РАЗДЕЛ 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИСЛЕДОВАНИЯ ФРАГМЕНТОВ
ЛОКАЛЬНО УСИЛЕННОЙ КЛАДКИ
2.1. Выбор направлений исследований
Как указывалось в предыдущей главе, предлагаемый способ локального усиления
каменных конструкций значительно отличается от существующих традиционных
способов сочетанием внутреннего армирования швов кладки с локальным обжатием и
зачеканкой отдельных камней, через которые прошла трещина. Применение
существующих методик расчета усиленных конструкций не представляется возможным
ввиду отсутствия соответствующих аналогов, которые должны основываться на
результатах экспериментальных исследований. Отсутствуют также данные о
физико-механических свойствах стальной проволоки диаметром 0,8-1,2 мм,
используемой для локального усиления, а также стеклопластика, формуемого в швы
кладки непосредственно в условиях реконструкции. Одной из причин,
ограничивающих использование стеклопластика при усилении, является
невозможность его полимеризации при температуре ниже +16оС [36]. В ХГТУСА
разработан состав эпоксидного связующего, обладающего в зимнее время
необходимыми технологическими свойствами и обеспечивающего получение
стеклонаполненных композиционных материалов на основе компонентов эпоксидных
составов [77, 93]. Весьма мало в литературе представлены работы по исследованию
усиленных каменных конструкций, а исследования конструкций, восстановленных
способом, аналогичным предлагаемому, отсутствуют вообще. Не исследовался вопрос
влияния внутреннего армирования стеклопластиком или стальной проволокой, а
также обжатия поврежденных трещинами камней на напряженно-деформированное
состояние и несущую способность кладки в целом.
Проведение экспериментальных исследований кирпичных столбов, восстановленных
способом локального усиления, послужило основой для оценки точности
разработанной методики расчета. Указанная методика представлена в разделе 3. В
4-м разделе производится оценка эффективности предлагаемого способа усиления.
Для разработанной методики расчета также необходимо определить в испытаниях
деформативно-прочностные показатели стеклопластика и вязальной проволоки,
используемых для усиления.
Вязальная проволока и стеклопластик являются, по сути, внутренней арматурой
кладки. Деформативно–прочностные свойства вязальной проволоки [94] не
исследовались вообще, так как в качестве арматуры эта проволока не
применялась.
Деформативно–прочностные свойства стеклопластика исследовались широко [88, 95],
однако однонаправленный (на основе стекложгута) стеклопластик ручного
формования, заделываемый в швы, практически не исследовался, так как в качестве
арматуры он не получил широкого распространения.
Целью экспериментальных исследований является:
- изучение деформативно–прочностных свойств вязальной проволоки при растяжении
и влияние на указанные свойства количества витков (что характерно для стальных
канатов), а также диаметра самой проволоки;
- изучение деформативно–прочностных свойств однонаправленного стеклопластика на
основе стекложгута, полученного способом ручного формования в швы кладки при
растяжении;
- исследование напряженно-деформированного состояния кладки, усиленной
внутренним стальным и стеклопластиковым армированием;
- разработка предпосылок инженерной методики расчета на основе полученных
данных.
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.2.1. Испытания стальной проволоки и стеклопластика, используемых для усиления
Исследования деформативно–прочностных свойств проволоки и стеклопластика,
используемых для усиления, проводились на разрывной машине Р-5 по 1000
килограммовой шкале с ценой деления 10 кг.
Опытные образцы стеклопластика выполнялись из отожженного стекложгута диаметром
около 10 мм длиной 450 мм, который пропитывался полимерной композицией
следующего состава:
- эпоксидная смола ЭД-22 – 100 весовых частей;
- отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) – 10 весовых частей;
- пластификатор дибутилфталат (ДБФ) – 12 весовых частей.
Содержание стекловолокна, как показал анализ имеющейся литературы, в
стеклопластике подобного вида формования составляет ~40…45% [53, 68, 70, 71,
72, 75, 95, 96, 97].
Для улучшения анкеровки в захватах разрывной машины на концах образца
стеклопластика выполнялись уширения в виде петель. Общий вид испытаний
стеклопластика представлен на рис.2.1.
Образцы из проволоки выполнялись путем обмотки определенного количества ее
витков вокруг двух Г - образных стальных деталей шириной 120 мм, шарнирно
закрепленных в зажимах разрывной машины.
Расстояние между Г-образными закладными деталями, вокруг которых обматывалась
проволока, составляло 25 см, их ширина равнялась 6-ти сантиметрам. Таким
образом имитировался реальный масштабный фактор работы проволоки совместно с
кирпичом. Общий вид испытаний вязальной проволоки представлен на рис.2.2.
Рис.2.1. Общий вид испытаний стеклопластиковой арматуры
Испытывались замкнутые образцы из одного, трех и шести витков проволоки.
Кроме количества витков, образцы отличались диаметрами проволоки. Испытывалась
проволока диаметром 0,8; 1,0; 1,2 мм. Характеристики опытных образцов, их
количество и результаты испытаний представлены в табл. 2.1.
Первая цифра индекса маркировки образца в табл.2.1 обозначает диаметр
проволоки, вторая – количество витков.
Опытные образцы из стеклопластика и проволоки испытывались на растяжение плавно
возрастающей нагрузкой до разрушения (разрыва). Режим нагружения образцов из
проволоки принимался стандартным для испытания стальной арматуры [98]. Нагрузка
прикладывалась ступенями, примерно по 0,1 от разрушающей нагрузки. Выдержка на
каждой ступени
- Київ+380960830922