ЖБК Лаб1
.pdfНОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра железобетонных конструкций
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
«ИСПЫТАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ НА ИЗГИБ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ»
Выполнил:
Проверил:
г. Новосибирск – 2013 г.
Данная лабораторная работа ставит своей целью исследование прочности нормальных сечений изгибаемого элемента, а также его жѐсткости и трещиностойкости. При этом требуется выполнить следующее:
1.Вычислить теоретическое значение величины разрушающего момента нормального сечения опытной балки.
2.Ознакомиться с характером образования трещин в балке вплоть до еѐ разрушения.
3.Определить опытную величину разрушающего момента и сравнить еѐ с теоретическим значением.
4.Определить из опыта прогибы балки в середине пролѐта на разных ступенях загружения и сравнить их с вычисленным значением прогиба.
5.Сделать выводы по работе.
Характеристика опытной балки.
Схема балки приведена на рис. 1. Монтажная арматура в средней трети пролѐта оборвана, чтобы вести расчѐт сечения с одиночной арматурой.
Рис.1. Схема балки.
Результаты натурных размеров балки и исходные данные по арматуре заносятся в таблицу 1.
|
|
|
|
Таблица №1 |
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Обозначение |
Размерность |
Численное значение |
Примечание |
|
п/п. |
|
|
|
|
|
1 |
h |
CM |
|
|
|
2 |
b |
CM |
|
|
|
3 |
L |
CM |
|
|
|
4 |
h0 |
CM |
|
|
|
5 |
a |
CM |
|
|
|
6 |
As |
CM2 |
|
|
|
2
Физико-механические характеристики бетона и арматуры определяются, как и в предыдущей работе, испытанием контрольных образцов:
1. Средняя кубиковая прочность бетона по результатам испытания бетонных кубиков на сжатие:
Rm=...(МПа)
2.Класс бетона по прочности на осевое сжатие:
B=0.778×Rm= ... (МПа)
3.Средняя призменная прочность бетона:
Rbm=B×(0.77-0.001B)= ... (МПа)
4.Диаметры и классы арматуры:
рабочей – 2 6 A-I; монтажной - 6 A-I; хомутов - 4 Вp-I.
5. Предел текучести арматуры, определѐнный испытанием контрольных образцов на растяжение:
fy,abs=...(Mna)
6. По классу рабочей арматуры и классу прочности бетона на осевое сжатие из СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" определяются величины модуля упругости:
Еs=...(МПа) и Еb= ... (МПа).
II.Определение величины теоретического значения разрушающего момента
вбалке.
Величина разрушающего момента определяется по формулам прочности нормальных сечений изгибаемых элементов прямоугольного профиля с одиночной арматурой. При этом необходимо учитывать фактические характеристики материалов и геометрические размеры сечения (Rm; Rb.m; fy, abs;b; h).
Высота сжатой зоны бетона определяется из условия равновесия суммы проекций всех сил на горизонтальную ось:
Rb,m×b×x= fy ,a b s ×As, откуда х = |
|
, (см). |
|
Рис.2. Расчѐтная схема сечения.
3
Величина теоретического значения разрушающего момента из условия прочности по сжатому бетону равна (см. рис.2):
M u = R b , m × b × х × (h0 - 0,5 × х ) , (МПа×см3),
где z b = h 0 - 0 ,5 × х - плечо внутренней пары сил.
Из условия прочности по растянутой арматуре величина разрушающего момента определяется по следующей формуле:
M u = f y , a b s × As × zb = f y , a b s × As × (h0 - 0,5 × х ) , (МПа×см3),
где 1 МПа×см3=100 Н ×см.
Величина разрушающей теоретической силы (максимальное усилие, приходящееся на 1 домкрат) равна:
Fu = , (кН), где d v = 0 ,3 3 ×L d ;
L d - расчѐтный пролѐт балки, (см).
III. Испытание балки и определение опытного значения разрушающего момента.
Расчѐтная схема балки приведена на рис.3. Испытание балки производится на специальном стенде, загружение осуществляется двумя гидравлическими домкратами. Балка испытывается в повѐрнутом на 180° положении так, что растянутая зона расположена сверху. Схема испытательного стенда приведена на рис.4
Рис.3. Расчетная схема балки.
Величину расчѐтного пролѐта L d и расстояние от домкратов до опор определяют измерением. Значение усилия в домкрате определяется по показаниям манометра и тарировочной таблицы.
4
Рис.4. Схема испытания балки:
1.Жѐсткая силовая рама;
2.Гидравлические домкраты;
3. опытная балка;
4.Индикатор И1;
5.Шарнирные опоры;
6.Насосная станция.
IV. Результаты испытания.
В процессе испытания балки ведѐтся наблюдение за образованием и раскрытием трещин, отмечается нагрузка, соответствующая моменту образования нормальных трещин. На каждой ступени загружения снимаются отсчѐты по индикатору и записываются в таблицу 2.
т, мм
Затем, по результатам испытаний, строится график прогибов балки в зависимости от нагрузки (рис.5). Характер образования трещин и схема
f m = φ ( F )
т, мм
Рис.5. График прогибов. разрушения балки наносится на развѐртку элемента (рис.6).
5
Рис. 6. Развѐртка элемента и схема образования трещин.
№ ступени |
Показания мано- |
Нагрузка F, кН |
Показания инди- |
Приме- |
загружения |
метра, МПа |
|
катора |
чание |
|
|
|
и, |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
Опытное значение разрушающего момента вычисляется при принятой схеме испытания по формуле:
M u , a b s = Fm a x × d v ,
Где: Fmax - наибольшее усилие в домкрате, определяемое по наибольшему показанию манометра и тарировочной таблице, (кН);
d v - расстояние от опор до домкратов, (см).
Полученное опытное значение разрушающего момента сравнивается с теоретическим. Отклонение между опытным и теоретическим значением разрушающего момента составляет:
M = |
|
×100 = … |
|
6