РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2. 1. Конструкції дослідних зразків та технологія їх виготовлення
При складанні програми експерименту враховувалось, що несуча здатність і
напружено-деформований стан елемента залежать від: конструктивного вирішення,
ексцентриситету прикладення навантаження і фізико-механічних властивостей
вихідних матеріалів. Була поставлена задача експериментально визначити
ефективність роботи позацентрово стиснутих елементів зі сталевих двотаврів із
боковими порожнинами, заповненими бетоном.
При плануванні експериментальних досліджень враховувались різні фактори, що
можуть впливати на значення несучої здатності позацентрово стиснутих елементів
[121], а саме: довжина елементу, наявність бетонування і армування бокових
порожнин двотавра, спосіб приєднання поздовжньої арматури, діаметр поздовжньої
арматури та ексцентриситет прикладення зовнішнього навантаження. У
відповідності до вище перелічених факторів було заплановано виготовити та
випробувати зразки згідно наведених на рис. 2.1 і рис. 2.2 схем планування
експерименту. За планом експерименту було виготовлено 2 групи зразків. Перша
група виготовлялась зі сталевих прокатних двотаврів № 16 з довжиною 800мм,
1200мм та 1600мм; із поздовжньою арматурою класу А-ІІІ Ш12мм, Ш16мм та
поперечною арматурою класу А-І Ш6мм; із заповненими бетоном класу В30 боковими
порожнинами. Друга група зразків виготовлялась зі сталевих прокатних двотаврів
№ 20 з довжиною 2000мм; із поздовжньою арматурою класу А-ІІІ Ж10мм, Ж14мм,
Ж22мм та поперечною арматурою класу А-І Ж6мм; із заповненими бетоном класу В25
боковими порожнинами. Для виявлення ефективності роботи сталезалізобетонних
елементів випробовувались двотаври з незаповненими бетоном боковими порожнинами
з розмірами відповідними до першої та другої груп. З метою визначення
фізико-механічних властивостей бетонів випробовувались стандартні куби
100ґ100ґ100мм і призми 100ґ100ґ400мм, виготовлені із бетонів тих же складів, що
і дослідні зразки.
Ст 1-3-0
Ст 2-3-0
Ст 3-3-0
Ст 1-3-2
Ст 2-3-2
Ст 3-3-2
Ст 1-1-0
Ст 1-2-0
Ст 1-3-0
Ст 1-1-2
Ст 1-2-2
Ст 1-3-2
Ст 1-0
Ст 1-1
Ст 1-2
Ст 1-3-0
Ст 1-3-1
Ст 1-3-2
Ст 1-3-3
Ст 1-3-4
Рис. 2.1. Схема планування експерименту (перша група зразків)
Виготовлені дослідні зразки мали різне конструктивне рішення та
фізико-механічні властивості вихідних матеріалів. Характеристики дослідних
зразків наведені в табл. 2.1.
СтБ – 4
СтБ – 6
СтБ – 1
СтБ – 3
СтБ – 2
СтБ – 6
СтБ – 3
СтБ – 5
Рис. 2.2. Схема планування експерименту (друга група зразків)
При проведені експериментів були досліджені наступні зразки:
1. Стиснуті сталеві двотаври №16 з довжиною 800мм без поздовжньої арматури та з
незаповненими бетоном боковими порожнинами. Початковий ексцентриситет в площині
з більшою жорсткістю відсутній (серія Ст-1-0), рівний 20мм (серія Ст-1-1) та
40мм (серія Ст-1-2).
2. Стиснуті сталеві двотаври №16 з довжиною 800мм, без поздовжньої арматури, із
заповненими бетоном класу В30 боковими порожнинами. Початковий ексцентриситет в
площині з більшою жорсткістю відсутній (серія Ст 1-1-0) та рівний 40мм (серія
Ст 1-1-2).
Таблиця 2.1.
Характеристика дослідних зразків
Серія зразків
Довжина зразка, мм
Спосіб приєднання поздовжньої арматури
Діаметр поздовжньої арматури, мм
Клас бетону
Ексцентриситет прикладення навантаження, мм
по осі Х
по осі Y
5
Перша група (двотавр № 16)
Ст-1-0
800
0
Ст-1-1
800
20
Ст-1-2
800
40
Ст 1-1-0
800
В 30
Ст 1-1-2
800
В 30
40
Ст 1-2-0
800
до полиць двотавра
4 Ч 12
В 30
Ст 1-2-2
800
до полиць двотавра
4 Ч 12
В 30
40
Ст 1-3-0
800
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
Ст 1-3-1
800
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
20
Ст 1-3-2
800
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
40
Ст 1-3-3
800
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
20
Ст 1-3-4
800
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
40
Ст 2-3-0
1200
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
10
Ст 2-3-2
1200
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
40
Ст 3-3-0
1600
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
10
Ст 3-3-2
1600
до полиць двотавра
4 Ч 16
В 30
40
Продовження табл. 2.1
Марка зразка
Довжина зразка, мм
Спосіб приєднання поздовжньої арматури
Діаметр поздовжньої арматури, мм
Клас бетону
Ексцентриситет прикладення навантаження, мм
по осі Х
по осі Y
Друга група (двотавр № 20)
СтБ – 1
2000
20
СтБ – 2
2000
40
СтБ – 3
2000
до полиць двотавра
2 Ч 10, 2Ч14
В 25
20
СтБ – 4
2000
до торцевих пластин
2 Ч 10, 2 Ч 22
В 25
40
СтБ – 5
2000
до полиць двотавра
2 Ч 10, 2 Ч14
В 25
СтБ – 6
2000
до полиць двотавра
2 Ч 10, 2 Ч 22
В 25
40
3. Стиснуті сталеві двотаври №16 з довжиною 800мм, із поздовжньою арматурою
4Ш12мм, привареною до полиць двотавра, із заповненими бетоном класу В30
боковими порожнинами. Початковий ексцентриситет в площині з більшою жорсткістю
відсутній (серія Ст 1-2-0) та рівний 40мм (серія Ст 1-2-2).
4. Стиснуті сталеві двотаври №16 з довжиною 800мм, із поздовжньою арматурою
4Ш16мм, привареною до полиць двотавра, із заповненими бетоном класу В30
порожнинами. Початковий ексцентриситет в площині з більшою жорсткістю відсутній
(серія Ст 1-3-0), рівний 20мм (серія Ст 1-3-1) та 40мм (серія Ст 1-3-2),
початковий ексцентриситет в площині з меншою жорстк