2.1 Определение расчетных характеристик бетона и арматуры
2.1.1 Определение расчетных характеристик бетона по результатам испытания стандартных кубов
Для определения прочности бетона при сжатии, испытывают стандартные образцы-кубы со стороной15 см, изготовленные из одного и того же замеса, что и лабораторные конструкции. Для проведения лабораторных работ необходимо испытать минимальное количество кубов, равное трем. Схема испытания и характер разрушения образца показаны на рис. 1.
Среднее значение кубиковой прочности бетона по результатам испытания кубов определяется по формуле:
(20)
Призменную прочность бетона и прочность бетона при осевом растяжении, отвечающие средней кубиковой прочности определяют по эмпирическим формулам, соответственно:
МПа (21)
(22)
Начальный модуль упругости бетона, отвечающий средней кубиковой прочности равен:
МПа (23)
2.1.2 Определение расчетных характеристик арматуры
Расчетные характеристики арматуры определяют на основе испытания образцов, на разрывной машине по схеме, показанной на рис. 16 .По результатам замера усилий и деформаций арматуры строят график зависимости «σ-ε» (рис.16, в), где
ΔL – приращение длины, вследствие растяжения.
В качестве опытной величины сопротивления растяжению проволочной арматуры В500 (Вр-I) принимается средняя величина (по результатам испытания трех образцов) физического предела текучести (σy):
МПа (24)
Рис. 15 Испытание арматуры на растяжение
А - расположение опытного образца на испытательном стенде; б – опытный образец после испытания; в – общий вид диаграммы растяжения арматуры класса в500 (Вр-I)
Напряжения растяжения в поперечной арматуре распределяются неравномерно, как видно из рис. 17. Они уменьшаются от максимального значения у нижней грани балки до минимального значения у вершины наклонной трещины. Длину горизонтальной проекции наклонной трещины принято обозначать Со. Неравномерность распределения напряжений в поперечной арматуре (хомутах) учитывается при определении ее расчетного сопротивления путем умножения на коэффициент условий работы γs1.
(24)
Рис. 16. Схема трещины балки по наклонному сечению
2.2 Геометрические размеры и схема армирования балки
Геометрические размеры и схема армирования испытываемой балки показаны на рис. 18. Опытный образец армирован двумя плоскими каркасами с нижней и верхней продольной арматурой класса А400 (A-III) и поперечной арматурой класса В500 (Вр-I). Площадь сечения одного стержня поперечной арматуры (хомута) Asw1 = см2. Плоские каркасы объединены между собой с помощью хомутов, расположенных с шагом S = см равномерно по всему пролету балки. Для предотвращения преждевременного разрушения балки по нормальным сечениям служит верхняя продольная арматура.
Рис. 17. Геометрические размеры и схема армирования балки