поперечний переріз зразків
Мета випробування
1
Б 1-1
Б 1-2
Б 1-3
Б 1-4
Без підсилення
(базова серія)
Визначення міцності, тріщиностійкості і жорсткості короткочасними
випробовуваннями.
БС 2-1
БС 2-2
Балки, підсилені сталефібробетоном без попереднього
Навантаження
1-1
Сталефібробетон
Утворення і розкриття тріщин у підсиленій конструкції.
Оцінка динаміки росту тріщин в балці.
Визначення деформацій по висоті поперечного перерізу балки, прогинів по довжині
балки та міцності балки.
БСН 2-1
БСН 2-2
Балки, навантажені до рівня 0,7 – 0,8 від руйнівного з появою тріщин у
розтягнутій зоні, а потім підсилені сталефібробетоном у стиснутій зоні
1-2
БП 3-1
БП 3-2
Балки, підсилені полімербетоном без попереднього навантаження
2-1
Полімербетон
Утворення і розкриття тріщин у підсиленій конструкції.
Оцінка динаміки росту тріщин в балці.
Визначення деформацій по висоті перерізу балки. Визначення міцності балки.
БПН 3-1
БПН 3-2
Балки, навантажені до рівня 07- 0,8 від руйнівного з появою тріщин у
розтягнутій зоні, а потім підсилені
Полімербетоном у стиснутій зоні
2-2
Продовження таблиці 2.1.
БПА 4-1
БПА 4-2
Балки, підсилені полімербетоном із підведенням додаткової арматури без
попереднього навантаження
3-1
Полімербетон
Утворення і розкриття тріщин у підсиленій конструкції.
Оцінка динаміки росту тріщин в балці.
Визначення деформацій по висоті поперечного перерізу балки.
Визначення прогинів по довжині балки.
Визначення міцності балки.
БПАН 4-1
БПАН 4-2
Балки, навантажені до рівня 0,7 – 0,8 від руйнівного з появою тріщин у
розтягнутій зоні, а потім підсилені полімербетоном і арматурою у стиснутій
зоні
3-2
БТ 5-1
БТ 5-2
Балки, підсилені дрібнозернистим бетоном і арматурою у стиснутій зоні без
попереднього навантаження
4-1
Бетон класу В15
Утворення і розкриття тріщин у підсиленій конструкції.
Оцінка динаміки росту тріщин в балці.
Визначення деформацій по висоті перерізу балки.
Визначення прогинів
- Київ+380960830922