Испытание железобетонной балки на изгиб с разрушением по нормальному сечению

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра «Железобетонные и каменные конструкции»

ЛАБАРОТОРНАЯ РАБОТА

Испытание железобетонной балки на изгиб с разрушением по нормальному сечению

Глушков И.В.

Проверил:

Пахмурин О.Р.

Томск 2016

1. Испытание железобетонной балки на изгиб с разрушением по нормальному сечению

Цель работы

Изучение работы железобетонной балки при изгибе с разрушением по нормальному сечению.

Задачи работы

1) Установление характера образования трещин на поверхности балки и измерение ширины раскрытия трещин.

2) Определение максимальных изгибов балки до образования трещин и после.

3) Определение значения разрушающей нагрузки и установление схемы разрушения балки.

4) Вычисление нагрузок при образовании первой трещины и при разрушении, прогибов, ширины раскрытия трещин и сравнение этих величин с аналогичными величинами, полученными при испытании.

1.1 Конструкция балки

Железобетонная балка изготовлена из тяжелого бетона и армирована плоским сварным каркасом.

Геометрические характеристики балки

1.2 Физико-механические характеристики бетона и арматуры

Прочность бетона при при сжатии определяется при испытании стандартных контрольных кубов или цилиндров в соответствии с ГОСТ 10180-78 или приборами механического действия в соответствии с ГОСТ 22690.0.77…ГОСТ 22690.4.77.

Призменная прочность бетона, прочность бетона при растяжении и начальный модуль упругости определяется при испытании стандартных образцов, изготовленных одновременно с конструкциями из того же бетона. Эти характеристики могут быть определены по эмпирической прочности бетона , выраженной в МПа.

Призменная прочность бетона в МПа:

;

Прочность бетона при сжатии в МПа:

Начальный модуль упругости в МПа:

;

Предел текучей арматуры и модуль упругости определяется при испытании образцов арматуры на растяжение, проводимых в соответствии с требованиями ГОСТ 12004-81. «Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение».

Данные характеристики не следует отождествлять с нормативными и расчетными, приведенными в СНиП 2.03.01-84 и определяемыми в зависимости от класса бетона.

Физико-механические характеристики бетона и арматуры

1.3 Испытание балки

При испытании железобетонных конструкций должны выполняться требования ГОСТ 8829-85. «Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Методы испытания нагружением и оценка прочности, жесткости и трещиностойкости».

Балка перед испытанием должна быть побелена жидким раствором мела или извести. В местах опирания и загружения устанавливаются на гипсовом растворе металлические пластинки, препятствующие смятию бетона. трещина балка разрушение бетон

Испытание балки проводится на металлическом стенде в перевернутом на 180 градусов положении. Загружение балки производится гидравлическим домкратом, передающим сосредоточенную нагрузку F на два симметрично расположенные сечения балки.

Сосредоточенную силу F прикладывают ступенями, размер которых составляет 5…10 % от ожидаемой разрушающей нагрузки F. После каждого этапа нагружения дается 3…5-минутная выдержка железобетонной балки под нагрузкой, в конце которой снимаются показания по индикаторам, показывающим перемещение балки, а также определяется с помощью отсчетного микроскопа ширина раскрытия трещин. На поверхности балки карандашом проводятся линии параллельные трещинам, около которых проставляются номера этапов.

Строим график зависимости прогиба f от нагрузки F. Отклонения от линейной зависимости этого графика вызваны пластическими деформациями бетона и арматуры, образованием и раскрытием трещин.

1.4 Расчет балки

Расчет трещиностойкости балки

Ожидаемая величина нагрузки, при которой появляются первые трещины, может быть определена по формуле:

момент, вызывающий появление трещин

упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне перед образованием трещин для бетонного сечения.

Определение прогибов

До появления трещин:

Ожидаемый прогиб балки в середине пролета L определяется по формуле:

 0,125-0,16* 100=0,122

коэффициент для шарнирно-опертой балки, загруженной двумя сосредоточенными силами F , расположенными на расстоянии от опор;

- кривизна балки на участке действия максимальных моментов

1)4,8*(150/2)= 3,6

1)3,6/0,85*25714,3*6666,948=0,0000247

6666,948

- приведенный момент инерции железобетонного сечения, принятый для слабоармированной конструкции равным моменту инерции бетонного сечения;

1)5976,52

2)1991,

После образования трещин:

Ожидаемый прогиб балки в середине пролета L определяется по формуле:

0,122

- коэффициент для шарнирно-опертой балки, загруженной двумя сосредоточенными силами F , расположенными на расстоянии от опор;

19,2*(150/2)=11,4

0,468

Определение ширины раскрытия трещин

Ширина раскрытия трещин в нормальных к продольной оси балки сечения:

52,326

Здесь =1 для изгибаемых элементов, =1 при кратковременном действии нагрузки, =1,0 при арматуре периодического профиля, =1,3 при гладкой стержневой арматуре, d -диаметр растянутой арматуры в мм,

0,0917

Определение разрушающей нагрузки

25.76

Где 1931,748

- момент, вызывающий разрушение балки по нормальному сечению;

27.66

-высота сжатой зоны бетона;

27.66<139.09

1.5 Сравнение результатов эксперимента с данными расчета

На заключительном этапе сопоставляем расчетные и экспериментальные данные, делаем выводы о причинах отклонений расчетных данных от данных, полученных при испытании балки.

Относительные отклонения расчетных данных от данных, полученных при испытании, определяем по формуле:

Где - значение силы, полученное при испытании,

- значение силы, полученное из расчета.

Размещено на Allbest.ru