Характеристика испытуемой балки и схема испытаний

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

УТВЕРЖДЕНО

На заседании кафедры

«железобетонные и

Каменные конструкции»

28 января 2017 г.

Обследование и испытание зданий и сооружений

ЖУРНАЛ

выполнения лабораторных работ

для студентов направления 08.03.01 «Строительство»

профиля "Проектирование зданий"

Выполнил:
	подпись	№ группы	Ф.И.О.
Руководитель:
	подпись	должность	Ф.И.О
Работа защищена:
	подпись	оценка	дата

Ростов-на-Дону

СОСТАВ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

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

2. Испытание на изгиб железобетонной балки с разрушением по наклонному сечению.

3. Испытание на внецентренное сжатие железобетонной стойки с разрушением по 1 случаю.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИСПЫТАНИЕ НА ИЗГИБ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ

Испытание проведено "___" ______________ 20_____ г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1) сопоставление теоретических и опытных значений разрушающих моментов, моментов трещинообразования и прогибов балки;

2) определение теоретических и опытных напряжений в арматуре балки;

3) наблюдение характера разрушения изгибаемого железобетонного элемента по нормальному сечению.

Характеристика испытуемой балки и схема испытания

1.1. Общий вид балки

1.2. Схема испытания

Т-1 – тензометр на растянутой арматуре с базой l₃= 20 мм;

И-1, И-2, И-3 – индикаторы часового типа;

Д-1 – тензодатчик на растянутой арматуре;

Д-2, Д-3, Д-4 – тензодатчики на бетоне сжатой зоны.

1.3. Данные для расчета

Прочностные характеристики бетона и арматуры определяются по результатам ранее испытанных образцов:

Бетон

R₁ = R₂ = R₃ =

R_ср =(R₁ + R₂ + R₃)/3 =

R_b = R_ср ( 0,77 - 0,001 R_ср) =

R_bt = 5 R_ср/( 45 +R_ср) =

Значения R в МПа.

Арматура

A_s= см² (d _s = мм ); s_y= МПа;

A^¢_s= см² (d_s^¢ = мм); s^¢_y= МПа.

Размеры в сантиметрах

l = см; b = см; h = см;

l₁= см; l₂= см;

a = см; a^¢= см;

l_o= l - 2 l₂=;

h_o= h – a =.

2. Теоретические расчеты

2.1. Определение теоретического разрушающего момента

Расчетная высота сжатой зоны

Если расчетная высота сжатой зоны, определенная без учета сжатой арматуры меньше 2a ^¢ в расчёте её не учитывают (принимают A^¢_s = 0).

< 2 a ^¢ (> 2 a ^¢)

Для дальнейших расчётов принимаем

значение не должно превышатьграничного

Теоретический разрушающий момент:

или

Соответствующая этому моменту сила:

;

Соответственно усилие в домкрате 2 .

2.2. Теоретический момент трещинообразования

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением перед образованием трещин (без учета влияния усадки бетона)

где

g =1,75 – для прямоугольного сечения согласно п. 4.3 [2].

; см²;

см²;

где Е_s,= E^¢_s =200000 МПа;

E_b – значение начального модуля упругости бетона, принимается по интерполяции в зависимости от класса бетона

В=0,8· R_ср =

(для В15 E_b= 24000 Мпа, для В 20 E_b= 27500 Мпа)

W_red – определяется в предположении, что центр тяжести приведенного сечения совпадает с геометрической осью (для данных опытных образцов ошибка составляет 1-2 %).

Сосредоточенная теоретическая нагрузка трещинообразования

Соответствующее усилие в домкрате .

По расчету при усилиях в домкрате меньших чем балка должна работать без трещин в бетоне растянутой зоне, а при усилиях в домкрате превышающих - с трещинами.

Поэтому во время проведения испытания для примерного сопоставления теоретических и опытных моментов усилий трещинообразования необходимо фиксировать нагрузку, при которой появятся видимые трещины. В железобетонных элементах момент трещинообразования обычно наступает раньше появления видимых трещин и может быть определен только специальными методами.

2.3. Теоретический прогиб балки

Прогиб балки до образования трещин

Для сопоставления теоретических и опытных прогибов в стадии работы балки до трещинообразования теоретический прогиб определим для одной из ступеней нагрузки, предшествующей образованию трещин.

Расчёт выполним для _______ этапа нагружения:

F = меньше F_crc =.

где

Прогиб балки после образования трещин вычислим для ……. этапа

F = > F_crc =

Соответствующий этой силе момент: М = F· l₂=

где

y_b – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна бетона по длине участка с трещинами. Для тяжелого бетона y_b = 0,9;

n_b_– коэффициент, учитывающий упругопластическое состояние бетона сжатой зоны. При непродолжительном действии нагрузки n_b = 0,45;

y_s – коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами.

Плечо внутренней пары сил:

10 но не более 1;

j_ls – коэффициент, принимаемый при непродолжительном действии нагрузки для стержней гладкой арматуры равным 1, а для арматуры периодического профиля равным 1,1.

Соответствующее напряжение в растянутой арматуре

Испытание балки

Этапы загружения балки должны составлять не более 0,1 от теоретического разрушающего усилия в домкрате.

2.4. Обработка результатов испытания.

Опытная разрушающая нагрузка.

Балка разрушилась по нормальному сечению при:

2 F_exp =, соответственно М_exp= F_exp l₁ =.

Опытные прогибы

f_exp высислены в журнале испытания по показаниям индикаторов

Опытные напряжения в растянутой арматуре.

;

где D n – разность между отсчетом тензометра при рассматриваемой нагрузке и начальным отсчетом (при 2 F = 0);

20 мм – база тензометра;

0,001 – цена одного деления тензометра в мм;

Для тензорезисторв относительная деформация ε_s^exp определяется умножением разности отсчётов на 1·10^-5 (цена деления шкалы прибора).

Опытные деформации сжатого бетона ε_b^exp на рассматриваемом этапе определяется как усредненное значение разности отсчетов по тензодатчикам Д-2, Д-3, Д-4, умноженное на 1·10^-5.

Графики экспериментальных зависимостей

Журнал испытания

№ этапа На груз ка 2 F, кН Мо мент М, кНм Тензометр на арматуре Тензодатчики Индикаторы, отсчеты в мм Прогиб мм

Т-1 на ар-ре Д-1 на бетоне средн знач. разн. отсч. И-1 И-2 И-3

Д-2 Д-3 Д-4

отс чет разн отсч s_s МПа отс чет разн отсч отс чет разн отсч отс чет разн отсч отс чет разн отсч отс чет разн отсч отс чет разн отсч отс чет разн отсч

Заключение

1. = больше (меньше) на %;