ЖБК Лаб1

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра железобетонных конструкций

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

«ИСПЫТАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ НА ИЗГИБ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ»

Выполнил:

Проверил:

г. Новосибирск – 2013 г.

Данная лабораторная работа ставит своей целью исследование прочности нормальных сечений изгибаемого элемента, а также его жѐсткости и трещиностойкости. При этом требуется выполнить следующее:

1.Вычислить теоретическое значение величины разрушающего момента нормального сечения опытной балки.

2.Ознакомиться с характером образования трещин в балке вплоть до еѐ разрушения.

3.Определить опытную величину разрушающего момента и сравнить еѐ с теоретическим значением.

4.Определить из опыта прогибы балки в середине пролѐта на разных ступенях загружения и сравнить их с вычисленным значением прогиба.

5.Сделать выводы по работе.

Характеристика опытной балки.

Схема балки приведена на рис. 1. Монтажная арматура в средней трети пролѐта оборвана, чтобы вести расчѐт сечения с одиночной арматурой.

Рис.1. Схема балки.

Результаты натурных размеров балки и исходные данные по арматуре заносятся в таблицу 1.

2

Физико-механические характеристики бетона и арматуры определяются, как и в предыдущей работе, испытанием контрольных образцов:

1. Средняя кубиковая прочность бетона по результатам испытания бетонных кубиков на сжатие:

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.Диаметры и классы арматуры:

рабочей – 2 6 A-I; монтажной - 6 A-I; хомутов - 4 Вp-I.

5. Предел текучести арматуры, определѐнный испытанием контрольных образцов на растяжение:

fy,abs=...(Mna)

6. По классу рабочей арматуры и классу прочности бетона на осевое сжатие из СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" определяются величины модуля упругости:

Еs=...(МПа) и Еb= ... (МПа).

II.Определение величины теоретического значения разрушающего момента

вбалке.

Величина разрушающего момента определяется по формулам прочности нормальных сечений изгибаемых элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой. При этом необходимо учитывать фактические характеристики материалов и геометрические размеры сечения (Rm; Rb.m; fy, abs;b; h).

Высота сжатой зоны бетона определяется из условия равновесия суммы проекций всех сил на горизонтальную ось:

Рис.2. Расчѐтная схема сечения.

3

Величина теоретического значения разрушающего момента из условия прочности по сжатому бетону равна (см. рис.2):

M u = R b , m × b × х × (h0 - 0,5 × х ) , (МПа×см3),

где z b = h 0 - 0 ,5 × х - плечо внутренней пары сил.

Из условия прочности по растянутой арматуре величина разрушающего момента определяется по следующей формуле:

M u = f y , a b s × As × zb = f y , a b s × As × (h0 - 0,5 × х ) , (МПа×см3),

где 1 МПа×см3=100 Н ×см.

Величина разрушающей теоретической силы (максимальное усилие, приходящееся на 1 домкрат) равна:

Fu = , (кН), где d v = 0 ,3 3 ×L d ;

L d - расчѐтный пролѐт балки, (см).

III. Испытание балки и определение опытного значения разрушающего момента.

Расчѐтная схема балки приведена на рис.3. Испытание балки производится на специальном стенде, загружение осуществляется двумя гидравлическими домкратами. Балка испытывается в повѐрнутом на 180° положении так, что растянутая зона расположена сверху. Схема испытательного стенда приведена на рис.4

Рис.3. Расчетная схема балки.

Величину расчѐтного пролѐта L d и расстояние от домкратов до опор определяют измерением. Значение усилия в домкрате определяется по показаниям манометра и тарировочной таблицы.

4

Рис.4. Схема испытания балки:

1.Жѐсткая силовая рама;

2.Гидравлические домкраты;

3. опытная балка;

4.Индикатор И1;

5.Шарнирные опоры;

6.Насосная станция.

IV. Результаты испытания.

В процессе испытания балки ведѐтся наблюдение за образованием и раскрытием трещин, отмечается нагрузка, соответствующая моменту образования нормальных трещин. На каждой ступени загружения снимаются отсчѐты по индикатору и записываются в таблицу 2.

т, мм

Затем, по результатам испытаний, строится график прогибов балки в зависимости от нагрузки (рис.5). Характер образования трещин и схема

f m = φ ( F )

т, мм

Рис.5. График прогибов. разрушения балки наносится на развѐртку элемента (рис.6).

5

Рис. 6. Развѐртка элемента и схема образования трещин.

Опытное значение разрушающего момента вычисляется при принятой схеме испытания по формуле:

M u , a b s = Fm a x × d v ,

Где: Fmax - наибольшее усилие в домкрате, определяемое по наибольшему показанию манометра и тарировочной таблице, (кН);

d v - расстояние от опор до домкратов, (см).

Полученное опытное значение разрушающего момента сравнивается с теоретическим. Отклонение между опытным и теоретическим значением разрушающего момента составляет:

6