РАздел 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СТАЛЬНЫХ
ДВУТАВРОВ С ПолостяМИ, ЗАПОЛНЕННЫМИ БЕТОНОМ
Конструкции экспериментальных образцов и технология их изготовления
При составлении программы экспериментальных исследований учтено, что несущая
способность сталежелезобетонных элементов зависит от геометрических размеров
(геометрические характеристики двутавра, диаметр арматуры, пролет) и
физико-механических свойств материалов - стали и железобетона. Таким образом,
задача планирования эксперимента, что охватывает этот класс исследованных
конструкций, очень сложная. Для получения экспериментальных результатов,
которые дадут возможность с достаточной мерой судить об особенностях работы
изгибаемых несущих конструкций из стальных двутавров с полостями заполненными
железобетоном, запроектированные следующие образцы:
изгибаемые элементы пролетом 2м из стальных двутавров №20 - серия Б-І (рис.
2.1.а);
изгибаемые элементы пролетом 2м из стальных двутавров №20 с полостями
заполненными бетоном трех разных классов, армированного сварными арматурными
каркасами с продольной арматурой периодического профиля трех размеров диаметров
и П - подобными хомутами, приваренными к стенке двутавра - серия Б-ІІ (рис.
2.1.б, 2.2.а);
а)
б)
в)
г)
Рис.2.1. Схемы армирования образцов:
а) серия Б-I; б) серия Б-II; в) серия Б-III; г) серия Б-IV
изгибаемые элементы пролетом 2м из стальных двутавров №20 с полостями
заполненными бетоном трех разных классов, армированного сварными арматурными
каркасами с продольной арматурой периодического профиля, приваренной к
внутренним граням полок, трех размеров диаметров с поперечным армированием
вертикальными хомутами - серия Б-ІІІ (рис. 2.1.в, 2.2.б);
изгибаемые элементы пролетом 2м из стальных двутавров №20 с полостями
заполненными бетоном трех разных классов, армированного сварными арматурными
каркасами с продольной арматурой периодического профиля, приваренной к
внутренним граням полок, трех размеров диаметров и зигзагообразным поперечным
армированием - серия Б-І (рис. 2.1.в, 2.2.в);
стандартные бетонные призмы 100ґ100ґ400мм и кубы 150ґ150ґ150мм для определения
прочности и деформативности бетона (по три для каждого класса);
стандартные стальные пластины, вырезанные из полок двутавра, для определения
физико-механических свойств стали;
стандартные арматурные стержни длиной 0,6м для определения физико-механических
свойств арматурной стали.
Характеристики сталежелезобетонных образцов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Характеристики сталежелезобетонных образцов
Серия
Зона
чистого
изгиба,
см
Растянутая
арматура
Защитный слой
Класс
бетона по
прочности,
nґds,
мм
as,
см
as’,
см
Б-ІІ-1
50
2Ж14А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-II-2
140
2Ж14А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-ІІ-3
50
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
20
Б-ІI-4
140
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
20
Б-ІІ-5
50
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-ІІ-6
140
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-ІІ-7
50
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
30
Б-ІІ-8
140
2Ж18А-IІІ
3.0
3.0
30
Б-ІІ-9
50
2Ж22А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-ІI-10
140
2Ж22А-IІІ
3.0
3.0
25
Б-ІІІ-1
50
2Ж14А-IІІ
1.6
1.3
25
Б-ІІI-2
140
2Ж14А-IІІ
1.6
1.3
25
Б-ІІІ-3
50
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
20
Б-III-4
140
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
20
Б-ІІІ-5
50
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
25
Б-IІІ-6
140
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
25
Б-ІІІ-7
50
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
30
Б-ІІІ-8
140
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
30
Б-ІІІ-9
50
2Ж22А-IІІ
2.0
1.3
25
Б-ІІI-10
140
2Ж22А-IІІ
2.0
1.3
25
Б-ІV-1
50
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
25
Б-IV-2
140
2Ж18А-IІІ
1.8
1.3
25
Во всех изгибаемых элементах использовалась сжатая арматура Ж12 А-IІІ и хомуты
из арматуры Ж6 А-I с шагом 100мм.
Изготовление экспериментальных образцов проводилось на базе строительного
предприятия “Полтавахиммашстрой”. В конструкциях образцов использовались:
стальной прокатный двутавр №20, фасонные детали из листа толщиной 10 мм и
арматурные стержни разных диаметров, согласно принятым конструктивным
особенностям для каждой серии. Изготовление арматурных каркасов для опытных
образцов производилось с помощью ручной электросварки. После установки каркасов
в боковые полости у образцов серии Б-ІІ хомуты приваривались к стенке двутавра,
а продольные стержни - к опорному ребру для обеспечения надежной анкеровки.
Армирование образцов серий Б-ІІІ и Б-ІV осуществлялось путем приваривания
стержней продольной арматуры к внутренним граням полок по длине элемента, к
которой приваривались хомуты из отдельных стержней Ж6 А-I для серии Б-ІІІ, и
зигзагообразное армирование Ж6 А-I для серии Б-IV. Все сварочные работы
выполнялись ручной электросваркой электродами Э-42.
Для изготовления экспериментальных образцов использовался бетон на мелком щебне
(фракции 10-20) трех классов по прочности (В20, В25, В30) промышленного
производства, изготовленного на Полтавском заводе ЖБИ-7. В качестве вяжущего
использовался портландцемент активностью 500 Балаклейского цементно-шиферного
комбината. Щебень и песок - Кременчугского гранкарьера. Состав бетонов
приведенный в табл. 2.2.
Бетонирование происходило в два этапа при помощи вибростола с вертикальными
гармоническими колебаниями в горизонтальном положении. Сначала осуществлялось
бетонирование одной полости с выдерживанием в течении 5 суток для обеспечения
схватывания бетона затем проводилось заполнение бетоном другой полости. Вместе
с этим для определения физико-механических свойств каждого состава бетона и для
каждой стороны изготовлялся три комплекта контрольных кубов с ребром 150 мм и
призм размером 100ґ100ґ400 мм, с уплотнением на вибростоле в стальных
инвентарных опалубках.
Таблица 2.2
Состав бетонов, принятых к изготовлению образцов
Номер
соста
- Київ+380960830922