ЖБК Лаб2
.pdfНОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра железобетонных конструкций
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
«ИСПЫТАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ НА ИЗГИБ С РАЗРУШЕНИЕМ ЕЕ ПО НАКЛОННОМУ СЕЧЕНИЮ»
Выполнил:
Проверил:
г. Новосибирск - 2013 г.
Цель данной лабораторной работы состоит в исследовании прочности наклонных сечений изгибаемого элемента, при этом необходимо выполнить следующее:
1.Ознакомиться с характером образования и развития наклонных трещин.
2.Вычислить теоретическое значение прочности наклонного сечения опытной балки при действии поперечной силы.
3.Определить испытанием образца фактическую величину несущей способности балки по поперечной силе и сравнить ее с результатом расчета.
4.Сделать выводы по работе.
Разрушение изгибаемого элемента по наклонному сечению происходит вследствие одновременного действия изгибаемых моментов и поперечных сил на рассматриваемых участках. В соответствии с этим, развиваются внутренние усилия в арматуре, пересекаемой наклонной трещиной, а также в бетоне сжатой зоны.
Рис.1. Схема разрушения изгибаемого элемента по наклонному сечению.
В зоне чистого изгиба возникают нормальные трещины незначительной ширины раскрытия (участок II на рис.1), а на участке I, где велики значения поперечной силы, возникают наклонные трещины. В данной лабораторной работе и предстоит изучить образование наклонных трещин в изгибаемом элементе - разрушение по наклонному сечению.
2
I.Характеристика опытной балки.
Схема балки приведена на рис.2. Результаты натурных обмеров заносятся в таблицу № 1.
Рис.2. Схема балки.
|
|
|
|
Таблица №1. |
|
№ п/п. |
Обозначение |
Размерность |
Численное значение |
Примечание |
|
1 |
h |
C M |
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
b |
C M |
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
L |
C M |
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
s |
C M |
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
a |
C M |
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
As |
C M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
7 |
As, |
C M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
8 |
Asw |
C M 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Физико-механические характеристики бетона и арматуры определяются, как и
впредыдущей работе, испытанием контрольных образцов:
1.Средняя кубиковая прочность бетона:
Rm= ... (МПа)
2. Класс бетона по прочности на осевое сжатие:
B=0.778 × Rm= . . . (МПа)
3 . Средняя призменная прочность бетона:
Rbm=B × (0.77-0.001B)= . . . (МПа)
4. Сопротивление бетона осевому растяжению по эмпирической зависимости:
Rbt,m=5 × Rm/(45+Rm)= . . . (МПа)
5.Диаметры и классы арматур:
-рабочей - 1 12A-III;
-монтажной - 1 1ОА-Ш;
3
-хомутов - 4B-I.
6.Временное сопротивление разрыву для проволоки B-I, установленное испытанием ее на растяжение:
u,obs= . .. (МПа)
7.Сопротивление поперечной арматуры растяжению:
Rsw 0,8 × u,obs = . . . |
(МПа) |
II. Определение теоретического значения прочности наклонного сечения при действии поперечной силы.
Значение поперечной силы, воспринимаемой хомутами и бетоном, определяется с учетом фактических размеров балки и физико-механических характеристик бетона и арматуры.
Поперечная сила, воспринимаемая хомутами и бетоном сжатой зоны в наиболее опасном сечении, подсчитывается по формуле:
Qwh = √ ( |
) |
где: - коэффициент принимаемый, согласно /1/, для тяжелого бетона равным 2; - усилие в хомутах на единицу длины элемента, определяемое по
формуле:
(H/см) , где:
Asw - площадь сечения всех поперечных стержней в нормальном сечении, см2 ; S - расстояние между поперечными стержнями по длине элемента (шаг хомутов), (см);
h0= h-а - рабочая высота сечения балки, (см).
Коэффициенты ( и для изгибаемого элемента прямоугольного профиля с ненапрягаемой арматурой равны нулю.
Расчетная схема испытываемой балки приведена на рис.3. Величина расчетного пролета Ld и расстояние гидравлических домкратов d v определяются измерением.
Рис.3. Расчетная схема балки.
4
III. Определение фактического значения несущей способности балки по поперечной силе.
Испытание балки производится на той же установке, что и в лабораторной работе №1. Балка загружается двумя сосредоточенными грузами в четвертях пролета.
Величина нагрузки определяется по показаниям манометра гидронасоса и тарировочной таблице. Загружение балки производится последовательно, ступенями. Величина ступени загружения принимается не более 20% от ожидаемой разрушающей нагрузки:
Fu = (0.1 0.2)Qw b , (кН) = 0.2Qwb = …
В процессе испытания ведется наблюдение за трещинами в бетоне, на каждой ступени измеряется ширина раскрытия двух, трех трещин. Испытание продолжается до разрушения балки, определяемого падением давления в гидросистеме и раскрытием зияющих трещин, которые после сброса нагрузки остаются открытыми. Наибольшее показание манометра соответствует опытной величине разрушающей нагрузки - Qwb,obs (кН).
Обработка результатов испытания балки выполняется в виде таблицы 2. Также приводится схема образования трещин на развертке и характер разрушения балки (рис.4).
Номер |
Показание |
|
Время вы- |
Ширина раскрытия трещин, |
Приме- |
||
ступени |
манометра, |
Нагрузка |
держки под |
мм. |
|
|
чание |
загру- |
МПа. |
F, кН |
нагрузкой, |
Тр |
Тр. |
Тр. |
|
жения |
|
|
мин. |
№1. |
№2 |
№3 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
5
Рис. 4. Схема образования трещин в балке.
В заключении сопоставляются результаты расчета и опытных данных, а также делаются выводы по проделанной работе.
|
Q(%) = |
|
100%, где: |
|
|
||
Qwb,obs |
_ фактическое значение несущей способности балки по поперечной |
силе, полученное по результатам испытания на лабораторной установке, (кН).
6