Конструкция и схемы испытания железобетонных балок, усиленных композитными материалами
Механические свойства арматурных сталей и композитных материалов. Испытание эталонных образцов с применение балок-близнецов. Определение кубиковой прочности бетона для опытных образцов. Прочностные характеристики бетона, используемого в опытных образцах.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.05.2017 |
Размер файла | 129,2 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/
Конструкция и схемы испытания железобетонных балок, усиленных композитными материалами
П.П. Польской, Михуб Ахмад
Как уже было отмечено выше, (см. статьи в настоящем журнале) исследование проводилось на опытных образцах прямоугольного профиля, изготовленных из тяжёлого бетона с проектным классом по прочности В35.
Все опытные балки имели одинаковую длину, высоту и ширину, которые составляли 220, 25 и 12,5 см - соответственно. Проектные размеры сечения балок, с учетом рекомендаций [8], их армирование и схемы усиления и испытания при кратковременном воздействии нагрузки приведены на рис.1и 2.
Рис. 1 Схема армирования и испытания балок
Рис. 2 Конструкция каркаса балок
Механические свойства арматурных сталей и композитных материалов, испытанные согласно ГОСТ[5;6]и рекомендаций [7;9;10] приведены в табл.2 и 3 предыдущей статьи.
Шифр испытанных балок был принят следующим: первая буква русского алфавита «Б»- эталонные балки из обычного тяжелого бетона; вторая буква - «У»- балки «Б», усиленные разными видами композитных материалов; Третья буква из латинского алфавита указывает на вид композитного материала («g»- стеклоткань; «с»- углеткань; «L»- полосы (ламинаты) на основе углепластика).
Первая цифра - обозначает рабочее армирование растянутой зоны балок («1»-2Ш10 А500; «2»-2Ш14 А600). Вторая цифра для эталонных образцов обозначает номер балки-близнеца, а для усиленных балок - второй вариант композитного армирования. Звездочкой (*), расположенной рядом с буквами, обозначены балки, имеющие анкерующие устройства на торцах усиливающих элементов.
Продольное армирование сжатой зоны и поперечное армирование для всех балок было одинаковым, поэтому в шифре не отражено. Монтажная арматура в балках выполнена из 2Ш6 В500. Двух срезные вязаные хомуты приняты того же диаметра и класса и установлены с шагом 100мм в зоне среза и 150мм в зоне чистого изгиба (см. рис.1;2). Механические свойства использованной арматуры были приведены ранее.
Испытание эталонных образцов (серии I - А и II - А) выполнялось с использованием двух балок-близнецов. Балки, подлежащие усилению («БУ»), изготавливались так же в двух экземплярах из одинакового бетона, однако усиливались с разным процентом композитного армирования. Назовем это усиление, состоящим из одного или двух условных «холстов» композитного материала. Под первым слоем (вторая цифра шифра «1») понимается холст, состоящий из трех полотен стекло или углеткани шириной 125мм, либо из одной полосы (ламината) сечением 1,4Ч50мм. Второй слой (вторая цифра шифра «2») - это холст аналогичной ширины, выполненный из шести полотен стекло или углеткани, либо из 2-х полос ламината на основе углепластика вышеуказанного сечения.
Балки «БУ» дополненные звездочкой « * » имели на торцах наклеенных холстов анкеры высотой 250мм и шириной 100мм, выполненные из того же композитного материала, что и элементы усиления. Толщина анкерного устройства принималось одинаковой, и состояла из четырех полотен стекло или углеткани.
Образцы второй серии БУg-2-3 и БУg*-2-4 являлись пробными и испытывались с целью оценки надежности клеящего состава, выявления формы разрушения и целесообразности использования полуанкера высотой 125мм. По результатам испытания этих балок шло определение предполагаемых этапов и уровней загружения исследуемых образцов. Усиление этих балок было выполнено из холста, состоящего из 6 полотен стеклоткани.
Бетон для опытных образцов приготавливался в лабораторной бетономешалке объемом 250 литров, а укладка в металлические формы производилась с использованием глубинного вибратора с диаметром вибробулавы равным 50мм. В качестве вяжущего при изготовлении бетона использовался портландцемент Новороссийского завода «Пролетарий» активностью 500. Состав тяжелого бетона приведен выше в табл. 1. Все опытные образцы были изготовлены в июне-августе 2011г. при температуре 23-27О С.
Одновременно с балками изготавливались 3-5 кубов с ребром 15см - для определения кубиковой прочности бетона и его класса. Через 8-12 часов после бетонирования опытные балки и кубы в формах покрывались тряпками или опилками, влажность которых постоянно поддерживалась. Распалубка всех образцов выполнялась через 4-5 суток после бетонирования. В течение последующих 7-10 суток балки и кубы поливались водой и далее до момента усиления и испытания хранились в закрытом полуподвальном помещении лаборатории кафедры при температуре 22 ± 5 О С .
Кубиковая прочность бетона для опытных образцов определялась в день испытания одной из балок - близнецов. Все прочностные показатели бетона для опытных балок, необходимые для дальнейшей обработки результатов эксперимента и последующего анализа, приведены в табл.1.
Всего было испытано 11 серий образцов из 3-5 стандартных кубов с ребром 150 мм. по ГОСТ 1080-90 [4]. Разброс кубиковой прочности по каждой серии не превышал 11,4 % и не более ± 7,8 % от среднего значения . Класс бетона В определялся при коэффициенте вариации =0,135. Значения ;; и были определены в зависимости от полученного класса бетона по табл. 6.7 и 6.11 [3] с использованием интерполяции. Аналогичным образом, как уже было отмечено выше, была получена цилиндрическая прочность бетона на осевое сжатие с использованием коэффициентов перевода 0,787 и 0,8 в зависимости от класса бетона [11].
балка арматурный сталь бетон
Таблица № 1
Прочностные характеристики бетона, используемого в опытных образцах
Этапы испытания балок по виду стальной ар-ры |
Серия балок по виду композитного армирования |
Возраст бетона сут. |
Шифр балок |
Опытная прочность бетона, МПа |
Начальн. Модуль Упругост. бетона МПа |
|||||
B |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Этап |
А |
391 |
Б-1-1 |
46.05 |
35.85 |
26.10 |
1,98 |
20,88 |
34,76 |
|
Б-1-2 |
46.05 |
35.85 |
26.10 |
1,98 |
20,88 |
34,76 |
||||
Б |
404 |
БУg-1-1 |
47.38 |
36.89 |
26.82 |
2,01 |
21,46 |
35,07 |
||
БУg-1-2 |
47.38 |
36.89 |
26.82 |
2,01 |
21,46 |
35,07 |
||||
В |
412 |
БУc-1-1 |
48.19 |
37.52 |
27.26 |
2,03 |
21,81 |
35,28 |
||
БУc-1-2 |
48.19 |
37.52 |
27.26 |
2,03 |
21,81 |
35,28 |
||||
Г |
410 |
БУL-1-1 |
44.65 |
34.76 |
25.34 |
1,94 |
20,27 |
34,41 |
||
БУL-1-2 |
44.65 |
34.76 |
25.34 |
1,94 |
20,27 |
34,41 |
||||
Д |
410 |
БУL*-1-1 |
44 |
34.26 |
24.98 |
1,92 |
19,98 |
34,2 |
||
БУL*-1-2 |
44 |
34.26 |
24.98 |
1,92 |
19,98 |
34,2 |
||||
Этап |
А |
436 |
Б-2-1 |
51.35 |
39.98 |
28.99 |
2,1 |
23,18 |
35,99 |
|
Б-2-2 |
51.35 |
39.98 |
28.99 |
2,1 |
23,18 |
35,99 |
||||
Б |
452 |
БУg-2-1 |
48.43 |
37.71 |
27.40 |
2,03 |
21,92 |
35,31 |
||
БУg-2-2 |
48.43 |
37.71 |
27.40 |
2,03 |
21,92 |
35,31 |
||||
432 |
БУg-2-3 |
44.55 |
34.69 |
25.28 |
1,94 |
20,22 |
34,37 |
|||
БУg*-2-4 |
44.55 |
34.69 |
25.28 |
1,94 |
20,22 |
34,37 |
||||
В |
441 |
БУc-2-1 |
50.85 |
39.59 |
28.71 |
2,09 |
22,97 |
35,88 |
||
БУc-2-2 |
50.85 |
39.59 |
28.71 |
2,09 |
22,97 |
35,88 |
||||
Г |
458 |
БУL-2-1 |
46.31 |
36.06 |
26.24 |
1,98 |
20,99 |
34,82 |
||
БУL-2-2 |
46.31 |
36.06 |
26.24 |
1,98 |
20,99 |
34,82 |
||||
Д |
453 |
БУL*-2-1 |
48.53 |
37.79 |
27.45 |
2,03 |
21,96 |
35,34 |
||
БУL*-2-2 |
48.53 |
37.79 |
27.45 |
2,03 |
21,96 |
35,34 |
Примечание: обозначение цилиндрической прочности - fckn принято согласно EN 1992-1-1:2004(E) [11]
Литература
1. П.П. Польской, Д.Р. Маилян «Композитные материалы - как основа эффективности в строительстве и реконструкции зданий и сооружений»: Эл. журнал «Инженерный вестник дона», № 4, Ростов-на-дону, 2012.
2. 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.
3. СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. М.: ФАУ«ФЦС», 2012. С. 155.
4. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Введ. 1991-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1990. с. 36.
5. ГОСТ 12004-81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. Введ.01.07.1983. М.: Изд-во стандартов, 1981.
6. ГОСТ 25.601-80 «Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов) Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах».
7. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами. Под руководством д.т.н., проф. В.А. Клевцова. М.: НИИЖБ, 2006. 48 с.
8. ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний загружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. Взамен ГОСТ 8829-85; введ. 01.01.1998. М.: Госстрой России ГУП ЦПП, 1997. 33 с.
9. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. ACI 440.2R-02. American Concrete Institute.
10. Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete tructures. ACI 440.2R-08. American Concrete Institute.
11. Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, 2004.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение железобетона в строительстве. Теории расчета железобетонных конструкций. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей. Примеры определения прочности простых элементов с использованием допустимых значений нормативов согласно СНиП.
учебное пособие [4,1 M], добавлен 03.09.2013Контролируемые параметры для железобетонных конструкций. Прочностные характеристики бетона и их задание. Количество, диаметр, прочность арматуры. Контролируемые параметры дефектов и повреждений железобетонных конструкций. Основные методы испытания бетона.
презентация [1,4 M], добавлен 26.08.2013Механические свойства бетона и состав бетонной смеси. Расчет и подбор состава обычного бетона. Переход от лабораторного состава бетона к производственному. Разрушение бетонных конструкций. Рациональное соотношение составляющих бетон материалов.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 03.08.2014Определение 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 13.11.2008Расчет 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 12.02.2014Концепция развития бетона и железобетона, значение этих материалов для прогресса в области строительства. Особенности технологий расчета и проектирования железобетонных конструкций. Направления и источники экономии бетона и железобетона в строительстве.
реферат [30,2 K], добавлен 05.03.2012Определение характеристики однородности прочности бетона по всем партиям, статистический расчет коэффициента его вариации и состава. Назначение среднего уровня прочности бетона и других статистических характеристик на следующий контролируемый период.
курсовая работа [6,1 M], добавлен 29.05.2014Типы 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 21.04.2010Изучение 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 28.07.2013Определение 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 13.04.2012Подбор 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 05.01.2015Характеристика свойств песка, щебня и цемента - составляющих материалов бетона. Описание технологического процесса изготовления железобетонных конструкций конвейерным способом. Испытание прочности плит методами упругого отскока и пластических деформаций.
контрольная работа [135,1 K], добавлен 18.11.2011Осуществление контроля качества производства бетонных и железобетонных изделий отделом технического контроля лаборатории. Определение коэффициента вариации прочности бетона. Состав тяжёлого бетона. Уменьшение расхода цемента до определённых значений.
реферат [81,3 K], добавлен 18.12.2010Широкое использование полимерных материалов в современной технике. Полимерная арматура. Схема устройства для изготовления образцов изделия. Перемешивание бетонной смеси. Сравнение характеристик бетонных изделий без арматуры и изделий с арматурой.
отчет по практике [88,1 K], добавлен 17.02.2009Классификация бетона по маркам и прочности. Сырьевые материалы для приготовления бетонов. Суперпластификаторы на основе поликарбоксилатов. Проектирование, подбор и расчет состава бетона с химической добавкой. Значения характеристик заполнителей бетона.
курсовая работа [52,7 K], добавлен 13.03.2013Определение и краткая история высокопрочного бетона. Общие положения технологии производства бетонов: значение качества цемента, заполнителей, наполнителей и воды. Основные характеристики структурных элементов бетона. Способы повышения его прочности.
реферат [25,9 K], добавлен 07.12.2013Развитие производства бетона и железобетона. Методы переработки железобетонных и бетонных изделий. Анализ гранулометрических характеристик продуктов электрического взрыва проводников из разных металлов. Проблема утилизации железобетонных конструкций.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 26.08.2010Выбор 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 18.07.2011Описание арматурно-опалубочного чертежа монолитной конструкции и определение номенклатуры работ по её возведению. Расчет номинального состава бетона и интенсификация бетонных работ при отрицательной температуре. Статистический контроль прочности бетона.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.11.2012Характеристика цемента, песка, щебня. Нормируемая отпускная прочность бетона. Форма и размеры арматурных изделий и их положение в балках. Материалы пониженного качества. Расход крупного и мелкого заполнителя. Расчет состава бетона фундаментной балки.
курсовая работа [25,4 K], добавлен 08.12.2015