РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ БАЛОК З МОДЕЛЮВАННЯМ ПРУЖНИХ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ ОПОР
2.1. Програма експериментальних досліджень
Згідно з поставленими завданнями розроблена програма експериментальних досліджень. В програму експериментальних досліджень входило випробування бетонних призм та кубів, стержнів арматурної сталі та 16-ти залізобетонних балок з моделюванням пружних горизонтальних переміщень опор в рамних системах.
Відповідно до фіксованого пружного горизонтального переміщення опор балок в рамних системах, яке імітували трьома динамометрами (ДР-2, ДР-3, ДР-4) з різною пружною жорсткістю, всі зразки експериментальних балок були поділені на чотири серії. Кожна серія представлена чотирма балками однакової довжини та однакового поперечного перерізу з різними рівнями армування. Клас бетону експериментальних балок чотирьох серій прийнято однаковим.
Призначення процента поздовжнього робочого, надопорного та поперечного армування дослідних балок здійснено з обробки інформації з армування ригелів прогоном 6 м типової серії багатоповерхових виробничих будинків ИИ23-1/70 [83] зі спиранням плит на полички залізобетонних ригелів (табл. 2.1). Для обробки інформації по армуванню зі серії [83], залежно від нормативних еквівалентних корисних навантажень vn=10,0 ? 25,0 кПа на перекриття, вибрані типові ригелів чотирьох марок: ИБ3-17, ИБ3-2, ИБ3-3, ИБ3-4. За вибраними марками типових ригелів були призначені проценти армування (чотири рівня) в експериментальних балках. Так само, як у типовій серії, нижня робоча поздовжня арматура в дослідних залізобетонних балках прийнята ненапруженою з гарячекатаної арматурної сталі періодичного профілю класу А-III з відповідним до типових марок ригелів процентом армування. Прийняті проценти армування експериментальних балок та клас арматури наведені в табл. 2.2.
Навантаження прикладали зверху в 1/4 розрахункового прольоту експериментальних балок двома рівними за значеннями силами F.
Таблиця 2.1
Характеристики ригелів прольотом 6 м типової серії ИИ23-1/70 [83]
Марка ригеля за серієюНормативне корисне навантаження vn, кПаКлас бетонуПроцент армування ? та клас арматуриробочої надопорної поперечної ИБ3-1710,0В250,63 (А-III)0,11 (А-III) 0,39 (А-III)ИБ3-215,00,75 (А-III) 0,265 (А-III)0,565 (А-III)ИБ3-320,00,95 (А-III)0,313 (А-III)0,77 (А-III)ИБ3-425,01,23 (А-III)0,313 (А-III)0,77 (А-III)
Таблиця 2.2
Характеристики експериментальних балок за чотирма рівнями армування
Рівні
армування
балокКлас бетонуМарка балокПроцент армування ? та клас арматуриробочої надопорної поперечної 1В25Б-1/1? Б-1/40,65 (А-III)0,45 (А-ІІІ)0,39 (А-І)2Б-2/1? Б-2/40,88 (А-III)0,45 (А-III)0,57 (А-І)3Б-3/1? Б-3/41,15 (А-III)0,45 (А-III)0,78 (А-І)4Б-4/1? Б-4/41,45 (А-III)0,45 (А-III)0,78 (А-І)
Випробування експериментальних балок чотирьох серій проводили за двома схемами. Перша схема випробування вільно опертих балок першої серії показана на рис. 2.1. За другою схемою (рис. 2.2) випробовувались вільно оперті, з різними рівнями обмеження від горизонтального переміщення, балки другої, третьої та четвертої серій із замонолічуванням проміжків між їх торцями та опорами дрібнозернистим бетоном.
Рис. 2.1. Схема випробування експериментальних балок 1-ї серії
Рис. 2.2. Схема випробування експериментальних балок 2-ї, 3-ї, 4-ї серій
2.2. Конструкція та виготовлення експериментальних зразків
Експериментальні зразки являють собою залізобетонні стержні перерізом h?b=200?100 мм та довжиною L=2100 мм. Опалубочне креслення показано на рис. 2.3.
Армування експериментальних зразків має вигляд плоского каркасу (рис. 2.3). Розроблені арматурні каркаси виготовляли у заводських умовах за допомогою контактного точкового зварювання.
Для балок Б-1/1?Б-1/4 прийнята робоча арматура ?12 мм класу А-ІІІ, надопорна арматура ?12 мм класу А-ІІІ, для поперечної арматури використовувалась арматура ?8 мм класу А-І з кроком 100 мм.
Для балок Б-2/1?Б-2/4 прийнята робоча арматура ?14 мм класу А-ІІІ, надопорна арматура ?12 мм класу А-ІІІ, для поперечної арматури використовувалась арматура ?8 мм класу А-І з кроком 75 мм.
Для балок Б-3/1?Б-3/4 прийнята робоча арматура ?16 мм класу А-ІІІ, надопорна арматура ?12 мм класу А-ІІІ, для поперечної арматури використовувалась арматура ?8 мм класу А-І з кроком 50 мм.
Для балок Б-4/1?Б-4/4 прийнята робоча арматура 2?12 мм класу А-ІІІ, надопорна арматура ?12 мм класу А-ІІІ, для поперечної арматури використовувалась арматура ?8 мм класу А-І з кроком 50 мм.
Крім того, у всіх балках до робочої та надопорної арматури (рис. 2.3) приварені з кроком 100 мм арматурні (?6 А-І) коротуни довжиною, рівною захисному шару бетону (?42 мм). Ці коротуни при дослідженні балок використовували як репера для замірів деформацій в арматурі.
Рис. 2.3. Опалубочне креслення та армування експериментальних балок
1 - поздовжня робоча арматура As; 2 - надопорна арматура A's; 3 - поперечні стержні Asw; 4 - металеві репери для заміру деформацій арматури
Бетонування зразків проходило у заводських умовах одночасно за один прийом у металевій опалубці.
Геометричні характеристики експериментальних балок наведено у табл. 2.3.
Таблиця 2.3
Геометричні характеристики експериментальних балок
№ серіїМарка балки ДинамометрL,
ммh,
ммb,
ммas,
ммh0,
ммAs,
см2a's,
ммh'0,
ммA's,
см2Asw, см2s,
ммlsup.o, мм?,
мм1Б-1/1 -2100200100241761,13311690,7850,5010010020Б-2/12100200100291711,54261740,7850,507510020Б-3/12100200100271732,01281720,7850,505010020Б-4/12100200100281722,26271730,7850,5050100202Б-1/2 ДР-22100200100231771,13301680,7850,5010010020Б-2/22100200100231771,54321680,7850,507510020Б-3/22100200101221782,01341670,7850,505010020Б-4/22100199100261732,26291