РОЗДІЛ 2
МЕТА, ЗАДАЧІ ТА МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Постановка задач експериментальних досліджень
В даному дисертаційному дослідженні експериментальна частина відіграє ключову
роль, так як, саме від чіткості та точності її виконання залежить в цілому вага
і корисність всього дослідження. Задачі експериментальних досліджень
формулюються на основі загальних цілей дисертації (п.1.5), а також враховуючи
необхідність удосконалення існуючих та розробки нових методів випробовування
плит.
Виходячи з актуальності даного питання, кафедра залізобетонних та кам’яних
конструкцій Київського національного університету будівництва та архітектури
поставила завдання створення дослідницького стенду, який при високій точності
замірів прикладеного навантаження, дієвій системі контролю за змінами
прикладеного навантаження, давав можливість прикладати до плит рівномірно
розподілені моменти по чотирьом сторонам одночасно, моменти попарно різні за
інтенсивністю, та додатково можливість прикладення малоциклових завантажень при
високій точності замірів прикладених зусиль і простеження чіткості передачі цих
зусиль до експериментальної плити.
Викликає інтерес також питання вивчення напружено-деформованого стану бетону в
нормальних перерізах залізобетонних плит, що зазнають двостороннього згину.
Таким чином, основною метою експериментальних досліджень є вивчення роботи
залізобетонних плит з малим відсотком армування (м<0,01), що працюють в двох
напрямах, при завантаженні їх рівномірно розподіленими згинаючими моментами по
краям плити, за умов короткочасної однократної та малоциклової дії
навантажень.
Для досягнення мети були поставлені наступні задачі експериментальних
досліджень:
Розробити та втілити конструкцію дослідницького стенду, розробити методику
проведення досліджень, провести експериментальні дослідження фрагментів
залізобетонних плит, що працюють в двох напрямках при згині моментами різної
інтенсивності за умов короткочасної однократної та малоциклової їх дії.
Розробити та впровадити методику (спосіб) дослідження деформованого стану
бетону у нормальних перерізах досліджуваних зразків плит.
Отримати нові експериментальні дані несучої здатності, тріщиностійкості,
прогинів, відстані між тріщинами, ширини розкриття тріщин досліджуваних
фрагментів залізобетонних плит, що працюють в двох напрямках при згині
моментами різної інтенсивності за умов постійної та малоциклової дії
навантажень.
Вивчити вплив постійних та повторних завантажень на характер, розвиток,
величину розкриття тріщин та відстані між ними, встановити залежність ширини
розкриття тріщин від відсотка армування, кроку та діаметру арматури.
Вивчити вплив циклічних завантажень на величину і характер повних прогинів та
їх складових (пружних, пластичних, залишкових) при різних схемах завантаження.
На основі способу дослідження деформованого стану бетону у нормальних перерізах
плит [149], отримати величини деформацій стиснутого бетону у товщі плити в двох
напрямках, як при постійних так і при малоциклових завантаженнях.
Отримати експериментальні дані деформацій розтягнутої арматури та на поверхні
стиснутої зони бетону.
2.2. Розробка та конструкція дослідницького стенду для випробовування
залізобетонних плит, що згинаються в двох напрямах
Як випливає з вище приведеного аналізу методів експериментальних досліджень
(п.1.3), методи дослідження залізобетонних плит та випробувальні установки
досить різноманітні. Але, в основному, можна виділити два основні напрями
випробовування залізобетонних плит, що відрізняються за способом створення
напруженого стану в поперечному перерізі залізобетонної плити. В одному
випадку, навантаження прикладаються по краям плити, а моменти (зосереджені або
розподілені) утворюються за рахунок плеча між осями прикладення вертикального
навантаження та опор, що зміщені в напрямку центра плити. В іншому випадку,
завантаження плити відбувається вертикальним навантаженням (зосередженими
силами або рівномірно розподіленим) по полю плити, тоді як спирання плити
виконується по її контуру (шарнірне або защемлення).
Основними недоліками існуючих випробувальних стендів є неможливість прикладення
до плит рівномірно розподілених моментів по чотирьом сторонам одночасно,
відсутність контролю за змінами прикладеного навантаження, неможливість
простежити передачу зусиль до експериментальної плити, відсутність контролю
опорних реакцій, неможливість підтримувати однакову інтенсивність навантаження
з плином часу, проводити циклічні завантаження.
Згідно з завданням кафедри залізобетонних та кам’яних конструкцій Київського
національного університету будівництва та архітектури (п. 2.1), було розроблено
дослідницький стенд для випробовування залізобетонних плит, що згинаються в
двох напрямках, на основі застосування сучасних високоточних пристроїв та
обладнання, який максимально відповідає вище приведеним вимогам та дає
можливість прикладати до плит рівномірно розподілені моменти по чотирьом
сторонам одночасно, моменти попарно різні за інтенсивністю та ще й дає
можливість прикладати до плит циклічні завантаження при високій точності
замірів прикладених зусиль і можливості прослідкувати точність передачі цих
зусиль до експериментальної плити.
Конструктивне вирішення дослідницького стенду та спосіб випробування
залізобетонних плит, що згинаються в двох напрямках запатентовано [78].
Задані вимоги до дослідницького стенду вдалось задовольнити за рахунок того, що
розроблена конструкція (рис. 2.1) має опорну раму з системою незалежних
завантажувальних важелів консольно-балкового типу, пристроїв дл
- Київ+380960830922