новая папка 1 / 293576

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет» Кафедра строительных конструкций

В.И. Рязанов, М.А. Аркаев

ИСПЫТАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ НА ИЗГИБ С ПРОВЕРКОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ И РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве методических указаний для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 270800.62 Строительство

Оренбург

2014

1 Цель работы

Исследование прочности, жесткости и трещиностойкости железобетон-

ной балки при изгибе с ее разрушением по нормальному сечению.

2 Задачи работы

2.1Ознакомиться с характером образования и развития трещин, а также

скартиной разрушения.

2.2Ознакомиться с характером прогибов балки под нагрузкой, постро-

ить график прогибов балки.

2.3Определить расчетом прогибы балки в середине пролета и сравнить их с полученными из опыта.

2.4Определить теоретический момент появления первых трещин и раз-

рушения, сравнить их с опытными значениями.

2.5 Определить относительные деформации бетона и построить графики деформации.

Таблица 2.1 – Параметры испытательного образца

4

3 Определение прочностных и деформативных

характеристик бетона

Прочностные и деформативные характеристики материалов определяют-

ся экспериментально или по СП 52-102-2003 в зависимости от проектного класса бетона по прочности на сжатие и класса арматуры.

Основные буквенные обозначения величин приняты согласно [2, 3].

3.1 Определение относительной высоты сжатой зоны бетона

Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависи-

мости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона , определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны ξR при котором предельное со-

стояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арма-

туре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs.

Относительную высоту сжатой зоны бетона вычисляют по формуле:

b Rb

Затем определяют граничную относительную высоту сжатой зоны бето-

на вычисляют по формуле:

3.2 Определение теоретического разрушающего момента

Предполагаемая разрушающая нагрузка составит:

6

4 Геометрические характеристики приведенного сечения

4.1 Приведенное бетонное сечение Ared - сечение, в котором площадь се-

чения арматуры заменена эквивалентной по модулю упругости площадью се-

чения бетона. Исходя из равенства деформаций арматуры и бетона, приведение

выполняется по отношению модулей упругости двух материалов a Es .

Eb

Площадь приведенного сечения элемента Ared вычисляется по формуле:

Рисунок 4.1 - Сечение балки

7

4.2 Статический момент приведенного сечения Sred относительно оси 1-1

вычисляется по формуле:

4.4 Момент инерции приведенного сечения относительно оси, проходя-

щей через его центр тяжести Ired вычисляется по формуле:

4.5 Упругопластический момент сопротивления приведенного сечения вычисляют по формуле:

где для прямоугольного сечения =1,75.

5 Расчет теоретического момента трещинообразования

Предполагаемая нагрузка при которой появляются первые трещины оп-

ределяется по формуле:

8

6 Расчет прогиба балки в середине пролета

При кратковременном действии нагрузки, в стадии до появления трещин,

прогиб в середине пролета балки вычисляется по формуле:

где - коэффициент, зависящий от условий опирания балки и схемы за-

гружения =23/216 – для длинной схемы загружения;

М - изгибающий момент от нагрузки, при которой определяется прогиб,

кН/м2.

7 Методика испытания балки

При испытании железобетонных конструкций должны выполняться тре-

бования ГОСТ 8829-94 "Изделия строительные железобетонные и бетонные за-

водского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости".

Балка при испытании опирается на одной опоре шарнирно-подвижно, на другой шарнирно – неподвижно. Загружение осуществляется в соответствии с рисунком 2.3 - двумя сосредоточенными силами. Нагрузка на балку приклады-

вается ступенями, составляющими: до момента появления нормальных трещин

0,1 от ожидаемой (предполагаемой) нагрузки трещинообразования, после появ-

ления первой трещины –0,1 от ожидаемой (разрушающей нагрузки).

После каждого этапа нагружения дается 3-5 минутная выдержка балки под нагрузкой, во время которой производится осмотр балки и фиксируются образование и развитие трещин.

На каждом этапе загружения (снимаются в начале и в конце выдержки)

отсчеты по прогибомерам и тензорезисторам в соответствии с рисунком 2.3.

9

Отсчеты заносятся в таблицы 7.1 и А.1 (приложение А). По результатам измерений и обработки данных строятся графики:

а) прогибов балки в середине пролета в зависимости от нагрузок; б) относительных деформаций бетона в зависимости от нагрузки.

По графику прогибов устанавливается момент появления трещиностойкости в бетоне и сравнивается с моментом трещинообразования, определяемым визуально.

В процессе испытания, возникающие на бетонной поверхности трещины обводятся мягким карандашом, отмечается длина их распределения и номер соответствующего этапа загружения. После испытания изображается характер разрушения балки.

Прогиб балки определяется с учетом цены деления прибора. Цена деления прогибомера Максимова 0,1 мм.

Таблица 7.1 – Прогибы в середине балки, в зависимости от Р

В результате испытания устанавливается М топыт :

10