РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ТА РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1 Програма та об'єм випробувань.
Для отримання дослідних даних про характер деформування бетону та залізобетону при дії тривалих режимних навантажень, на підставі яких можна було б розробити достатньо надійний розрахунковий апарат з визначення міцності, жорсткості та тріщиностійкості згинаних залізобетонних елементів на всіх стадіях їх роботи, у ДНДІБК та Вінницькому державному технічному університеті було проведено комплекс експериментальних досліджень.
Комплекс складався з короткочасних та тривалих випробувань як залізобетонних зразків (балок), так і бетонних (призм). Програма та об'єм експериментальних досліджень були визначені з наступних міркувань.
Аналіз відомих досліджень показав, що до найважливіших чинників, які впливають на роботу згинаних залізобетонних елементів при малоциклових тривалих навантаженнях високого рівня слід віднести:
- рівень початкового навантаження;
- тривалість дії навантаження;
- характер зміни навантаження у часі;
- вміст арматури;
- міцністно-деформативні характеристики бетону.
Також слід відзначити, що найменш вивченим при таких навантаженнях є характер деформування бетону в складі залізобетонного перерізу.
Аналіз робіт ?15, 16, 123, 124, 125? дає підставу зробити висновок, що найяскравіше властивості бетону проявляються при такому вмісті розтягнутої арматури, коли виключається можливість її непружного деформування. Останнє і стало вирішальним у призначенні армування зразків при проведенні експериментальних досліджень.
У випадку пружного деформування арматури міцністні характеристики бетону впливають головним чином на кількісні показники при дослідженні напружено-деформованого стану згинаних елементів. Якісна ж картина явища залишається незмінною. Це дозволило головну увагу при проведенні експериментальних досліджень приділити найбільш важливим факторам, що впливають на роботу згинаних залізобетонних елементів при малоциклових навантаженнях високого рівня, а саме - рівню початкового навантаження та режиму зміни навантаження у часі.
Як свідчать роботи ?15, 16? відмінності малоциклового деформування від одноразового фактично повністю проявляються вже на 1 - 2 циклах зміни навантаження. Тому цілком логічно було б зосередитись саме на такій кількості циклів.
Розглядаючи спільно результати експериментальних досліджень ?84, 93?, можна зробити висновок, що швидкість прикладання початкового навантаження (короткочасно або на протязі визначеного більш тривалого проміжку часу) при подальшій тривалій дії навантаження не значно впливає на характер деформування залізобетонного перерізу, оскільки, перерерозподіл напружень по висоті перерізу триває від початку прикладання навантаження і на протязі усього часу його дії. Звідси цілком очевидно, що значної відмінності між короткочасним та тривалим режимом прикладання навантаження до згинаного залізобетонного елементу при подальшій його тривалій дії немає. Виключення може складати лише такий рівень початкового навантаження, при якому відбувається руйнування зразка за короткий проміжок часу.
З огляду на вищезазначене у дослідах із залізобетонними балками було вирішено варіювати такі фактори:
- рівень початкового навантаження, який змінювався в залежності від величини відносних деформацій бетону, що відповідають його призмовії міцності;
- характер зміни навантаження у часі, що відтворював би найбільш вірогідні реальні впливи на згинані залізобетонні елементи.
У зв?язку з відсутністю експериментальних даних, які б могли слугувати орієнтиром у остаточному призначенні найбільшого початкового навантаження, при якому деформування зразків у часі носило б затухаючий характер, було вирішено розділити всі зразки на дві групи. При чому, остаточний план досліджень другої групи зразків базувався на результатах досліджень першої групи.
У роботах ?15, 16, 93? відзначено збіжність характеру деформування бетону як при неоднорідному стисненні (у складі згинаного перерізу) так і при однорідному. Тому для повноти описання характеру зміни напружень по висоті залізобетонного перерізу одночасно з випробуванням зразків балок випробовувались зразки призми, деформування яких у часі повторювало деформування визначених волокон балок. Для з?ясування основних факторів впливу на несучу здатність балок, що тривалий час перебували під навантаженням, та порівняння з існуючими експериментальними даними авторів [93, 123, 124, 125], на окремих призмах визначались характер деформування і зміна міцності бетону при дії тривалих навантажень постійних у часі.
Всі зразки поділялись на основні та допоміжні.
Об?єм тривалих експериментальних досліджень основних зразків балок наведено у таблиці 2.1, основних зразків призм наведеному у таблиці 2.2.
На допоміжних зразках визначались параметри діаграм деформування бетону при короткочасних випробуваннях, проводились контрольні випробування балок на початку і у кінці тривалих випробувань, відслідковувались деформації усадки та зміна міцністно-деформативних показників бетону у часі. У таблиці 2.3 наведено об(єм допоміжних випробувань.
Таблиця 2.1 - Об(єм тривалих експериментальних досліджень основних зразків-балок
ГрупаСе-ріяМарка зразкаВміст арма-тури, %Початкове заванта-женняРежим дії навантаження
12345611БТ1-1-1 3,0?brтривала дія навантаження - розвантаження - короткочасне випробування до руйнуванняБТ1-1-2 1,15?br2БТ1-2-1 ?brтривала дія навантаження - довантаження на новий рівень - тривала дія навантаження - розвантаження - короткочасне випробування до руйнуванняБТ1-2-2 ?br3БТ1-3-1 ?brтривала дія навантаження - розвантаження - довантаження на новий рівень - тривала дія навантаження - розвантаження - короткочасне випробування до руйнуванняБТ1-3-2 1,35?brтривала дія навантаження - розвантаження - довантаження на новий рівень - тривала дія навантаження - короткочасне випробу