РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ КОСОЗІГНУТИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ
2.1. Конструкція зразків та технологія їх виготовлення
Для проведення експериментальних досліджень, з метою розв’язання поставлених в
п. 1.5 задач, було виготовлено 15 зразків (п’ять серій по 3 зразка, які
відрізнялись між собою розташуванням поздовжньої робочої арматури)
залізобетонних балок з прямокутним поперечним перерізом із важкого бетону.
Геометричні параметри зразків балок, схеми їх армування та схеми завантаження
наведені на рис. 2.1 та 2.2. Фактичні міцносні характеристики зразків наведені
в таблиці 2.1.
Робоча арматура розтягнутої зони поперечного перерізу виготовлена з арматурних
стержнів із сталі класу A-III. В кутових зонах поперечного перерізу встановлено
по одному конструктивному стержню із сталі класу A-І. За способом виготовлення
каркаси зварні.
Для визначення фізико-механічних характеристик арматури, при виготовленні
каркасів від кожного арматурного стержня відрізалися зразки довжиною мм, які
потім випробовувались.
Після виготовлення каркасів на конструктивну та робочу арматуру в перерізах на
відстані по 50 мм в кожну сторону від середини балки, з діаметрально
протилежних сторін, наклеювалися електротензорезистори опору базою 20 мм. Їх
наклеювання виконувалося із застосуванням клею БФ-2 з дотриманням рекомендацій
щодо виконання таких робіт.
Після комутації тензорезисторів, вони ізолювалися герметиком, що забезпечувало
надійну гідро- та електроізоляцію (рис. 2.3).
Бетонування балок здійснювалося в лабораторних умовах (див. рис. 2.4) з
дотриманням технологічної послідовності виготовлення важкого бетону. Для
визначення фізико-механічних характеристик бетону з кожного замісу
виготовлялося по 6 призм та 3 кубів з розмірами відповідно 15 х 15 х 60 см та
15 х 15 х 15 см.
Рис. 2.1. Конструкція експериментальних зразків
Рис. 2.2. Схеми армування та завантаження зразків в зоні чистого косого
згинання
Таблиця 2.1
Характеристики експериментальних зразків
Шифр зразка
Розміри перерізу, мм
Кут нахилу силової площини , град
Характеристики бетону
Характеристики арматури
Армування
Rb, МПа
Eb 10-4, МПа
eR
Rs, МПа
Es 10-5, МПа
стиснутої зони
розтягнутої зони
8
10
11
12
БП-I-1
240
160
23,3
3,6
0,00163
2,51
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-I-2
240
160
23,3
3,6
0,00163
2,51
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-I-3
240
160
23,3
3,6
0,00163
2,51
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-II-1
240
160
23,3
3,6
0,00163
2,51
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-II-2
240
160
18,8
3,25
0,00157
2,7
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-II-3
240
160
18,8
3,25
0,00157
2,7
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-III-1
240
160
10
20,7
3,45
0,00174
2,9
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-III-2
240
160
10
20,7
3,45
0,00174
2,9
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-III-3
240
160
10
20,7
3,45
0,00174
2,9
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-IV-1
240
160
15
20,7
3,45
0,00174
2,9
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-IV-2
240
160
15
18,8
3,25
0,00157
2,7
509
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-IV-3
240
160
15
18,8
3,25
0,00157
2,7
437
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-V-1
240
160
20
18,8
3,25
0,00157
2,7
437
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-V-2
240
160
20
18,8
3,25
0,00157
2,7
437
2Ш6A-I
1Ш18A-III
БП-V-3
240
160
20
18,8
3,25
0,00157
2,7
437
2Ш6A-I
1Ш18A-III
В якості в’яжучого застосовувався портландцемент марки 400. Гранітний щебінь
крупністю 10-20 мм та річний пісок середньої крупності використовувалися
відповідно як великий та дрібний заповнювачі у відповідності з [124].
Рис. 2.3. Арматурні каркаси з наклеєними та заізольованими
електротензорезисторами
Після укладання бетонної суміші в металеву опалубку вона ущільнювалась
глибинним голчатим вібратором.
Забетоновані зразки витримувалися 15 діб в металевій опалубці і 20 діб після
розопалублювання в умовах природнього твердіння в вологому стані. Балки, що
досягли віку 30-40 діб, готувалися до випробування.
2.2. Фізико-механічні характеристики арматурної сталі та бетону
Визначення фізико-механічних характеристик арматурної сталі та бетону
виконувалось шляхом випробування спеціально заготовлених зразків згідно з
[125-129].
При випробовуванні зразків визначалася межа текучості арматурної сталі. Дані
результатів випробовування зразків наведені в таблиці 2.1.
Рис. 2.4. Загальний вигляд металевої опалубки з встановленими арматурними
каркасами
У відповідності з [126 – 129] для визначення властивостей бетону проводились
випробування бетонних призм та кубів безпосередньо перед випробовуванням балок.
Для призм визначалися: відносні деформації бетону на різних ступенях
завантаження та призмова міцність. Навантаження на зразок передавалося
ступенями по 50 кН. Швидкість завантаження підтримувалася постійною – по 3 хв.
на ступінь.
Вимірювання деформацій бетону здійснювалося за допомогою електротензодатчиків
опору базою 50 мм, які наклеювалися в середньому перерізі призми на всі чотири
грані. Їх показання фіксувалися приладом АИД-2М (автоматичний вимірювач
деформацій).
Таблиця 2.2
Порівняння експериментальних та теоретичних значень напружень в бетоні для
призм
Шифр
зразка
Відносні деформації в долях до ,
Експериментальні
значення напружень, , МПа
Теоретичні значення напружень, , МПа
Відношення
Призми серії П-І
П-І-1
0,24
8,83
10,73
1,22
0,47
17,66
18,54
1,05
0,7
22,08
23,44
1,06
1,00
25,71
25,71
1,00
П-І-2
0,21
8,77
9,16
1,04
0,44
15,35
16,54
1,08
0,67
19,74
21,54
1,09
1,00
24,12
24,11
1,00
П-І-3
-
- Київ+380960830922