Работа № 4 испытание предварительно напряженной железобетонной балки

Цель работы – изучение напряженно-деформированного состояния предварительно напряженного изгибаемого элемента.

Задачи работы:

1. Оценить трещиностойкость балки с учетом потерь предварительного напряжения в рабочей арматуре и определить ее несущую способность и прогиб на стадии до образования трещин.

2. Произвести наблюдение за характером образования и развития трещин на различных стадиях нагружения, вплоть до разрушения по нормальным сечениям.

3. Проанализировать причины образования трещин и разрушения балки.

4. Ознакомиться с характером прогиба балки под нагрузкой и построить график зависимости «нагрузка-деформации» по экспериментальным данным.

5. На основе сравнения теоретических и экспериментальных значений момента трещинообразования, разрушающей нагрузки и прогиба оценить качество конструкции.

4.1 Определение расчетных характеристик бетона и арматуры

4.1.1 Определение характеристик бетона на момент отпуска натяжения 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:

(38)

Призменную прочность бетона и прочность бетона при осевом растяжении, отвечающие средней кубиковой прочности определяют по эмпирическим формулам, соответственно:

МПа (39)

(40)

Начальный модуль упругости бетона, отвечающий средней кубиковой прочности равен:

МПа (41)

4.1.2 Определение расчетных характеристик арматуры

Расчетные характеристики арматуры определяют на основе испытания образцов, на разрывной машине по схеме, показанной на рис. 25 а, б .По результатам замера усилий и деформаций арматуры строят график зависимости «σ-ε» (рис.25 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 (σ_y):

МПа (42)

Рис. 25. Испытание арматуры на растяжение: а – испытываемый образец в испытательном стенде; б – образец после испытания; в – общий вид диаграммы растяжения стали А500 (A-V)

4.2 Геометрические размеры и схема армирования железобетонной балки

Геометрические размеры и схема армирования балки показаны на рис. 26. Испытываемый образец армирован двумя плоскими каркасами и предварительно напрягаемой стержневой арматурой класса А500 (A-V). Предварительное напряжение создается электротермическим способом с натяжением на упоры. В средней части балки сжатая арматура не устанавливается. Для предотвращения преждевременного разрушения по наклонным сечениям предусмотрена поперечная арматура.

Рис. 26. Геометрические размеры и схема армирования испытываемой