Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Исследование физико-механических свойств бетона и работы изгибаемой железобетонной балки. Методические указания к лабораторным работам № 1, 2 и практи

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

     

 

   

    

CC



 

  

 

      1, 2

    

   08.03.01 ,

  « , ,

   »,

20.03.02   , 

 «     »

 .. 

ISBN 978-5-7264-1561-1

 2017

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 624.012.4:626 ББК 38.5 И88

Рецензент — доктор технических наук, профессор А.Г. Тамразян,

заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций НИУ МГСУ

И88 Исследование физико-механических свойств бетона и работы изгиба е-

мой железобетонной балки [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным работам № 1, 2 и практическим занятиям для обучающихся по направлениям подготовки 08.03.01 Строительство, профиль подготовки «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений»,

20.03.02 Природообустройство и водопользование, профиль подготовки «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» / сост. А.Д. Истомин ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т, каф. железобетонных и каменных конструкций. — Электрон. дан. и прогр. (7 Мб). — Москва : Изд-во Моск. гос. строит. ун-та, 2017. — Режим доступа: http://

www.iprbookshop.ru/. — Загл. с титул. экрана.

ISBN 978-5-7264-1561-1(сетевое) ISBN 978-5-7264-1560-4 (локальное)

Рассматриваются вопросы определения деформативно-прочностных характеристик бетона

и исследования напряженно-деформированного состояния железобетонной балки.

Для обучающихся по направлениям подготовки 08.03.01 Строительство, профиль подго-

товки «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений»; по дисциплине «Основы строительного дела (Строительные конструкции)»,

20.03.02 Природообустройство и водопользование, профиль «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» всех форм обучения.

Учебное электронное издание

Московский государственный

строительный университет, 2017 © Оформление. ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017

Редактор Е.А. Копылова

Технический редактор А.В. Кузнецова

Корректор А.В. Мисенжников

Компьютерная верстка С.С. Сизиумовой

Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного

Для создания электронного издания использовано:

Microsoft Word 2007, приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,

разработанное на основе Adobe Air

Подписано к использованию 20.04.2017 г. Объем данных 7 Мб.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Национальный исследовательский

Московский государственный строительный университет»

129337, Москва, Ярославское ш., 26.

Издательство МИСИ–МГСУ.

Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.

E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru.

Тел. 8-800-555-22-35, (8452) 24-77-97, вн. 208,

E-mail: izdat@iprmedia.ru, mail@iprbookshop.ru.

ООО «Ай Пи Эр Медиа».

www.iprbookshop.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ............................................................................................................... 5

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕТОНА ................................... 6

1.1. Цель и задачи лабораторной работы .......................................................... 6

1.2. Определение кубиковой прочности и класса бетона

по прочности на сжатие .............................................................................. 6

1.3. Определения призменной прочности бетона и его модуля

упругости при сжатии ................................................................................. 9

1.4. Экспериментальные результаты испытания бетонных

призм на сжатие ................................................................ ......................... 12

1.4.1. Определение призменной прочности бетона

и его начального модуля упругости .......................................................... 12

1.4.2. Определение нижней и верхней условных границ

микротрещинообразования бетона при его осевом сжатии .................... 14

1.5. Анализ результатов .................................................................................... 21

1.6. Выводы по лабораторной работе № 1 ...................................................... 22

1.7. Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1 ................................ 22

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ

ИЗГИБАЕМОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БЫЛКИ ......................................... 24

2.1. Цель и задачи работы ................................................................................. 24

2.2. Методика испытаний железобетонной балки на изгиб ........................... 24

2.3. Результаты экспериментальных исследований

железобетонной балки на изгиб ................................................................ 25

2.4. Напряженно-деформированное состояние нормального

сечения при заданном уровне нагружения,

например при М = 11,43 кНм .................................................................... 26

2.5. Определение расчетных значений момента трещинообразования

и несущей способности балки .................................................................. 30

2.6. Анализ результатов испытаний и их сопоставление

с теоретическими значениями .................................................................. 35

2.7. Выводы по лабораторной работе № 2 ...................................................... 35

2.8. Контрольные вопросы к лабораторной работе № 2 ................................ 36

Приложения ....................................................................................................... 37

Библиографический список .............................................................................. 38

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания составлены для обучающихся

по направлению 08.03.01 «Строительство», профиль подготовки «Строительство инженерных, энергетических, гидротехнических и природоохранных сооружений» в соответствии с учебной программой по дисциплине «Железобетонные конструкции зданий и сооружений»; для обучающихся по направлению 20.03.02 «Природообустройство и водопользование», профиль «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» по дисциплине «Основы строительного дела (Строительные конструкции)» для всех форм обучения. Содержат пояснения к двум лабораторным работам курса и практическим занятиям: «иссле-

дование физико-механических свойств бетона» и «работы изгибаемой железобетонной балки».

Материал по каждой лабораторной работе излагается в следующем порядке: цель исследования; содержание и последовательность проведения исследований; изготовление и описание образца, и определение прочностных характеристик бетона и арматуры; испытательная установка и размещение приборов; предварительные расчеты и установление величины ступени загружения; проведение испытания и записи результатов; обработка результатов, теоретические расчеты, анализ проведенного исследования; выводы.

Лабораторные работы проводятся на опытных образцах (железобетонные балки), изготовленных студентами. Это дает возможность установить фактические прочностные характеристики бетона и арматуры.

В каждой работе устанавливаются погрешности в процентах между теоретической по [1] и экспериментальной величинами.

По каждой лабораторной работе студент представляет отчет, который он защищает самостоятельно. При защите студент отвечает на контрольные вопросы, приведенные в конце каждой лабораторной работы. Для углубленного усвоения методики испытания железобетонных конструкций рекомендуется дополнительная литература [5—7].

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

«ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕТОНА»

В соответствии с действующими государственными стандартами по показателям физико-механических характеристик бетонов устанавливаются их гарантированные значения — классы и марки:

 класс бетона по прочности на сжатие (растяжение);

 марка бетона по морозостойкости;

 марка бетона по водонепроницаемости;

 марка бетона по средней плотности.

Кроме этого, при расчётах железобетонных конструкций необходимо располагать данными о призменной прочности бетона, его модуле упругости, деформациях усадки, набухания, коэффициенте температурного линейного расширения. При отсутствии опыта применения бетона в конкретных условиях необходимы экспериментальные исследования влияния будущих условий эксплуатации на изменение физикомеханических свойств бетона и поведение бетона в составе железобетонной конструкции.

1.1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Цель лабораторной работы: исследование напряжённо деформи- рованного состояния бетонной призмы при центральном сжатии.

Задачи лабораторной работы:

1) построение опытной диаграммы работы при сжатии;

2) определение начального модуля деформаций бетона;

3) определение призменной прочности бетона;

4) определение нижней и верхней условных границ микротрещи-

нообразования бетона при его осевом сжатии.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КУБИКОВОЙ ПРОЧНОСТИ

И КЛАССА БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ

Прочность бетона при сжатии определяется по результатам испытаний кубов размером 100100100 мм на сжатие в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» рис. 1.

Рис. 1. Испытание кубов на сжатие

Перед испытанием образцы подвергаются визуальному осмотру для фиксации наличия дефектов в виде сколов ребер, раковин и инородных включений. Кроме перечисленных дефектов, опытные образцы также не должны иметь следов расслоения и недоуплотнения бетонной смеси. Наплывы бетона на ребрах граней отдельных образцов удаляются абразивным камнем. Опорные грани отформованных образцовкубов, предназначенных для испытания на сжатие, выбираются так,

чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы. Линейные размеры образцов измеряются с погрешностью не более 0,1 мм.

Шкала измерения усилия пресса выбирается из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20…80 % от максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой. Приложение нагрузки производится непрерывно со скоростью (0,6 ± 0,2) МПа/с, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения. При этом время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с. Разрушенный образец подвергается визуальному осмотру для установления:

 характера разрушения;

 наличия крупных (объемом более 1 см3) раковин и каверн внутри

образца;

 наличия зерен заполнителя размером более 1,5d

, комков глины

max

и следов расслоения.

Результаты испытаний образцов, имеющих перечисленные дефекты структуры, и с характером разрушения, не соответствующим нормальному разрушению, во внимание не принимаются (отбраковываются).

При испытании на сжатие образцы-кубы устанавливаются одной из выбранных граней на нижнюю опорную плиту пресса центрально относительно его продольной оси, используя риски, нанесенные на плиту пресса. Разрушение образцов сопоставляется с одной из дефектных схем (рис. 2). При определении средней прочности серии результат дефектной схемы разрушения согласно требованиям ГОСТа не учитывается.

Рис. 2. Схема характера разрушения кубов при испытаниях на сжатие:

1 ― нормальное разрушение; 2, 3, 4, 5 ― дефектные разрушения

Марка

образца

F · 10-3, кН

A · 10-2, cм2

R, МПа

, МПа

К1

540

100

54,0

52,8

К2

571

100

53,0

К3

588

100

51,4

%5υ

МПа2,508,5295,095,0

1015

 RR

МПа1,46)05,064,11(2,50)64,11(  υRB

МПа7,2

8,5245

8,525















Результаты испытаний кубов c ребром 10 см на сжатие

П р и м е ч а н и е : коэффициент вариации для данной лаборатории —

Приводим среднюю прочность кубов с ребром 10 см к прочности эталонных кубов размером 15×15×15 см.:

Определяем класс бетона по прочности на сжатие:

Испытанный бетон относится к классу по прочности на сжатие В45.

Прочность бетона при растяжении определяется по эмпирической формуле:

Таблица 1

1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЗМЕННОЙ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА И ЕГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ СЖАТИИ

Призменная прочность бетона и его модуль упругости определяются по результатам испытаний призм размером 100100400 мм (см. рис. 3) согласно ГОСТ 24452-80. «Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона». Образцыпризмы перед испытаниями центрируются по деформациям граней, измеряемых с помощью тензоизмерительной системы. Для измерения деформаций применяются проводниковые тензорезисторы, которые предварительно наклеиваются на поверхность (образца) бетона. Относи-

RRRR

72,0)001,077,0( 

aRF

bult



ult

F1,0

ult



ult

0yb







тельные деформации при этом измеряются с точностью не ниже 1·10-5. При определении призменной прочности и модуля упругости бетона нагружение образца производится ступенями, равными примерно 10 % от ожидаемой разрушающей нагрузки, сохраняя в пределах каждой ступени скорость нагружения (0,6 ± 0,2) МПа/с. На каждой ступени производится выдержка нагрузки от 4 до 5 мин. Ожидаемая призменная прочность вычисляется по эмпирической формуле на основании полученных результатов испытаний бетонных кубов:

Тогда ожидаемая разрушающей нагрузки будет равна:

а ступень нагружения призмы соответственно:

Призменная прочность Rb вычисляется для каждого образца по формуле:

где

— разрушающая нагрузка, измеренная по шкале силоизмерите-

ля пресса; А — среднее значение площади поперечного сечения образца, опреде- ляемое по его линейным размерам по ГОСТ 10180-90.

Модуль упругости Еb0 вычислялся для каждого образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % от разрушающей, по формуле:

где 1 = P1/F — приращение напряжения от условного нуля до уровня внешней нагрузки, равной 30 % от разрушающей;

— соответствующее приращение внешней нагрузки;

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]