К вопросу о деформативнности балок из тяжелого бетона, армированных стеклопластиковой и комбинированной арматурой

Исследование деформативных свойств балок, имеющих стеклопластиковую и комбинированную арматуру. Конструкция опытных образцов, их армирование и характеристика используемых строительных материалов. Оценка деформативнности балок из тяжелого бетона.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.05.2017
Размер файла 26,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу о деформативнности балок из тяжелого бетона, армированных стеклопластиковой и комбинированной арматурой

П.П. Польской, Мерват Хишмах, Михуб Ахмад

Исследование деформативных свойств балок, имеющих стеклопластиковую и комбинированную арматуру, выполнялось на тех же опытных образцах, что и при изучении прочностных свойств элементов с композитной арматурой. При этом, как и ранее, в качестве эталонных были приняты железобетонные балки с обычной стальной арматурой. Конструкция опытных образцов, их армирование и характеристика используемых материалов приведены в работе [1], размещенной на страницах настоящего электронного журнала «Инженерный вестник Дона», №4 за 2012 год.

Балки загружались двумя сосредоточенными силами, приложенными в третях расчетного пролета балок и равного 160 см. Испытания проводилось ступенчато-возрастающей нагрузкой интенсивностью 4; 8 и 16 кН. Первый уровень нагрузки прикладывался трижды, затем следовал этап с нагрузкой 8 и далее по 16 кН до уровня ориентировочно равного 0,8 от предполагаемой величины разрушающей нагрузки- Nult.

Указанные нагрузки прикладывались через образцовый динамометр с максимальным усилием 500 кН непосредственно на траверсу. Таким образом, величина силы на приопорных участках составляла около 1/20 и 1/10 от величины Nult соответственно до и после образования трещин. Интенсивность нагрузки контролировалось по индикатору часового типа с ценой деления 0,01, установленного на динамометре, что соответствовало согласно тарировочной таблицы усилию, практически равному, 1кН.

Замеры деформаций выполнялись так же с помощью индикаторов часового типа с аналогичной ценой деления, которые были расположены по осям опор, осям приложения усилий и в середине пролета. Отсчеты с приборов снимались на каждом этапе дважды-сразу после загружения и после выдержки под нагрузкой, которая составляла 7-10 минут. Все отсчеты и характер поведения балок заносились в журнал испытаний.

Поведение опытных балок под нагрузкой изменялось в зависимости от следующих факторов: наличия или отсутствия нормальных и наклонных трещин; вида арматуры- стальной, стеклопластиковой или комбинированной; уровня загружения и напряжений в арматуре.

Первые нормальные трещины во всех балках появились при достаточно близкой нагрузке N=7,8ч8,5кН. Второй этап их появления соответствовал нагрузке 9,5ч11 кН. В дальнейшем, до появления наклонных трещин, шло развитие только нормальных трещин, появившихся на первых этапах загружения. Момент появления трещин фиксировался визуально с использованием ацетоновой пробы и далее уточнялся по показаниям динамометра и других приборов, установленных на образцах. Подробнее об этом - в статье [1].

Деформативность балок резко увеличивалась сразу после появления нормальных или наклонных трещин; при напряжениях в стальной арматуре близких или равных пределу текучести, а в композитной- составляющих 500 и более МПа.

Приращение деформаций в балках с комбинированным армированием находилось в зависимости от процента замещения стальной арматуры на стеклопластиковую. Это связанно с тем, что количество трещин, а следовательно и их шаг в зоне чистого изгиба напрямую зависят от модуля упругости стеклопластиковой арматуры, которой в наших опытах составлял 5,5.104 вместо 2.105 МПа для стальной арматуры, т.е. в 3,63 раза ниже.

В балках, где стальная арматура полностью замещена на композитную, шаг нормальных трещин был вдвое меньше по сравнению железобетонными балками и составлял около 50мм. При этом ширина их раскрытия была близка к раскрытию трещин эталонных балок, шаг трещин у которых был в двое больше.

Первоначальная обработка результатов экспериментов, выполненная по журналам испытания всех балок, представлена в табл. 1. В указанной таблице на этапе, предшествующем разрушающему, приведены опытные значения прогибов балок после выдержки их под нагрузкой и их средине значение по каждой серии опытных образцов.

Из табл. 1 видно, что с увеличением процента композитного армирования, опытные значения прогибов балок резко увеличиваются и при 100% замене стальной арматуры на стеклопластиковую в 2,5 раза превышают прогибы эталонных образцов. Данный факт свидетельствует о том, что значение предельной прочности балок со стеклопластиковой арматурой , которая всего на 20% ниже эталонных, согласно [1], не является определяющей при общей оценке несущей способности балок с исследуемой композитной арматурой.

Таблица 1 Деформации опытных образцов, на этапе предшествующем разрушению

Вид армирования

Серия образцов

Шифр балок

Опытные значения прогибов балок по сериям fi, мм.

Средние значения прогибов балок по сериям fexp,мм.

Отношение прогибов балок с композитной арматурой к прогибам эталонных образцов

1

2

3

4

5

6

Сталь 3ш12А600

I

Bs-1

8,65

8,92

1

Bs-2

9,22

Bs-3

8,89

Стеклопластик 3ш12ССПА1200

II

Bg-1

22,55

22,75

2,55

Bg-2

21,78

Bg-3

23,92

Комбинированное

2ш12А600+ 1ш12ССПА1200

III

Bhg-4

9,35

9,73

1,091

Bhg-5

10,16

Bhg-6

9,68

2ш12А600+ 2ш12ССПА1200

IV

Bhg-7

15,35

15,28

1,713

Bhg-8

15,95

Bhg-9

14,54

Примечание: Деформации балки указаны с учетом выдержки под нагрузкой.

Для получения более достоверных данных о влиянии стеклопластиковой арматуры на прогибы опытных образцов, дополнительно был выполнен анализ по деформативности балок при различных уровнях нагрузки, составляющих 0,3;0,6 и 0,8 от разрушающей. Для этой цели были построены графики зависимости приращения прогибов балок на каждом этапе загружения. Анализ этих графиков представлен в табл.2

Из указанной таблицы видно, что образцы, у которых в сечении расположено более 30% площади композитной арматуры, имеют во всем диапазоне нагрузок значительно большие по сравнению с эталонными балками прогибы.

Наиболее показательны деформации опытных образцов, где стальная арматура полностью заменена на композитную. Для этих конструкций при эксплуатационных уровнях нагрузки прогибы увеличиваются в 2,7- 2,8 раза. Из этого следует, что при предельно допустимом относительном прогибе обычных балок, равном 1/200 от величины пролета, несущая способность опытных балок с использованием стеклопластиковой арматуры снижается с

30,5 кН.м до 13,5 кН.м, или в 2,26 раза. Таким образом, на несущую способность балок гораздо большее влияние оказывает не прочность композитной арматуры, а ее модуль упругости. Следовательно это существенным образом отразится и на надежности существующего расчетного аппарата.

На основе прямого сопоставления деформаций опытных образцов при различном сочетании стального и композитного армирования, можно сделать следующие выводы:

1. Опытные образцы, изготовленные из бетона класса В30, при замене стальной арматуры на композитную показали во всем диапазоне нагрузок повышенную деформативность,

Таблица 2 Изменение прогибов опытных балок армированных стальной, стеклопластиковой и комбинированной арматурой при различных уровнях нагрузки

Серия образцов

Шифр балок

Класс бетона, МПа.

Опытные значения прогибов балок по сериям fexp, (мм) при уровнях нагрузки,

Сопоставление средних значений прогибов балок с композитной арматурой с прогибами эталонных образцов при отношении

0,3

0,6

0,8

0,3

0,6

0,8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I

Bs-1

31,2

1,79

4,26

6,16

1

1

1

Bs-2

1,9

4,48

6,6

Bs-3

1,83

4,34

6,32

II

Bg-1

32,8

5,05

12,67

17,43

2,77

2,81

2,69

Bg-2

4,85

11,2

15,92

Bg-3

5,4

12,85

17,95

III

Bhg-4

28,4

1,79

4,37

6,44

1,04

1,06

0,63

Bhg-5

2,06

4,81

7,18

Bhg-6

1,88

4,62

6,66

IV

Bhg-7

29,8

2,58

5,72

10,34

1,49

1,39

1,69

Bhg-8

2,88

6,46

11,26

Bhg-9

2,79

5,97

10,65

Примечание: Символами Ni обозначена нагрузка, передаваемая непосредственно на траверсу через образцовый динамометр на разных этапах загружения; Nult-аналогичная нагрузка в момент разрушения балок.

2. Опытные прогибы балок с комбинированным армированием находятся в прямой зависимости от процента композитной арматуры. Стеклопластиковая арматура сечением менее 1/3 от общей ее площади, практически не влияет на увеличение прогибов. При изменении процента композитного армирования в большую сторону прогибы балок резко возрастают.

3. Доминирующим фактором при определении несущей способности нормальных сечений балок является не прочность стеклопластиковой арматуры а более низкий, чем у стали модуль упругости.

4. Пункты 1, 2 и 3 настоящих выводов свидетельствуют о том что в случае проектирования обычных конструкций с использованием стеклопластиковой арматуры, существующий расчетный аппарат подлежит серьёзной корректировке.

деформативный балка стеклопластиковый бетон

Литература

1. П.П. Польской, Мерват Хишмах, Михуб Ахмад. «О влиянии стеклопластиковой арматуры на прочность нормальных сечений изгибаемых элементов из тяжелого бетона». : Эл. Журнал «Инженерный вестник Дона» №4, Ростов-на-Дону, 2012.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Обзор сырьевых материалов и проектирование подбора состава тяжелого бетона. Расчет химической добавки тяжелого бетона, характеристика вещества. Разработка состава легкого бетона. Область применения в строительстве ячеистых теплоизоляционных бетонов.

    реферат [110,6 K], добавлен 18.02.2012

  • Определение и уточнение требований, предъявляемых к бетону и бетонной смеси. Оценка качества и выбор материалов для бетона. Расчет начального состава бетона. Определение и назначение рабочего состава бетона. Расчет суммарной стоимости материалов.

    курсовая работа [84,9 K], добавлен 13.04.2012

  • Подбор состава бетона. Расчетно-экспериментальный метод определения номинального состава тяжелого бетона. Физико-механические свойства асфальтобетона. Определение расхода материалов на один замес бетоносмесителя. Расчет оптимального содержания битума.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.01.2015

  • Технология производства тяжелого товарного бетона и его характеристики. Выбор метода производства бетона, расход цемента для получения нерасслаиваемой плотной смеси. Организация технологических процессов подготовки сырья, режимы производства продукции.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 01.09.2010

  • Типы балок и способы их применения. Примеры наиболее часто применяемых сечений, особенности компоновки балочных конструкций. Настилы балочных клеток. Разновидности прокатных балок. Компоновка и подбор сечения составных балок, методика расчета прочности.

    реферат [2,6 M], добавлен 21.04.2010

  • Изучение порядка определения требуемой прочности и расчет состава тяжелого бетона. Построение графика зависимости коэффициента прочности бетона и расхода цемента. Исследование структуры бетонной смеси и её подвижности, температурных трансформаций бетона.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.07.2013

  • Общие сведения о тяжелом, легком и ячеистом бетоне. Характеристика бетонных смесей по удобоукладываемости: марки по жесткости П-1 и П-3. Расчет состава легкого и тяжелого бетона. Определение расходов воды, цемента, щебня и песка на 1 метр кубичный.

    курсовая работа [160,2 K], добавлен 08.02.2012

  • Общая характеристика основных преимуществ клеедощатых балок: монолитность, большой диапазон высот поперечного сечения. Рассмотрение особенностей пространственного раскрепления балок. Этапы расчета клеефанерных балок с дощатыми ребрами жесткости.

    презентация [22,7 M], добавлен 24.11.2013

  • Определение водоцементного отношения, расхода воды, цемента, добавки, крупного и мелкого заполнителей, средней плотности свежеуложенного строительного материала и расчетного коэффициента его выхода с целью расчета начального состава тяжелого бетона.

    контрольная работа [6,7 M], добавлен 06.02.2010

  • Расчет фактических пределов огнестойкости железобетонных балок, многопустотных железобетонных плит и других строительных конструкций. Теплофизические характеристики бетона. Определение нормативной нагрузки и характеристика расчетного сопротивления.

    курсовая работа [738,3 K], добавлен 12.02.2014

  • Определение объема образцов бетона неправильной формы, показателей пористости бетонов по кинетике водопоглащения (дискретный способ). Средние значения водопоглощения кубиков и балок в зависимости от вида добавок. Относительное водопоглощение по массе.

    научная работа [366,2 K], добавлен 13.11.2008

  • Виды бетона, подбор его состава с рациональным соотношением составляющих материалов. Характеристика зернового состава крупного заполнителя. Свойства бетонной смеси. Расчет расхода составляющих бетонную смесь материалов методом абсолютных объемов.

    контрольная работа [47,7 K], добавлен 10.07.2013

  • Особенности и порядок компоновки рабочей площадки, ее предназначение и исходные данные. Выбор материалов для конструкций и соединений. Расчет балки, настила, главной балки и колонны. Сопряжение главных балок и балок настила между собой и их монтаж.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 31.05.2010

  • Выбор способа производства сборного и монолитного бетона. Конвейерный и стендовый способы производства железобетонных изделий. Расчет состава керамзитобетона, состава тяжелого бетона и усредненно-условного состава бетона. Проектирование арматурного цеха.

    курсовая работа [912,7 K], добавлен 18.07.2011

  • Конструктивная схема балочной клетки. Основные положения по расчету конструкций. Составление вариантов балочной клетки. Порядок расчета балок настила, вспомогательных балок. Компоновка и подбор сечения балки и ее проверка. Конструкция и расчет колонны.

    курсовая работа [916,0 K], добавлен 11.10.2008

  • Выбор схемы балочной клетки и подбор сечения балок настила и вспомогательных балок. Расчет и конструирование главной балки. Примыкание вспомогательных балок к главной. Уточнение собственного веса главной балки. Проверка местной устойчивости стенки.

    курсовая работа [6,4 M], добавлен 14.06.2011

  • Применение сборного железобетона на стройке. Номенклатура продукции и её эскиз. Требования ГОСТов к изделию. Материалы, применяемые при изготовлении балок. Характеристика стержневой арматурной стали и холоднотянутой проволоки. Производство бетонной смеси.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.12.2009

  • Выбор стали основных конструкций. Расчет балок настила и вспомогательных балок. Определение нормативных и расчетных нагрузок. Компоновка сечения главной балки. Проверка нормальных напряжений. Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет балки.

    курсовая работа [292,8 K], добавлен 15.01.2015

  • Подсчет объемов монтажных и сопутствующих работ. Подбор крана для монтажа строительных конструкций и автокрана на монтаж подкрановых балок. Характеристика применяемых материалов и изделий. Потребность в материально-технических ресурсах. Контроль качества.

    курсовая работа [541,3 K], добавлен 23.04.2015

  • Принципиальные требования к объемно-планировочным и технологическим решениям строительных конструкций, используемых на нефтегазовых месторождениях. Расчет нагрузок, прочностных и деформативных характеристик материалов. Эксплуатация и ремонт объектов.

    реферат [1,5 M], добавлен 24.02.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.