Испытание железобетонной балки с разрушением по наклонному сечению от действия поперечной силы

1. Цели работы

1. Изучить характер работы балки при изгибе, процесс образования, роста и раскрытия наклонных трещин.

2. Экспериментально установить момент разрушения конструкции по наклонному сечению.

3. Определить теоретические величины разрушающей нагрузки и ширины раскрытия наклонных трещин и сравнить их с экспериментальными значениями.

2. Образцы, приборы и оборудование

Для достижения поставленных целей испытывается балка, представленная на рисунке 6.

Перед испытанием балка освидетельствуется, фиксируются ее дефекты, после чего устанавливаются ее фактические размеры. Данные обмеров заносятся в таблицу 3.

Таблица 3

Параметр	L, см	h, см	b, см	h0, см	lsh, см	Арматура поперечная
						d, мм	Класс	Asw,см2	S, см
Величина	900	122	6,2	10,2	15	5	В500	0,785 (2х стер. по 5 мм)	7,5

Для определения ширины раскрытия наклонных трещин используется оптический микроскоп с ценой деления 0,05 мм.

Балка испытывается на универсальной испытательной машине ГМС-50, на 5-тонной шкале по схеме, представленной на рисунке 6. Нагрузка контролируется по силоизмерителю пресса.

Рис. 6. Схема нагружения балки

3. Порядок проведения работ

Обмеренная и осмотренная опытная балка устанавливается на опоры испытательной машины.

Результаты эксперимента сводятся в таблицу 11.

Таблица 11

Номер ступени	Нагрузка F, Н	Поперечная сила Q, Н	Наклонные трещины acrc , мм					Примечания
1	1250		0,05				Возникновение трещины
2	1500		0,2				Увеличение ширины трещины
3	1600		0,3				Ширина трещины более 3 мм – разрушение образца

По окончании эксперимента зарисовываются характер разрушения и картина трещин.

4. Обработка результатов и порядок расчетов

Определение теоретического значения несущей способности балки по наклонному сечению на действие поперечной силы

Теоретическое значение нагрузки, вызывающей разрушение по наклонному сечению определяется по формуле

, (30)

где = - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении, ,

- длина проекции невыгоднейшего наклонного сечения на продольную ось балки. Принимаем исходя из условий:

=15см, ,

= поперечная сила, воспринимаемая поперечными стержнями в наклонном сечении.

- усилие в поперечных стержнях на единицу длины элемента, - длина проекции наклонной трещины, - шаг поперечных стержней.

, , , , принимаются по таблице 10; R_sw, R_bt принимаются по данным лабораторной работы № 1.

Сравниваем теоретическое и фактическое значения разрушающей нагрузки:

(31)

Погрешность:

(32)

Определение теоретического значения ширины раскрытия наклонных трещин

Ширина раскрытия наклонных трещин определяется по формуле

(33)

где – при непродолжительном действии нагрузки;

– для арматуры периодического профиля;

, где – относительное расстояние между поперечными стержнями; – относительное значение диаметра поперечной арматуры.

Напряжения в поперечной арматуре σ_sw определяют, принимая, что поперечная сила, воспринимаемая бетоном, отвечает своему минимальному значению , и, следовательно, поперечная сила, передаваемая на поперечную арматуру, составляет

Q_b – Q_{b min}=592,15-436,37=155,78кг

При этом поперечную арматуру, воспринимающую эту силу, учитывают на длине проекции наклонного сечения с = h₀, т. е. равной ее минимальному значению.

Тогда, , где A_sw – площадь сечения поперечной арматуры, расположенной в одной нормальной к продольной оси элемента плоскости, пересекающей наклонное сечение.

Сравниваем теоретическое и фактическое значения ширины раскрытия наклонных трещин:

(34)

Погрешность (35)

Вывод: разные значения эксперимент и теор.