Железобетонные и каменные конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОСИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ И СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Здания и сооружения на транспорте»

Лабораторные работы по «Железобетонные и каменные конструкции»

Выполнила:

студентка 5 курсаТелепова Я. П.

учебный шифр: О53О-ПГС-1О15

Проверил:Строкам А.А.

г. Москва 2010 г.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

ИСПЫТАНИЕ БАЛКИ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ

1. Определение расчетных характеристик бетона

Бетон тяжелый

Средняя кубиковая прочность бетона по испытаниям трех кубов с ребром 15 см:

R=Rl+R2+R3=(42.2+41.0+39.4)/3=4 0.8 МПа

Призменная прочность бетона, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rb=(0.77-0.00125*R)*R=(0.77-0.00125*40.8)*40.8=29.3 МПа

Прочность бетона при осевом растяжении, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rbt=5*R/(45+R)=5*40.8/(45+40.8)= 2.3 МПа

Начальный модуль упругости бетона, отвечающий средней кубиковой прочности: балка железобетонный разрушение бетон

Eb=55000*R/(27+R)=55000*40.8/(27+40.8)=33000 МПа

2. Определение расчетных характеристик арматуры

Среднее сопротивление растяжению

Rs=( 362+ 361+ 359)/3= 360 МПа

3. Геометрические размеры и схема армирования балки

Арматура - 2 стержня диаметром 12мм площадью As=22 6 мм2

4. Определение теоретического момента трещинообразования

Упруго-пластический момент сопротивления Wpl=777000 ммЗ Теоретический момент трещинообразования

Merc,cal=Rbt*Wpl=2.3*777000=1787000 Н*мм=1.787кН*м

5.Определение теоретического разрушающего момента

Высота сжатой зоны в стадии разрушения:

x=Rs*As/(Rb*b)= 360*22 6/(29.30*100)=27.77мм

Теоретическое значение разрушающего момента:

Mul,cal=Rb*b*x*(ho-x/2)=29.3*100*27.77*(122.0-27.77/2)=87 96000Н*мм=8.7 96кН*м



6. Схема загружения балки

Т-1 *-И-1

И-индикаторы часового типа для измерения прогибов Т-рычажные тензометры для измерения деформаций

Вес загрузочных устройств Р = 0.2 кН

Собсвенный погонный вес балки

g=b*h*0.000025= 100*152*0.000025=0.380Н/мм=0.380кН/м

Нагрузка, соответствующая теоретическому моменту трещинообразования:

Fcrc,cal=3.*Mcrc,cal/Lo-3.*g*Lo/8 - 0.5*Р= 3*1.787/1.17 0-3*0.380*1.170/8-0.5*0.2=4.32 кН

Нагрузка, соответствующая теоретическому разрушающему моменту :

Ful,cal=3*Mul,cal/Lo - 3*g*Lo/8 - 0.5*Р= 3*8.796/1.170-3*0.380*1.170/8-0.5*0.2=22.29 кН



7. Испытание балки

Нагрузка, отвечающая образованию трещин Fcrc,exp= 3.81 кН Разрушающая нагрузка Ful,exp=22.65 кН

Схема трещин (нарисовать по памяти)

8. Сравнение опытного и теоретического моментов трещинообразования

Опытный момент трещинообразования:

Merc,exp=(Fcrc,ехр+0.5*P)*Lo/3+g*Lo*Lo/8= =(3.81+0.5*0.2)*!.170/3+0.380*1.170*1.170/8=1.58 кН*м

Величина отклонения в %:

(Mcrc,cal-Mcrc,exp)/Merc,cal*100%=(1.7 9-1.58)/1.79*100.%=11.50%

9.Сравнение опытного и теоретического разрушающих моментов

Опытный разрушающий момент :

Mul,exp=(Ful, ехр+0.5*P)*Lo/3+g*Lo*Lo/8=

=(22.65+0.5*0.2)*1.170/3+0.380*1.170*1.170/8=8.93кН*м



Величина отклонения в %:

(Mul,cal-Mul,exp)/Mul,cal*100%=(8.8 0-8.93)/8.80*100.%=-1.60%

Значение Со должно удовлетворять конструктивным требованиям ho<Co<2*ho. Принимаем Со равным 12 9 мм

Разрушающая поперечная сила из условия расчета на действие поперечной силы:

Qul,cal=2*Rbt*b*ho*ho/C+qsw*Co=2*2.3* 98* 129* 129/ 242+ 65* 129= 39384 Н

Схема загружения балки.

\ /\ /

| / Т-1Т-2 /

\г

^Л Lo/4Lo/2=584.0 мм Lo/4 ^Л

Т-рычажные тензометры для измерения деформаций

Вес загрузочных устройств Р = 0.2 кН

Собсвенный вес балки

g = b*h*0.000025 =0.368 Н/мм=0.368 кН/м

Нагрузка, соответствующая теоретической разрушающей поперечной силе :

Ful,cal=Qul,cal-g*Lo/2-0.5*P=39.38-0.368*1.168/2-0.5*0.2=-0.31 кН

Испытание балки

Разрушающая нагрузка Ful,exp=58.00 кН Схема трещин

Вес загрузочных устройств Р = 0.2 кН

Собсвенный вес балки g = b*h*0.000025 =0.368 Н/мм=0.368 кН/м

Нагрузка, соответствующая теоретической разрушающей поперечной силе :

Ful,cal=Qul,cal-g*Lo/2-0.5*P=39.38-0.368*1.168/2-0.5*0.2=-0.31 кН

Испытание балки

Разрушающая нагрузка Ful,exp=58.00 кН Схема трещин

8.Сравнение опытной и теоретической разрушающих поперечных сил Опытная разрушающая поперечная сила :

Qul,exp=Ful,exp+0.5*P+g*Lo/2=58.00+0.5*0.2+0.3 68*1.168/2= 58 кН*м

Величина отклонения в %:

(Qul,cal-Qul,exp)/Qul,cal*100%=(39.38-58.30)/3 9.38*100.%=-47.97%



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

ИСПЫТАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ НА ВНЕЦЕНТРЕНННОЕ СЖАТИЕ

1.Определение расчетных характеристик растянутой арматуры

Арматура класса A-III, 2 стержня диаметром 14 мм, площадью As=308 мм2

Среднее сопротивление арматуры растяжению:

Rs=0.8*( 392+ 392+ 390)/3= 391 МПа

2.Определение расчетных характеристик сжатой арматуры

Арматура класса A-I, 2 стержня диаметром 8 мм, площадью As'=101 мм2

Среднее сопротивление арматуры сжатию:

Rsc=0.8*( 392+ 392+ 390)/3= 236 МПа

3. Определение расчетных характеристик бетона

Бетон тяжелый

Средняя кубиковая прочность бетона по испытаниям трех кубов с ребром 15 см:

R=R1+R2+R3=(41.1+42.0+40.9)/3=41.3 МПа

Призменная прочность бетона, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rb=(0.77-0. 00125*R) *R= (0. 77-0. 00125*41. 3) Ml. 3=29. 6 МПа



Прочность бетона при осевом растяжении, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rbt=5*R/(45+R)=5*41. 3/(45 + 41.3)= 2.3 МПа

Определение характеристики сжатой зоны бетона:

omega=0.85-0.008*Rb=0.85-0.008*29.6=0.613 МПа

Определение граничного значения относительной высоты сжатой зоны бетона;

KSIr=omega/(l+Rs/4 00*(1-omega/l.1))=0.613/(1* 391/400.* (1-0.613/1.1))=0.421

4. Геометрические размеры и схема армирования колонны

5.Определение теоретической разрушающей продольной силы

Высота сжатой зоны в стадии разрушения определяется из условия равенства нулю суммы моментов всех сил относительно оси, нормальной к плоскости изгиба и пересекающейся с линией действия продольной силы:



х=(ho-e)+[(e-ho)**2+2*(Rs*As*e-Rsc*As'*e')/(Rb*b)]**1/2= = (130.0-223.0) + [(223.0-130.0)**2+2* (3 91.0*308.0*223.0--236.0*101.0*114.0)/(29.6*149.0)]**1/2= 46.9 мм

Примечание.

[]**1/2 - выражение в квадратных скобках возводится в степень 1/2

Теоретическое значение разрушающй продольной силы:

Nul,cal=Rb*b*x+Rsc*As'-Rs*As=29.6* 149*46.9+ 236* 101- 391* 308=110201 Н=110.2 кН

Испытание колонны

Разрушающая продольная сила Nul,ехр=118.1 кН

Сопоставление результатов опыта и расчетов Величина отклонения в %:

(Nul,cal-Nul,exp)/Nul,cal*100%=(110.2-118.1)/110.2*100.%=-7.17%

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 4

ИСПЫТАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ БАЛКИ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ

1.Определение расчетных характеристик бетона

Бетон тяжелый

Средняя передаточная кубиковая прочность бетона по испытаниям трех

кубов с ребром 15 см:

Rbp=Rl+R2+R3=(30.0+31.1+28.7)/3=29.9 МПа

Средняя кубиковая прочность бетона по испытаниям трех кубов с ребром 15 см:

R=R1+R2+R3=(40.3+4 0.5+40.1)/3=4 0.3 МПа

Призменная прочность бетона, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rb=(0.77-0. 00125*R)*R=(0.77-0.00125*4 0.3)*40.3=2 9.0 МПа

Прочность бетона осевому растяжению, отвечающая средней кубиковой прочности:

Rbt=5*R/(45+R)=5*40.3/(45+40.3)= 2.3 МПа Модуль упругости бетона ЕЬ=32 900 МПа



2.Определение расчетных характеристик арматуры

Расчетное сопротивление растяжению: Rs=( 785+ 786+ 785)/3= 785 МПа

3.Геометрические размеры и схема армирования балки

4 .Определение потерь предварительного напряжения

Потери'от релаксации напряжений:

SIGl=0.03*SIGsp=0.03*670.0=20.1 Мпа

Усилие пред. обжатия с учетом потерь SIG1 :

Pl=Asp*(SIGsp-SIGl)= 154*(670.0-20.1)=100000 Н

Напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры Asp:

SIGbp=Pl/Ared+Pl*(Yo-ap)/Ired=100000/15580+100000*(71.9- 21)/ 30000000= 6.6 Мпа



Потери от быстронатекающей ползучести:

SIG6=40*SIGbp/Rbp=40* 6.6/29.9=8.0 Мпа

Потери от усадки бетона: SIG8=50 МПа

Потери от ползучести:

SIG9=150*SIGbp/Rbp=150*6.59/2 9.9=30.0 Мпа

Полные потери:

SIGlos=SIGl+SIG2+SIG3+SIG4=20.1+8.0+50.0+30.0=108.1 Мпа

Усилие пред. обжатия с учетом всех потерь:

P2=Asp*(SIGsp-SIGlos)=154.0*(670.0-108.1)= 86500 Мпа

5.Определение теоретического момента трещинообразования

Упруго-пластический момент сопротивления Wpl=729000 ммЗ

Эксцентриситет усилия пред. обжатия относительно ц.т. приведенного сечения:

eop=Yo-ap=71.9-21.0=50.9 мм

Момент усилия пред. обжатия относительно оси, проходящей через верх. ядр. точку:

Мгр=Р2*(еор+г)= 86500*(50.9+1.0)= 4486699 Н*м



Теоретический момент трещинообразования

Merc,cal=Rbt*Wpl+Mrp=2.3*729000*4486699=10127000 Н*м=10.127кН*м

6.Определение теоретического разрушающего момента

Граничное значение относительной высоты сжатой зоны:

KSIR=OMEGA/(1+(SIGsr/SIGsc,u)*(1-OMEGA/l.1))= 0.618/(1+473 /500)*(l- 1/1.1))=0.437

Высота сжатой зоны в стадии разрушения без учета коэффициента

Gs6: x=Rs*As/(Rb*b)= 785*154/(29.00* 98)=42.54 мм

Относительная высота сжатой зоны:

KSI=x/ho=42.5/12 9=0.32 9

Коэффициент условий работы для высокопрочной арматуры:

Gs6=l.15-(1.15-1) (2*KSI/KSIR-1)=1.15-(1.15-1)*(2*0.329/0.4 37-1)=1.07<1. 15

Высота,сжатой зоны в стадии разрушения с учетом коэффициента Gs6:

x=Gs6*Rs*As/(Rb*b)=1.07* 785*154/(29.00* 98)=45.69 мм



Теоретическое значение разрушающего момента:

Mul,cal=Rb*b*x*(ho-x/2)=2 9.0* 98*45.69*(12 9.0-45.69/2)=12209000Н*м=12.2 09кН*м

7. Определение теоретического перемещения середины пролета

Кривизна продольной оси, обусловленная перемещением от внешней нагрузки, отвечающей уровню загружения, при котором отсутствуют трещины, т.е. 0.8*Мсгс:

l/r=0.8*Mcrc_cal/(0.85*Eb*Ired)=0.8*10127000/(0.85* 32 900* 30000000=0.965*е-6 1/мм

Теоретическое перемещение от внешней нагрузки :

fcal=(23/216)*(l/r)*Lo*Lo =(23/216)*(0.965)* 1168.000*1168.000=1.400 мм

Вес загрузочных устройств Р = 0.2 кН

Собсвенный вес балки g = b*h*0.000025 =0.368 Н/мм=0.368 кН/м

Нагрузка, соответствующая теоретическому моменту трещинообразования:

Fcrc,cal=3.*Mcrc,cal/Lo-3.*g*Lo/8 - 0.5*Р= =3*10.127/1.168-3*0.368*1.168/8-0.5*0.2=25.75 кН

Нагрузка, соответствующая теоретическому разрушающему моменту :

Ful,cal=3*Mul,cal/Lo - 3*g*Lo/8 - 0.5*Р= =3*12.209/1.168-3*0.368*1.168/8-0.5*0.2=31.10 кН

8. Испытание балки

Нагрузка, отвечающая образованию трещин Fcrc,ехр=21.36 кН Разрушающая нагрузка Ful,ехр=33.31 кН

9. Сравнение опытного и теоретического моментов трещинообразования

Опытный момент трещинообразования:

Merc,exp=(Fcrc,exp+0.5*Р)*Lo/3+g*Lo*Lo/8=

= (21.36+0.5*0.2)*1.168/3 + 0.368*1.168*1.168/8 = 8.38 кН*м

Величина отклонения в :

(Mcrc,cal-Mcrc,exp)/Merc,cal*100%=(10.13-8.38)/10.13*100.%=17.24%



10.Сравнение опытного и теоретического разрушающих моментов

Опытный разрушающий момент :

Mul,exp=(Ful,exp+0.5*P)*Lo/3+g*Lo*Lo/8=

= (33.31 + 0.5*0.2)* 1.168/3 + 0.3 68*1.168*1.168/8 = 13.04 кН*м

Величина отклонения в %:

(Mul,cal-Mul,exp)/Mul,cal*100%=(12.21-13.04)/12.21*100.%=-6.771

11.Сравнение опытного и теоретического перемещений середины пролета Величина отклонения в %

(fcal-fexp)/fcal*100%=(1.400-1.225)/1.4 00*100.%=12.500%

Размещено на Allbest.ru