РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДНІ ЗРАЗКИ, ОБЛАДНАННЯ ТА МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Конструкція дослідних зразків
Для вивчення впливу малоциклового короткочасного знакозмінного навантаження на деформативність та тріщиностійкість згинальних залізобетонних елементів у лабораторії кафедри інженерних конструкцій УДУВГП було виготовлено 12 зразків балок із номінальними розмірами 100х160х2000 мм (табл. 2.1). Прийняття саме таких розмірів дослідних зразків продиктоване як рекомендованим співвідношенням висоти до розрахункового прольоту (h ? l) в залізобетонних елементах, що згинаються, так і розмірами інвентарної опалубки. До того ж, дослідні балки можна розглядати як фізичні моделі, що моделюють підкранові балки промислових будівель, в яких співвідношення 1,6.
Армувались балки двома плоскими каркасами К-1, об'єднаними в просторовий (рис. 2.1). За робочу прийнята зміцнена витяжкою арматура періодичного профілю зі сталі класу А-ІІІв діаметром 10 мм (з контролем її видовження), розміщена симетрично. Використання даної арматури не суперечить вимогам чинних норм [21] і рекомендується для застосування в якості поздовжньої арматури у в'язаних каркасах. Поздовжня арматура надійно анкерувалась по краях балки від проковзування в тілі бетону. Поперечну арматуру приймали зі сталі класу Вр-І діаметром 4 мм із кроком 75 мм. Зона "чистого згину" була вільна від поперечної арматури, що дозволило виключити її вплив на деформацію стиснутого бетону. Каркаси зразків К-1 - в'язані. Коефіцієнт армування дослідних балок склав ?s + ?s/ = 2,17%.
Рис. 2.1. Конструкція дослідних зразків.
Таблиця 2.1
Геометричні характеристики дослідних зразків
Шифр зразкаПараметриРозміри балок, ммПлоща перерізу балок, см2.Захисний шар а = a', мм.Площа арматури Аs=A's, см2.lb ? hБ-12000104?160166,4151,52Б-22000
106?160169,615
15
1,52
1,58
Б-32000
104?158164,3215
151,52
1,58
БЗНЦ1-0,652000
100?16016015
151,52БЗНЦ2-0,652000
100?16016015
151,52
1,58
БЗНЦ1-0,5/0,652000
105?159166,9515
151,52
1,58
БЗНЦ2-0,5/0,652000
100?16016015
151,52БЗНЦ1-0,65/0,82000
102?160163,215
151,52
1,58
БЗНЦ2-0,65/0,82000
106?160169,615
151,52
1,58
БЗНЦ3-0,65/0,82000
103?160164,815
151,52БЗРМЦ-12000
102?159162,1815
151,52
1,58
БЗРМЦ-22000
105?159166,9515
151,52
1,58
Примітки:
1. Причиною різниці розмірів дослідних зразків по відношенню до проектних є недосконалість інвентарної опалубки, дана похибка врахована в подальших розрахунках.
2. Точність в величині захисного шару бетону обумовлена використанням при виготовленні арматурного каркасу чотирьох поперечних сіток, що відповідали
геометричним розмірам поперечного перерізу балок.
Зразки виконували з важкого бетону класу В15 складу: Ц:Щ:П = 1:3,17:4,17, при В/Ц = 0,6 із такою витратою складових на 1 м3 бетону: цемент марки 500 Здолбунівського заводу - 275 кг; пісок середньої крупності - 873 кг; щебінь фракції 5...20 мм - 1148 кг; вода - 165 л. Бетонували балки в металевих опалубках, розміри яких відповідали розмірам зразків. Бетонну суміш у формах ущільнювали за допомогою глибинного вібратора И-61. Зразки розопалублювали в 4-х денному віці та зберігали в нормальних темперетурно-вологісних умовах, із дотриманням вимог [40] у приміщенні при температурі 16 - 200С і відносній вологості повітря 50 - 70%.
Під час експериментальних досліджень деформацію арматури вимірювали за допомогою тензометрів Гугенбергера з ціною поділки 0,001 і базою 20 мм, розташованих на діагонально-протилежних стиснутому та розтягнутому стержнях робочої арматури, та на двох стержнях поперечної арматури (рис. 2.2). Дослідні дані про деформацію бетону під час випробувань отримували за допомогою індикаторів годинникового типу 2МІГ (ціна поділки - 0,002 мм), розташованими у верхній та нижній зонах зразків із базою 200 мм, та на похилому перерізі з базою 100 мм (див. рис. 2.2).
Рис. 2.2. Розміщення вимірювальних приладів:
І - індикатори годинникового типу;
Т - тензометри Гугенбергера;
П - прогиноміри 6ПАО.
Прогини балок фіксували прогиномірами 6ПАО, розташованими в середині прольоту та на опорах балки. У процесі випробувань за утворенням, зміною довжини, висоти й ширини розкриття нормальних і похилих тріщин слідкували за допомогою мікроскопу МПБ-3 з ціною поділки 0,002 мм. Навантаження, що передавалось на траверсу, контролювали динамометром типу ДОСМ-5 із границею вимірювань 5000 кг. Перед початком випробувань усі контрольно-вимірювальні прилади були повірені та протаровані (акти повірки зберігаються в лабораторії кафедри інженерних конструкцій УДУВГП).
2.2. Визначення фізико-механічних характеристик бетону та арматури
Для визначення фізико-механічних характеристик арматури на розривній машині УИМ-50 (шкала 10 кг.с.) ступенево-зростаючим навантаженням випробували 9 арматурних відрізків довжиною l = 500 мм до початку експерименту й 8 відрізків довжиною l = 500 мм відповідних стержнів робочої арматури, яку дістали з балки БЗНЦ3-0,65/0,8 після її випробування. Площу стержнів визначали згідно [42] за їхньою вагою та питомою вагою сталі.
Діаграма деформування сталі наведена на рис. 2.3. Середнє розривне зусилля арматурних стержнів склало Fp = 47,5 кН, а тимчасовий опір - ?u = 622 МПа. Умовна межа текучості арматури класу А-ІІІв після витягування склала ?0,2 = 450 МПа (див. рис. 2.3). Граничні деформації арматури розтягу становили ?sR = 25х10-4. Значення нормативного опору арматури розтягу наведені в табл. 2.2.
Порівнявши дані випробувань відрізків робочої арматури балок до і після експерименту, можна зробити висновок, що дія знакозмінного навантаження не спричиняє втрати зміцнення арматури класу А-ІІІв.
Рис. 2.3. Діаграма деформування арматури.
Фізико-механічні характеристики бетону визначались шляхом випробовування ступенево-зростаючим навантаженням на пресі П-250 (зі шкалою 2,5 кН) 18 кубів із розміром ребра 150 мм та 12 призм, розміром 150х150х600 мм у в
- Київ+380960830922