Библиографическое описание:

Снежкина О. В., Корнюхин А. В., Киселев А. А., Ладин Р. А. Программа и результаты исследования коротких железобетонных балок // Молодой ученый. — 2014. — №6. — С. 240-243.

В программу исследования коротких железобетонных балок включены факторы, не исследованные ранее, либо исследованные недостаточно. К этим факторам относятся: пролет среза a/h0, количество продольной и распределенной арматуры в виде горизонтальных и вертикальных хомутов.

Целью экспериментальных исследований коротких балок является дальнейшее совершенствование метода расчета прочности коротких балок при изменении a/h0 от 1 до 1,5, разработка методов расчета трещиностойкости и определения ширины раскрытия трещин в балках с пролетом среза a/h0 от 0,25 до 1,5.

Программа исследований коротких балок предусматривала решение следующих вопросов: определение прочности балок без распределенной арматуры с пролетом среза a/h0 от 0,25 до 1,5; определение трещиностойкости балок без распределенной арматуры с пролетом среза a/h0 от 0,25 до 1,5; определение ширины раскрытия трещин в балках без распределенной арматуры с пролетом среза a/h0 от 0,25 до 1,5; определение влияния горизонтальных и вертикальных хомутов на прочность, трещиностойкость и ширину раскрытия трещин в балках с пролетом среза a/h0 от 1 до 1,5; определение влияния пролета среза на характер образования трещин, вид разрушения в балках без поперечной арматуры и в балках, армированных равномерно распределенной арматурой.

Задачей экспериментально-теоретических испытаний являлось исследование действительной работы сжатой зоны коротких балок при изменении пролета среза от 0,25 до 1,5 в балках без распределенной арматуры, а также балок, армированных распределенной арматурой в виде горизонтальных и вертикальных хомутов при изменении пролета среза от 1 до 1,5 .

Проектирование опытных образцов коротких балок. Все опытные образцы коротких балок авторами проектировались прямоугольного сечения с размерами 25´40 см. Длина образцов изменялась в соответствии с пролетом среза. Всего было изготовлено 10 образцов. Шесть образцов имели только продольную растянутую арматуру, исследуемым фактором являлся пролет среза (рис. 1).

Рис.1. Схема армирования балок серии I

Два образца армировались горизонтальными, два вертикальными хомутами (рис. 2). В этом случае исследуемым фактором являлся вид распределенного армирования при изменении a/h0 от 1 до 1,5.

Рис. 2. Схема армирования балок с распределенной арматурой: а — серия III; б — серия II

В качестве продольной растянутой арматуры принимались стержни 3Æ18 A-III. С целью надежной анкеровки эти стержни отгибались по контуру торца балки и дополнительно к ним было приварено по два анкеровочных хомута на каждой опоре. Горизонтальные хомуты располагались равномерно по высоте балок и принимались 3Æ8 A-III с шагом 5 см. Вертикальные хомуты располагались равномерно по длине балок и принимались 3Æ8 A-III с шагом 5 см. Характеристика опытных образцов приведена в табл. 1. Образцы изготавливались в заводских условиях в специальной опалубке на заводе Стройдеталь № 1 г. Пензы.

Таблица 1

Характеристики опытных образцов коротких балок

№ п/п

Серии

Марка образца

Геометрические размеры

Продольное армирование As

Горизонтальные хомуты Asw,g

Вертикальные хомуты Asw,v

b, см

h, см

L, см

hо, см

кол-во, шт.

диаметр, класс

кол-во, шт.

диаметр, класс

шаг, см

кол-во, шт.

диаметр, класс

шаг, см

1

Б–1

25

40

47

36

3

18А–III

2

Б–2

25

40

65

36

3

18А–III

3

I

Б–3

25

40

83

36

3

18А–III

4

Б–4

25

40

101

36

3

18А–III

5

Б–5

25

40

119

36

3

18А–III

6

Б–6

25

43

137

36

3

18А–III

7

Б–7

25

43

101

36

3

18А–III

3

8A–III

5

8

II

Б–8

25

43

137

36

3

18А–III

3

8A–III

5

9

III

Б–9

25

43

101

36

3

18А–III

3

8A–III

10

10

Б–10

25

43

137

36

3

18А–III

3

8A–III

10

Таблица 2

Прочностные и деформационные характеристики бетона

Марки образцов

Кубиковая прочность R, МПа

Призменная прочность Rbn, МПа

Прочность на растяжение Rbtn, МПа

Начальный модуль упругости Eb, МПа

Б–1 ¸ Б–6

30

22

1,8

32,5×103

Б–7, Б–8

19

12,7

1,3

25,0×103

Б–9, Б–10

40,5

25,7

1,95

34,5×103

Физико-механические свойства бетона и арматуры. Одновременно с испытанием образцов коротких балок авторами проводилось определение физико-механических свойств бетона. Прочностные характеристики определялись по результатам трех испытаний кубиков. Кубиковая прочность R определялась из испытаний кубиков с ребром 10 см с введением поправочного коэффициента для перехода к стандартному кубику с ребром 15 см. (табл. 1.).

Физико-механические свойства арматуры А-III (сталь 35ГС) определялись согласно требованиям ГОСТ. Для каждой партии арматуры было испытано по три образца стержней. Деформации удлинения оценивались индикатором с ценой деления 0,01 мм на базе 150 мм. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Аналогичные прочностные характеристики образцов Голландского института строительства приведены в табл.3.

Методика испытаний. Силовая установка представляла собой две металлические рамы, состоящие из боковых стоек, закрепленных в ручьях силового пола и поперечных балок-траверс, жестко соединенных со стойками. Схема и общий вид установки показана на рис. 4. Нагружение балок производилось гидравлическим домкратом ДГ-200 через систему распределительных траверс. Подготовка к испытаниям производилась в следующем порядке. Выполнялась зачистка и побелка поверхности бетона образцов для улучшения визуального наблюдения за образованием трещин. Для измерения деформаций бетона на боковую грань образца наклеивались тензодатчики с базой 50 мм.

Рис. 4. Схема силовой установки испытания образцов-балок: 1 — металлическая рама; 2 — распределительная траверса; 3 — гидродомкрат; 4 — опорные площадки; 5 — жесткий штамп; 6 — испытываемый образец; 7 — катки

Нагружение опытных образцов производилось поэтапно: по 2000 кг до образования исследуемых трещин и далее, до разрушения, по 5000 кг. Определение ширины раскрытия трещин в бетоне производилась оптическим прибором — трубкой Брюнелля .

Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты экспериментальных исследований авторов

Серия образцов

Марка образцов

a/h0

ms, %

msw, %

Rbn, кг/см2

Fcrcнакл. тр. кг × 10 -3

Тип наклонной трещины

Fcrcверт. тр. кг × 10 -3

Ftestкг×10 -3

Вид разрушения

Б—1

0,25

0,85

0

220

46

Т—О

53

по сжатой зоне

Б—2

0,5

45

Т—О

45

75

по сжатой зоне

I

Б—3

0,75

40

Т—Г

34

82

по сжатой зоне

Б—4

1,0

35

Т—Г

22

60

по сжатой зоне

Б—5

1,25

28

Т—Г

18

54

по сжатой зоне

Б—6

1,5

23

Т—Г

14

51,8

по сжатой зоне

II

Б—7

1,0

0,85

1,2

127

45

Т—Г

30

93

по сжатой зоне

Б—8

1,5

37,5

Т—Г

27

56

по сжатой зоне

III

Б—9

1,0

0,85

1,2

257

50

Т—Г

40

87

по растянутой зоне

Б—10

1,5

20

50

по растянутой зоне

Литература:

1.         Скачков, Ю. П. Особенности напряженно-деформированного состояния коротких железобетонных элементов / Ю. П. Скачков, О. В. Снежкина, М. В. Кочеткова, А. В. Корнюхин // Молодой ученый. — № 12(59). — 2013. — с.172–178.      

2.         Ладин, Р. А. Характер напряженно-деформированного состояния коротких балок, армированных хомутами / Р. А. Ладин, О. В. Снежкина, М. В. Кочеткова, А. В. Корнюхин // Новый университет. -№ 10(20).- 2013. -с.51–56    

3.         Снежкина, О. В. Экспериментально-теоретические исследования коротких железобетонных балок /О. В. Снежкина, М. В. Кочеткова, А. В. Корнюхин, Р. А. Ладин // Новый университет. -№ 8–9 (18–19). — 2013. -с.53–57.         

4.         Снежкина, О. В. Расчет прочности железобетонных балок со средним пролетом среза / О. В. Снежкина, М. В. Кочеткова, А. В. Корнюхин, Р. А. Ладин // Региональная архитектура и строительство. — № 1(18). — 2014. — C. 118–123.

5.         Кочеткова, М. В. Совершенствование методов расчета многорядных свайных ростверков под колонны: моногр. / М. В. Кочеткова, О. В. Снежкина, А. В. Корнюхин. — Пенза: ПГУАС, 2011.- 140 с.

6.         Ладин, Р. А. Оценка прочности коротких железобетонных балок / Р. А. Ладин, О. В. Снежкина, М. В. Кочеткова, А. В. Корнюхин // Вестник магистратуры. — 2014. — № 4 (31). — C.69–71.

7.         Будылина, Е. А. Основные принципы проектирования сложных технических систем в приложениях / Е. А. Будылина, И. А. Гарькина, А. М. Данилов А. С. Махонин // Фундаментальные основы оценки качества сложных систем/ Е. А. Будылина, И. А. Гарькина, А. М. Данилов // Молодой ученый.- 2013. -№ 5.- С. 42–45.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle