Испытание железобетонных т-образных балок усиленных углепластиковыми пластинами
Изучение усиления Т-образных балок при помощи углепластиковых полос рассмотренных на основе крутящего момента, характера скручивания, удлинения балки, деформации углепластика, деформации бетона и влияния углепластика на трещинообразование, режима отказа.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.07.2020 |
| Размер файла | 1,9 M |
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/
Испытание железобетонных т-образных балок усиленных углепластиковыми пластинами
Хисамутдинов Эдуард Маратович,
Научный руководитель Грабовый Петр Григорьевич,
Фирсова Алина Сергеевна,
Научный руководитель Бутырин Андрей Юрьевич,
Московский государственный строительный университет,
кафедра Организации строительства и управление недвижимостью
Работа нацелена на изучение усиления Т-образных балок при помощи углепластиковых полос. Исследование включает в себя испытание четырех балок свободным кручением. Результаты тестов были рассмотрены на основе крутящего момента - характер скручивания, удлинение балки, деформация углепластика, деформация бетона и влияние углепластика на трещинообразование, режим отказа. углепластик деформация бетон
Ключевые слова: железобетонные балки, внешнее армирование углепластиком, усиление балок углепластиком.
The Work aimed at studying the strengthening of T-shaped beams by using CFRP strips. The study includes a test of four beams torsion free. The test results were discussed based on torque - the nature of the twisting, the elongation of the beams, the CFRP deformation, deformation of concrete and the influence of carbon on the cracking mode of failure.
Keywords: reinforced concrete beams, external reinforcement by CFRP, strengthening of beams by CFRP.
Наружное армирование углепластиками, в настоящее время широко изучается и применяется во всем мире для капитального ремонта [1, с.41]. По сравнению с другими строительными конструкциями имеют превосходство в более высокой жесткости, прочности и простоте установки.
В наших экспериментах участвовали железобетонные балки, армированные продольными стальными стержнями 6 и 10 мм по всему периметру балки, как показано на рис.1. Для получения трещин в середине пролета балки, концевые зоны балки (40 см) были укреплены хомутами Ш5мм. Тестовая область (1 м) была выбрана таким образом, что возможно образование, по меньшей мере, двух глубоких трещин в центральной зоне балки, поэтому балка по всей длине была усилена хомутами 5х70 мм.
Рис.1. Схема армирования железобетонных балок, участвующих в эксперименте.
Четыре Т-образных балки было отлито для данного исследования. Для возможности испытания конструкций крутящим моментом -- поперечное сечение концов балки было прямоугольным.
В эксперименте были протестированы балки, изображенные на рис.2, рис.3, рис.4, рис.5.
Рис.2. Контрольный образец, не армированный углепластиковыми пластинами (В0).
Рис.3. Балка усиленная только вертикальными углепластиковыми пластинами (B290W).
Рис.3. Балка усиленная вертикальными углепластиковыми пластинами на ребре жесткости и верхней поверхности (B390WF).
Рис.4. Балка усиленная вертикальными полосами на ребре жесткости и верхней поверххности балки с анкерным креплением (B1190WFA).
Для предотвращения разрушения углепластика, пластинки предпочтительно закреплять анкерами. Усиленная балка В119WFA была выбрана для иллюстрации важности закрепления углепластика к несущей конструкции. В теле балки были просверлены отверстия Ш8 мм в верхней части ребра жесткости и по краям верхней полки на расстоянии 150 мм от центра. Высокопрочные пластины шириной 50 мм и толщиной 2 мм были закреплены анкерами в просверленных отверстиях согласно рис.5.
Рис.5. Крепление пластин анкерами.
В таб.1 представлена информация трещинообразования испытанных балок.
Таб.1. Процентное увеличение крутящего момента в армированных углепластиком балках по отношению к контрольному образцу.
|
Номер балки |
Схема армирования |
Крепление анкерами |
Крутящий момент (кНм) |
Угол закручивания (град/м) |
Процентное увеличение крутящего момента от эталона (%) |
|
|
B0 |
Контрольный образец, не армированный углепластиковыми пластинами (В0) |
--- |
2,7 |
0,024 |
0 |
|
|
B290W |
Балка усиленная только вертикальными углепластиковыми пластинами (B290W). |
--- |
2,4 |
0,086 |
0 |
|
|
B390WF |
Балка усиленная вертикальными углепластиковыми пластинами на ребре жесткости и верхней поверхности (B390WF). |
--- |
2,4 |
0,143 |
0 |
|
|
B1190WFA |
Балка усиленная вертикальными полосами на ребре жесткости и верхней поверхности балки с анкерным креплением (B1190WFA). |
В ребре жесткости и в полке |
4,2 |
0,057 |
75 |
Как видно из таблицы 1, армированная балка (B1190WFA), с креплением анкерами, показала максимальный процентный прирост крутящего момента, что может говорить о повышении прочностных качеств до 75%.
Рис.6. Характер разрушения контрольного образца, не армированного высокопрочными пластинками.
Рис.7. График воздействия крутящего момента на армированные углепластиком балки.
На рис.7 изображено сравнение сопротивления балок крутящему моменту. В зависимости от типа наружного армирования, балки показали различный результат. Наивысший крутящий момент выдержала балка, имеющая армирующие углепластиковые полоски на ребре жесткости и внешней стороне полки.
Рис.8. График воздействия крутящего момента на армированную углепластиком балку с анкерным креплением.
Как видно из рис.8, балка, обернутая высокопрочными углепластиковыми пластинами с анкерным креплением, выдержала в 2.5 раза больший показатель крутящего момента, чем контрольный образ без углепластикового армирования. Также, данная балка показала самый высокий результат по данному показателю среди всех остальных армированных образцов.
Выводы.
1. Вертикально армированные углепластиковыми пластинами без анкеровки Т-образные балки показали небольшое увеличение предела прочности (до 29%).
2. Применение крепления высокопрочных полос анкерами, значительно увеличивает прочностные характеристики балки (до 75%).
3. Данная технология имеет большой потенциал в реконструкции и ремонте ветхих и исторических объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. U. Meier. Post - Strengthening by Continuous Fiber Sheets in Europe of Third International Symposium, Non-metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures, Vol. (1), Japan Concrete Institute, Tokyo (1997).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
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 24.11.2013Типы 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 21.04.2010Выбор 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 14.06.2011Выбор 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 15.01.2015Проектирование генплана предприятия. Ориентация производственных зданий по санитарно-техническим нормам. Проектирование формовочного и арматурного цеха, технологии производства железобетонных мостовых балок. Технико-экономические показатели проекта.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 28.01.2010Расчет стального настила, вспомогательной балки. Конструктивное обеспечение устойчивости стенки. Проверки прочности, жесткости и устойчивости балки и колонны. Конструирование и расчет оголовка. Расчет прикрепления настила, узла этажного опирания балок.
курсовая работа [320,9 K], добавлен 08.12.2011Расчет и подбор сечения круглого и прямоугольного профиля из брусьев ходовых размеров для деревянной балки. Определение прочности балки из сталефибробетона по нормальным напряжениям. Подбор стальной двутавровой балки по величине момента сопротивления.
курсовая работа [353,7 K], добавлен 29.11.2011Особенности 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 31.05.2010Характер работы балки при изгибе. Процесс образования и развития нормальных трещин. Характер деформирования сжатой и растянутой зон балки. Зависимость прогибов напряжений в арматуре и бетоне от действующего момента. Определение момента разрушения балки.
лабораторная работа [150,4 K], добавлен 28.05.2013Понятие балочной клетки - системы несущих балок с уложенным по ним настилом. Основные виды балочных клеток, особенности их компоновки. Расчет балок настила и главной балки. Проверка подобранного сечения главной балки. Расчет колонны сквозного сечения.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 03.04.2014Расчет 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 12.02.2014Выбор типа балочного перекрытия. Расчет нагрузки от балок настила. Определение расчетного изгибающего момента, момента сопротивления, высоты сечения главной балки. Проверка сечения пояса. Применение автоматической сварки для соединения поясов со стенкой.
курсовая работа [265,6 K], добавлен 14.04.2013Конструктивная 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 11.10.2008Определение размеров поперечного сечения колонн, нагрузок (от собственной массы, стен), усилий в стойках, проведение расчетов подкрановой части, сборки железобетонной балки покрытия и прочности ее сечений при проектировании колонн и стропильных балок.
курсовая работа [796,2 K], добавлен 26.04.2010Методика усиления балок предварительно напряжёнными гибкими элементами, этапы ее проведения и используемое оборудование. Проведение монтажных работ при вывешивании конструкций. Восстановление и устройство гидроизоляции. Приготовление бетонной смеси.
контрольная работа [4,3 M], добавлен 21.06.2009Компоновка балочной клетки. Подбор сечения балок настила. Определение массы балок настила. Проверка прочности и жесткости подобранного сечения. Расчетная схема, нагрузки, усилия. Подбор сечения центрально-сжатой колонны. Расчет поясных швов главной балки.
курсовая работа [912,0 K], добавлен 06.05.2012Проектирование металлических конструкций для производственного здания. Расчеты стального настила и его балок, подбор сечения главной балки. Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки. Расчёт соединения поясов балки со стенкой.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 14.12.2010Сборное перекрытие с продольным расположением железобетонных монолитных балок и колонн в двухэтажном административном здании: схема расположения, расчет и конструирование; определение нормативной и расчетной нагрузок, выбор материала, его характеристики.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 12.02.2011Технико-экономическое сравнение вариантов различных типов балочной клетки: толщина настила, сечение балок настила и второстепенных балок. Проектирование сварной главной балки составного симметричного сечения. Расчет центрально-сжатой сквозной колонны.
курсовая работа [1016,9 K], добавлен 21.03.2011Порядок расчета прямого ступенчатого стержня, построение эпюры продольных сил и оценка прочности стержня. Геометрические характеристики плоских фигур, построение их сечения. Проверка прочности и жесткости балок при изгибе и исследование их деформации.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 17.01.2010
