Розділ 2
Конструкції дослідних зразків, методика їх виготовлення та випробування
2.1. Матеріали, конструктивні особливості дослідних зв’язків-анкерів, методика
їх випробування та аналіз досліджень
Для виконання поставленої мети були розроблені різні типи конструкцій
зв’язків-анкерів, що передбачали надійну роботу зв’язку залізобетонної
плити-полички та сталевої полички двотавра, а також розроблені конструкції
сталезалізобетонних балкових елементів.
Дослідження деформативності зв’язків виконували на зразках, які являли собою
два залізобетонних блоки-близнюки, об’єднанні стальним двотавровим елементом. У
кожному залізобетонному блоці дослідного зразка розміщували один або чотири
зв’язки. Всього було досліджено 6 дослідних зразків (А-1, А-2, А-3, А-4, А-5,
А-6), які поділялися на дві групи за кількістю зв’язків у залізобетонному
блоці. Перша група складалася із 3 дослідних зразків (А-1, А-2, А-3) і мала по
одному зв’язку у кожному залізобетонному блоці, друга група складалася також із
3 дослідних зразків (А-4, А-5, А-6) і мала по чотири зв’язки у кожному
залізобетонному блоці. Конструкцію дослідних зразків, схему випробування та
розміщення вимірювальних приладів показано на рис. 2.1.
Фізико-механічні характеристики матеріалів і геометричні характеристик зв’язків
подано у таблиці 2.1.
Дослідження проводили на анкерах, конструкції яких подано на рис. 2.2. Всього
було досліджено три типів анкерів.
Перший тип – це жорсткий упор А-1, який виконували із листової сталі ВСт3сп
товщиною 10 мм (рис.2.2, а).
Другий тип – це гнучкий упор А-2, які виконували із кутникового профілю
L75х75х5 (рис.2.2, б).
а)
б)
Рис. 2.1. Конструкція дослідних зразків та схема розміщення вимірювальних
приладів: а- з одним зв’язком; б – з чотирма зв’язками.
а)
б)
в)
Рис. 2.2. Конструкції досліджуваних зв’язків-анкерів:
а – жорсткий упор А-1; б – гнучкий упор А-2; в – стержневий анкер А-3.
Таблиця 2.1
Характеристика дослідних зразків жорстких та гнучких упорів, стержневих анкерів
Дослідна характеристика
Марка зразка
А-1
А-2
А-3
А-4
А-5
А-6
Упорна площа жорсткого упора, см2
24
45
24
45
Упорна площа гнучкого упора, см2
1,57
1,57
Поперечний переріз анкера, см2
0,785
0,785
Висота жорсткого упора, мм
40
75
Ж10
40
75
Ж10
Ширина упору, мм
60
60
60
60
Кут нахилу анкера
45
45
Ширина анкера, упору, мм
60
60
40
60
60
40
Довжина, мм
123
123
Кубикова міцність, R, МПа
31,2
36,0
38,0
31,2
36,0
38,0
Призмова міцність, Rb, МПа
21,8
25,2
26,6
21,8
25,2
26,6
Rs, МПа
310
260
310
260
Третій тип – це стержневий анкер А-3 виконаний у формі відкритої петлі, із
арматурної сталі А-І діаметром 10 мм (рис.2.2, в).
Дослідні зразки виставляли на прес і прикладали стискаюче статичне навантаження
на сталевий двотавровий елемент. Навантаження прикладали ступенями, які рівні
0,1 від руйнуючого навантаження. Після кожної ступені
навантаження виконували витримку 10-15 хв. На рис. 2.3. показані дослідні
зразки у момент проведення експериментальних випробувань.
Деформації зсуву сталевого двотаврового елемента відносно залізобетонних блоків
замірювалися мікроіндикаторами годинникового типу, які прикріплювали до
сталевого двотаврового елемента за допомогою струбцин, які приварювались нижче
встановленого зв’язка на 5-10 мм. Рухома ніжка мікроіндикатора опиралась на
закладну деталь, розташовану у залізобетонному блоці вище встановленого зв’язка
на 5-10 мм. Мікроіндикатори М-1 та М-2 використовувались для центрування
прикладеного навантаження.
а)
б)
Рис. 2.3. Дослідні зразки під час проведення експериментальних досліджень: а -
зразок з одним зв’язком; б – зразок з чотирма зв’язками.
Зусилля на ділянках сталевого двотаврового елемента визначали за деформаціями,
які вимірювали за допомогою тензодатчиків опору і тензометрів Аістова.
Експериментальні дослідження показали, що деформації у анкерах виникають з
перших ступеней навантаження.
Проведені дослідження жорсткого упору А-1 показали, що його несуча здатність
залежить від робочої площі упору і міцності бетону на стиск. Перед руйнуванням
дослідного зразка виникала тріщина, яка спочатку з’являлася у основі упора і
розвивалася із збільшенням навантаження по висоті. Після завершення
випробування залізобетонні блоки вільно відокремлювалися від сталевого
двотаврового елемента. Такий упор є досить складним з точки зору виготовлення
та має значні витрати металу.
Експериментальне дослідження гнучкого упору А-2 показало, що деформації у
вертикальній стінці виникають вже на перших ступенях завантаження. Епюра
деформацій упору від початку завантаження аж до вичерпання несучої здатності
залишається двознаковою. У масі бетону такий упор працює подібно нагелю. Робота
гнучкого упору на двознаковий згинальний момент не дозволяє застосовувати для
нього методику розрахунку жорстких упорів. Розподіл деформацій по висоті
гнучкого упору подано на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Розподіл деформацій по висоті гнучкого упору А-2.
Перед руйнуванням дослідного зразка виникала тріщина, яка спочатку з’являлася у
основі упора і розвивалася із збільшенням навантаження по висоті. Після
завершення випробування залізобетонні блоки вільно відокремлювалися від
сталевого двотаврового елемента. Такий упор також має значні витрати металу.
Проведені експериментальні дослідження стержневого анкера А-3 у формі відкритої
петлі, розташованого під кутом 900 до напрямку зсуваючої сили, показали, що він
працює на згин з перших ступеней навантаження. Характерною особливістю
деформації такого анкера є значна концентрація деформації згину у основи
анкера. Перед руйнування
- Київ+380960830922