ГЛАВА 2
ОБЪЕМ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Цель, задачи и объем экспериментальных исследований
Целью экспериментальных исследований является получение данных для разработки методики расчета несущей способности, прочности и деформативности изгибаемых железобетонных конструкций со смешанным армированием. Исследования были выполнены на железобетонных балках, усиленных путем наклеивания внешнего армирования в растянутой зоне.
Использование полимерных композиций для усиления железобетонных конструкций, определило необходимость изучения совместной работы конструкции с элементом усиления, сцепление с бетоном и ползучесть клея, а также влияние пропитки специальными составами на работу железобетонных элементов.
Исходя из анализа существующих данных и цели исследования, программа эксперимента предусматривала решение следующих задач:
- исследование влияния наружного армирования на несущую способность и деформативность изгибаемых железобетонных элементов при кратковременном и длительном действии нагрузки;
- исследование влияние пропитывания полимерными составами на несущую способность, деформативность, трещиностойкость и характер разрушения бетонных и железобетонных элементов;
- изучение силы сцепления клея с бетоном и ползучесть клея.
Для решения поставленных задач, был разработан план экспериментальных исследований и определен их объем.
Все образцы были разделены на основные (железобетонные балки и бетонные призмы) и вспомогательные (бетонные кубы, призмы и восьмерки, образцы металлической и базальтопластиковой арматуры, листовой стали).
Вспомогательные образцы предназначались для получения прочностных и деформативных характеристик опытных составов бетона. При определении их вида и количества учитывались требования ГОСТ 24452-80 [143]. Количество вспомогательных образцов, их размеры и назначение представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Объем вспомогательных испытаний
Серия образцовВид образцаПроектные размеры, см Количество образцов, шт.
Цель испытанийbhL1234567КБ-I (II)Бетон-ные кубы10101015Определение кубиковой прочности бетонаПУс-I (II)
ППол-I (II)Призмы10104012Определение деформаций усадки и ползучести бетонаПБ-I
ПБ-IIПризмы10104021Определение модуля упругости, призменной прочности бетонаВП-IВосьмер-ки88506Определение прочности бетона при осевом растяжении
В возрасте 28 суток, а также в начале и конце испытаний основных образцов соответствующих серий проводились стандартные кратковременные испытания бетонных призм и кубиков, в соответствии с [143], для определения и учета изменения прочностных и деформативных характеристик материала за период исследований. Было изготовлено 36 бетонных кубов сечением 100?100 мм, 36 бетонных призм, размером 100?100?400 мм, 12 бетонных восьмерок и 24 железобетонные балки.
Параллельно велись наблюдения за контрольными образцами - призмами, загруженными на 0,8 Rb (соответствующей по диаграмме "?b ? ?b" деформациям 0,3 ?bR), согласно методике [144] на испытание бетонных образцов на ползучесть.
Для определения механических характеристик арматуры в соответствии с [145], проведены испытания 12 образцов арматурной стали класса А500С - по шесть каждого диаметра. Испытание образцов базальтопластиковой арматуры и полос из тонколистовой стали, которые использовались для усиления железобетонных балок, проводились по ГОСТ 1497-84 [145], ГОСТ 12004-81 [150], ГОСТ 11701-84 [151].
В качестве основных образцов использовались железобетонные балки прямоугольного сечения 100?200 мм с длиной L=2300 мм и бетонные призмы размерами 100?100?400 мм.
Размеры балок определялись рабочими параметрами испытательной установки (величиной максимального создаваемого усилия, размером рабочего пространства, необходимого для размещения образца, траверсы, динамометра, элементов конструкции средней опоры и шарнира для передачи нагрузки на траверсу).
Для решения основной задачи - исследования несущей способности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов с наружным армированием при кратковременном и длительном действии нагрузки, были рассмотрены три варианта внешнего армирования:
- наклеивание на растянутую грань балки металлической полосы (L=2000 мм, b=50 мм, ?=3 мм);
- наклеивание на растянутую грань балки металлической полосы, которую дополнительно укрепляли с двух сторон при помощи 4-х анкеров, вклеенных в высверленные отверстия в балке, с шагом 50 мм на расстоянии 20 мм от торца пластины;
- усиление балки путем наклеивания в ряд 5-ти полосок из базальтопластиковой арматуры. Кроме этого, для дополнительного укрепления полосок, приопорная часть балки обклеивалась пропитанным клеем "Эдмок" базальтовым полотном (3 слоя), шириной 300...350 мм.
Общий объем испытаний основных образцов приведен в таблице 2.2.
Сразу после распалубки в помещении, где проводился эксперимент, были установлены шесть бетонных призм (первой и второй серий) для определения усадочных деформаций, а также контролировался тепло-влажностный режим.
Таблица 2.2
Характеристики и количество опытных образцов
СерияВид образцаПроектные размеры, смКол.,
шт.
Цель испытанийbhL1234567Изучение силы сцепления с бетоном и ползучести клеяПМКр-IПризмы с полосой из металла1010403Определение силы сцепления бетона призмы с наружным армированиемПМДл-IПризмы с полосой из металла1010409Исследование ползучести клея при длительном действии нагрузкиИсследование несущей способности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов с наружным армированием при кратковременном и длительном действии нагрузкиБМП-IБалки с полосой из металла10202302Исследование несущей способности изгибаемых элементов с наружным армированием при кратковременном действии нагрузкиБМА-IБалки с полосой из металла и анкерами10202303 ББП-IБалки с базаль-то
- Київ+380960830922