ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА МАШИНОСТРОЕНИИ

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

В течение 1958—1961 гг. в лаборатории железобетонных кон­струкций для машиностроения НИИЖБ были проведены экспери­ментальные исследования толстых железобетонных плит с напря­гаемой арматурой для определения влияния на несущую способ-

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

А)

Б)

Г)

Фиг. 3. Схемы образцов серии КПБ и КПО:

О)

Н D

Н

Я

Н

D

= 0,2; б —

= 0,4; в — ' — датчики.

= 0,6; г —

= 0,8;

Ность и жесткость плиты некоторых, наиболее важных факторов. Испытания плит производили как на статическое (до разруше­ния), так и на многократно повторные загружения (для определе­ния общего предела выносливости конструкции).

Конструкция образцов, методика изготовления и испытания. Для исследования были приняты образцы в виде круглого в плане бетонного цилиндра, на боковую поверхность которого с напряже­нием навивалась проволока в один или несколько слоев, что поз­воляло создавать необходимое расчетное боковое обжатие бетона. Образцы с размещением тензодатчиков и схемой нагрузки показаны на фиг. 3. 270

Испытывались две серии образцов: КПБ (круглые бетонные плиты с напрягаемой арматурой) и КПО (те же плиты, отличаю­щиеся величиной бокового обжатия). Размеры образцов, а также количество слоев напряженной обмотки и степень обжатия бетона приведены при описании результатов испытания каждой серии образцов.

При испытании образцы устанавливали в пресс (фиг. 4) на опорное металлическое кольцо, максимальный диаметр которого был равен наружному диа­метру образца. Нагрузку передавали через жесткий металлический штамп. Кон­струкция и схема нагружения были выбраны наиболее про­стыми, поскольку предполага­лось провести испытание большого числа образцов (свыше 100 шт.).

При центральном прило­жении нагрузки через жест­кий штамп и опирання на кольцо с подливкой цемент­ным раствором была получена наиболее простая и ясная схема передачи усилий с ми­нимальным количеством фак­торов, влияющих на резуль­таты испытания.

Сравнение фиг. 2 и 3 по - фиг 4 установка образцов серий КПБ казывает, что конструкция и КПО в прессе для испытания,

Образцов и схемы испытания несколько отличаются от на­туры по размерам и схеме действительного распределения действую­щих на архитрав усилий. При испытании образца-плиты не моде­лируются остающиеся давление стен станины, площадь и характер опирання (по кольцу — в образце, и на сегментах — в станине), сжатие опорных участков плиты напрягаемой продольной арма­турой и ряд других особенностей.

Размеры образцов по отношению к натуре в 2—3 раза меньше.

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Однако, предполагая, что имеющиеся различия не могут зна­чительно сказаться на результатах испытания, для большинства образцов отказались от более точного моделирования, а влияние неучтенных факторов проверяли на специальных образцах. Для этой цели были проведены испытания дополнительных серий образ­цов при опирании на сегменты, а также при исключении на опо­рах сил трения.

Образцы изготовляли в металлической или деревянной опа­лубке, стены которой перед бетонированием смазывали изолирую­щей смазкой.

Для приготовления бетона применяли цемент марки «500» Белгородского завода, щебень в большинстве случаев извест­няковый крупностью до 20 мм, песок чистый, горный.

Перемешивание бетонной смеси производили в бетономешалке свободного падения емкостью 250 л. Укладывали бетон в формы при помощи обычной переносной вибробулавы.

Изготовленные образцы хранили во влажных опилках в тече­ние 6—7 дней, а затем — в условиях воздушного режима. Темпе­ратура при изготовлении и хранении образцов изменялась от 15 до 20°С.

Прочность бетона при сжатии и модуль упругости материала определяли стандартным способом, путем испытания контрольных кубов размером 20 х 20 х 20 см и призм размером 20 х 20 х X 60 см.

Одновременно с образцами из общего замеса изготовляли и хранили в тех же условиях контрольные бетонные кубы и призмы.

Измерение деформации бетона призм производили при помощи механических рычажных тензометров.

Испытание контрольных призм осуществляли для бетона в возрасте 3; 7; 14 и 28 дней, а для некоторых образцов — в день навивки напряженной арматуры и в день испытания. Это позво­ляло определить изменение деформативности бетона в зависимо­сти от нарастания прочности, устанавливаемой по одновремен­ному испытанию контрольных кубов.

Примерно через 15—28 дней после изготовления образцов на их боковую поверхность наматывали стальную проволоку диа­метром 4—5 мм (ГОСТ 7348-55) с напряжением в ней от 4500 до 6000 кГ/см2. Для навивки использовали стандартную намоточ­ную машину ДН-5.

Испытание проводили на испытательном прессе «1000» или на горизонтальной машине «1500/3000».

Во время навивки напрягаемой проволоки и при испытании измеряли радиальные, тангенциальные и осевые деформации бетона, а также осевые деформации проволоки. На некоторых образцах измеряли контактное смятие бетона и общий прогиб под штампом.

Измерения деформаций бетона и проволоки проводили при помощи наружных и глубинных тензодатчиков; величину натяже­ния проволоки во время навивки определяли измерительной ско­бой с индикатором.

При помощи прогибомеров системы Максимова и индикато­ров часового типа с ценой деления 0,01 мм измеряли общие дефор­мации образцов. Во время испытания визуально определяли момент появления трещин в бетоне на доступных осмотру поверх­ностях и отмечали максимальную нагрузку, при которой начи­налось разрушение образца. Предельная разрушающая нагрузка фиксировалась по силоизмерительной шкале испытательного пресса и определялась моментом начала уменьшения нагрузки при непрекращающейся подкачке масла в силовой цилиндр пресса.

Влияние некоторых факторов на несущую способность образ­цов-плит. На несущую способность образцов влияют: высота плиты Я; диаметр d0 штампа, передающего нагрузку; рабочий про­лет I плиты (равный условному внутреннему диаметру опорного кольца); марка бетона; величина предварительного обжатия q\ способ опирання (по кольцу, по части кольца, с трением и без него).

Влияние высоты образца, диаметра штампа и опорного кольца. Для изучения влия­ния высоты плиты, диаметра штампа и рабочего пролета провели испытание 42 образцов-плит серии КПБ. Железобетонные толстые плиты этой серии были изготовлены из бетона марок: «500», «600» и «700». Кубиковая прочность бетона изменялась в пределах 495—709 кГ/см\

Все образцы имели практически одинаковый диаметр D, рав­ный 50 см, и высоту Я, равную примерно 10; 20; 30 и 40 см. Фактические размеры плит приведены в табл. 1.

Армирование имело вид спирали из высокопрочной арматурной проволоки диаметром 4 мм, навиваемой на наружную боковую поверхность плит. Фактический предел прочности проволоки изменялся от 17 400 до 20 700 кГ/см2. По механическим свойствам проволока отвечала требованиям ГОСТ 7348-55.

Навивку проволоки на образец проводили непосредственно перед испытанием машиной ДН-5. В проволоке создавали напря­жение растяжения порядка 6000—6300 кГ/см2, а в бетоне образ­ца— сжатие величиной до 60 кГ/см2 (с учетом потерь). При этом объемный коэффициент армирования (вычисленный как отношение

Объема металла к объему бетона р, = ^пр \ был равен 0,025

" бет /

(2,5%).

Испытание проводили на жестком металлическом кольце, внут­ренний диаметр которого dm = 30 см был условно принят за рабочий пролет плиты I. При этом отношение высоты к про-

Лету — для различных образцов серии было принято равным

0,33; 0,67; 1,0 и 1,33.

Образцы одинаковой высоты испытывали тремя типами штам­пов, имеющих диаметр d0 = 110; 225 и 317 мм, чему соответст­вует отношение-^-, равное 0,37; 0,75 и 1,05.

Характеристики и результаты испытания образцов серии КПБ

(D = 50 см-, марки бетона «500» —«700»; д = 60 кГ/см1)

О <и

Основные

Ч ' с5*

« Е й--Я

Її я

3!

Я X

° и

41 h<

Размеры

Размеры штампа

Зе

4 ш 3

5 =т* «чЭ

М я

Ю О Я

S я

В

См

Я

Я Я

П

О.

£ а х

X

2

«/а

Ssl-

2 « S

1SS4

Ч f

S<" >8

^ S о.

Н

<1) ч о о.

Ю о

Си •8- а

5 = 2

0 Е

1 Я л

6 О. С

О е О s

О. н

<и S я я

Я н о

И

Я

К а

°а ч о о с

Иаметр, в мм

Й я

Г",

Ч U

Ысота

А В ММ

Я Я

A *

Fe

Та «j

О Ms и

* о

Л 2 с g

С

А

Сїя

Е(С>

ТЗ;

>1 о

(Чтз

G п

Ис

A х

КПБ-1

52,0

39.8

Кольцо

225

400

52

795

1975

634

КПБ-2

52,0

42,0

»

225

400

52

940

2350

748

КПБ-3

52,0

39,8

Кольцо с парафином

225

400

52

675

1690

538

КПБ-4

530

52,5

40,8

То же

225

400

52

675

1690

538

КПБ-5

51,3

40,0

Кольцо

110

95

78

506

5340

404

КПБ-6

51,5

40,0

»

110

95

78

420

4430

335

КПБ-7

52,5

40,9

Кольцо с парафином

110

95

78

450

4750

359

КПБ-8

52,3

41,1

То же

110

95

78

448

4730

357

КПБ-9

51,2

29,8

Кольцо

225

400

52

500

1250

398

КПБ-10

51,0

31,0

»

225

400

52

589

1470

469

КПБ-11

51,0

31,0

Кольцо с парафином

225

400

52

590

1470

470

КПБ-12

495

51,0

30,0

Кольцо

317

792

55

775

980

616

КПБ-13

52,5

30,0

»

317

792

55

682

862

543

КПБ-14

52,5

30,5

110

95

78

380

4000

303

КПБ-15

52,5

30,0

»

110

95

78

370

3900

295

30

КПБ-16

52,5

31,0

*

110

95

78

369,3

3890

294

КПБ-17

51,0

20,5

Кольцо

225

400

55

357

893

284

КПБ-18

52,0

22,0

»

225

400

55

412

1060

328

КПБ-19

52,0

21,6

Кольцо с

225

400

55

321

803

256

Парафином

КПБ-20

518

52,0

22,4

Кольцо

110

95

78

175

1843

139

КПБ-21

52,0

22 0

»

110

95

78

19G

2060

153

КПБ-22

52,0

21І5

»

317

792

55

520

657

414

КПБ-23

50,0

22,8

317

792

55

632

798

504

КПБ-24

50,0

20,6

Кольцо с парафином

317

792

55

475

600

378

КПБ-25

52,0

11,5

Кольцо

225

400

55

119

298

95

КПБ-26

51,2

11,0

»

225

400

55

90

225

71,5

КПБ,-27

52,0

11,0

Кольцо с парафином

225

400

55

105

263

84

КПБ-28

709

52,0

10,8

Кольцо

110

95

78

53

558

42

КПБ-29

52,0

10,5

»

110

95

78

50

527

40

КПБ-30

51,3

10,0

»

110

95

78

35,5

374

28,3

КПБ-31

52,0

11,0

У,

317

792

55

349

442

278

КПБ-32

52,0

11,5

»

317

792

55

288

364

229

КПБ-33

50,0

10,5

Кольцо

225

400

55

300

750

182

КПБ-34

51,0

10,0

»

225

400

55

280

700

170

КПБ-35

51,5

11,5

Кольцо с

225

400

55

235

588

143

Парафином

127

КПБ-36

540

51,0

11,2

То же

225

400

55

210

525

КПБ-37

51,0

11,0

Кольцо

317

792

55

900

1138

545

20

КПБ-38

51,0

9,8

»

317

792

55

784

990

475

КПБ-39

51,0

10,4

Кольцо с парафином

317

792

55

532

673

322

КПБ-40

51,5

11,2

Кольцо

110

95

78

70

737

42,5

КПБ-41

51,5

11,5

Кольцо

110

95

78

75

790

45,5

КПБ-42

600

51,5

11,0

Кольцо с

110

95

78

60

631

36,3

Парафином

Усилие пресса распределялось по всей поверхности штампа так, чтобы исключить изгибающие деформации; поэтому считали, что нагрузка на образец передается через жесткие штампы.

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Фигг&НЭбразцы серии КПБ высотой 40 и 10 см после испытания:

А и в — вид со стороны штампа; 6 на — вид со стороны опорной поверхности

Несколько образцов высотой Н = 10 см испытывали штампами, имеющими диаметры d0 — 225 и 317 мм, на опорном кольце с внутренним диаметром 200 мм для определения характера ра­боты плиты при условии, что d0 >• I. Этот случай встречается в

18* 275

Некоторых вариантах реальных конструкций, когда нагрузка приложена по кольцу к плите, опирающейся на сплошное осно­вание.

Для каждого типа плиты имелись контрольные образцы (см. табл. 1), при испытании которых между опорной поверхностью и кольцом трение частично ликвидировалось при помощи пара­финовой смазки.

Во всех случаях испытание заканчивалось разрушением бетона образцов, которое сопровождалось постепенным снижением на-

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Фиг. 6. Разрушающая нагрузка образцов серии КПБ в зависимости от: а — высоты образца; б — диаметра штампа; 1 — d0 ~ 317 мм, —^— = 1.05; 2 — d0 =

= 225 мм, ~ = 0,75; 3 — d„ = 110 мм, ~ = 0,37; 4 — Н = 40 см; 5 — Н = 30 см;

6 — Н = 20 см; 7 — Н = 10 с я.

Грузки. Ни в одной плите не наблюдалось разрыва арматуры или больших пластических деформаций проволоки. Величиной Рразр считали максимальное усилие, которое было приложено к об­разцу.

Разрушение образца показано на фиг. 5. Внешними признаками исчерпывания несущей способности плиты являются: развитие сетки радиальных и кольцевых трещин на опорной и нагружае­мой поверхностях, раздробление бетона вокруг штампа и смятие его под штампом, перемещение срединной части относительно наружного кольцевого слоя.

Сравнение результатов испытания образцов, отличающихся высотой, показывает, что нагрузка, соответствующая моменту исчерпывания несущей способности, повышается примерно про­порционально изменению высоты (фиг. 6).

Коэффициент пропорциональности зависит от диаметра штампа, передающего нагрузку на образец. 276

Как видно из графика на фиг. 6, а, при малом диаметре штампа

И при отношении - у- = 0,37 несущая способность образца при

Увеличении высоты повышается менее интенсивно, чем при более

Высоких значениях отношения ~~ •

На фиг. 6, б приведен график зависимости величины разрушаю­щей нагрузки от диаметра штампа при неизменной высоте плиты. Здесь при d0 = 0 нагружение имеет вид сосредоточенной силы, приложенной в центре плиты, а при d0 = I или d0 > I нагрузка распределена по всей загружаемой поверхности плиты.

При увеличении диаметра штампа разрушение образца про­исходило при более высокой нагрузке.

Увеличение у в 3 раза (от d0 = 100 мм до d0 = 300 мм)

Вызвало повышение усилия при Я = 10 см в 5 раз; при Я — = 20 и 40 см — в 2 раза.

Для образцов высотой 10 и 40 см с увеличением

Несущая способность плит изменяется по криволинейному закону. При малой толщине плиты характер зависимости Рразр от

~ можно объяснить малой жесткостью плиты, ввиду чего умень­шение изгибающего момента при| ее нагружении (с увеличением сильно сказывается на несущей способности.

На несущую способность высоких образцов (Я = 40 см) вели­чина изгибающего момента влияет меньше, и при изменении

Диаметра штампа от d0 Д° разрушающая нагрузка

Повышается пропорционально.

При испытании плит штампом, диаметр которого больше, чем внутренний диаметр опорного кольца (d0 > /), разрушение происходило в результате раздавливания бетона при сжатии (табл. 1, образцы КПБ-33 и КПБ-29). В этом случае при d0> / разрушающая нагрузка возросла примерно в 3 раза по сравнению

Со случаем, когда - у - = 1 .

Влияние величины боково го обжатия*?. Зависимость несущей способности толстых плит-цилиндров от величины предварительного бокового обжатия изучали по результатам испытания серии образцов КПО, которая состояла из 27 цилиндров диаметром около 50 см и высотой 40 см; характеристики и результаты испытания образцов указаны в табл. 2. Прочность бетона при обжатии образцов составляла 535 кГ/см2.

Предварительное обжатие цилиндров осуществлено намоткой на боковую поверхность напрягаемой проволоки диаметром 4 мм.

277

Таблица 2

Характеристики и результаты испытания образцов серии КПО

(.D = 50 см; Н = 40 см; I = 30 см; d„ = 22,5 см; R = 500+600 кГ/смг)

Я X

О

И М

Основные размеры в см

Предварительное напряжение

<Я S

« *

В " X я>

Ш А

Я 3« 52*

А, у

=г и со а \о о

А •а а

А

Чз £

5а.

О с S

О

Ссй

Q

А н

CJ

Е

Ез

В «

А:

Со Н О и 3

Ю

«

О Ю О

Со Н

А а ю s

Ш

ПG §

5 «L,

К оТ: " а* Лея

А

0J

О ч

Ё S

Ю о

Ts

В «

К

З - к и s»^

4 Її а; Я <

СО * ffl

«

2 й я я Э я a m 3 s*

П »

СХ и

4 О IS с *

!S«

2 « s

5 5 3 g а >>

5о« ЙСй

5 ё,1-

4 И

® %

0 Js а £ я

3 g И

4 S ш

1 3

S й

КПО-1 КПО-2

Кпо-з

535 660 630

51,0 51,0 51,2

40,7

41,0"

41,0

38,0 36,0 36,0

300

1

25,7 25,7 25,5

670 799' 759

1675 2000 1900

533 636 605

КПО-4 КПО-5 КПО-6

530

52,0

39,8 42,0 39,8

37,8 39,5 37,0

600

1

56

795 940 675

1975 2350 1690

634 748 538

'КПО-7 КПО-8

КПО-9 \

535 627

627

51,2 50,6

50,9

40.1 40,5

39.2

36,1

38.0

37.1

900

І

1

84

85

84,5

900 Условно 1000 1000

2250 2500

2500

716 795

795

Кпо-ю

КПО-11 КПО-12

535 630 630

51,1 52,0 51,5

40,8 40,0 41,0

37,5 37,0 36,5

290 300 300

2

51,5

53

53,5

840 1005 1100

2100 2500 2750

669 796 876

КПО-13 КПО-14 КПО-15

535 660 660

51,2 52,5 51,5

41,0 40,5 40,5

37,0 36,0 37,5

300

3

80

78

79

935 1399 1297

2340 3500 3250

745 1115 1032

КПО-16 КПО-17 КПО-18

535 630 660

51,0 51,0 51,5

40,7 40,0 40,0

38,1 38,0 36,0

680 600 600

2

127 110 110

990 1140 1005

2470 2850 2500

788 903 796

КПО-19

КПО-20 КПО-21 КПО-22 КПО-23 КПО-24

535

630 630 535 627 627

50,7

51,0 51,0 51,0 51,5 51,0

41,0

40,0 40,0 40,5 40,5 40,0

38,3

38,0 38,0 37,0 37,5 38,5

600

600 600 900 900 900

3

3 3 2 2 2

165 165 168 168 168

Условно 900 1391 1407 1367 1158 1258

2250

3480 3520 3420 2900 3150

716

1109 1120 1088 922 1000

КПО-25 КПО-26 КПО-27

535 627 660

51,5 51,0 51,0

41,0 40,0 41,0

37,0 36,0 38,5

900

3

247

1385,5 1391 . 1300

3470 3480 3260

1102 1110 1035

(ГОСТ 7348-55) с пределом прочности при растяжении 17 000 кГ/см2. Проволоку навивали на боковую поверхность образца, создавая в ней усилие натяжения от 300 до 900 кГ.

Величину обжатия бетона образца на 1 см подсчитывали по формуле

П ~ aofnp'mV D/2

Где <J0fnp — Р — усилие натяжения проволоки; п — число слоев обоймы; D — наружный диаметр образца;

-------------------------------- - число проволок, уложенных вплотную

"яд

На 1 см высоты. После сокращения формула имеет вид

4 D/2dnp ■

При подсчете величины радиального сжатия, действующего в бетоне образца, учитывали потери предварительного напряже­ния в проволоке от обмятия бетона под витками спиральной обоймы (Аов). По строительным нормам и правилам (СН и П II-B. 1-62) эти потери могут быть приняты равными 300 кГ/см2.

Кроме этого, учитывали снижение натяжения в проволоке каждого слоя (кроме наружного) от упругого сжатия бетона после­дующими слоями. По данным ВНИИСТ эти потери не превышают 0,05 Р от каждого последующего слоя.

Предварительное напряжение бетона q для образцов серии КПО, вычисленное с учетом потерь, равно 25; 50; 80; 120; 170 и 250 кГ/см2. Для получения необходимого предварительного напряжения навивали обойму из одного, двух и трех слоев про­волоки, причем объемный коэффициент армирования ц имел величину 0,025; 0,05 и 0,075.

Навивку проволоки на образцы проводили при достижении бетоном прочности 535—600 кГ/см2 в возрасте около двух месяцев, а испытывали через три-четыре дня после создания предваритель­ного сжатия. При испытании образцы устанавливали на кольцо с внутренним диаметром I = 300 мм. Нагрузку передавали через жесткий штамп диаметром d0 = 225 мм. Все образцы разруша­лись по бетону.

Общие результаты испытаний этой серии образцов приведены на графике фиг. 7, где показана зависимость разрушающей обра­зец нагрузки от величины (отношение напряжения предва­рительного сжатия к кубиковой прочности бетона).

При увеличении предварительного обжатия образцов соот­ветственно повышается и несущая способность (Ррадр). При

279


Повышении значения от 0 до 0,3 разрушающая нагрузка уве­личивается примерно от 650 до 1300 т. Более высокое предвари­тельное напряжение, при котором -|г->0,3, не дает соответствен-

К

Ного повышения несущей способности.

Можно считать, что до —- = 0,2 повышение несущей способ­ности происходит пропорционально величине предварительного

Рразр G т 3,/Ш

11200 §

I woo

«3

TUflfl §60S

В зависимости от величины (R = 500-^600 кГ/см2); R

~ 0,75; —j—= 1,33^: 1—однослойная обойма; 2—двух­слойная обойма; 3— трехслойная обойма.

Обжатия. При значениях > 0,2 зависимость Рразр— f (~|г)

Имеет вид кривой, асимптотически приближающейся к некото­рому постоянному значению Рразр.

Критические значения величин ~ (на графике точки Б и В)

К

Определены по данным серии образцов приближенно по десяти точкам.

Отклонения значений Рразр от средней линии АБВГ состав­ляют в большинстве случаев 15%. Максимальные отклонения

Наблюдались при - f - = 0,1 и ~ = 0,27 и достигали 30%.

К к

Исследование влияния величины предварительного напряже­ния проведено, кроме того, по результатам испытания образцов серии ВП (табл. 3).

Общее количество образцов серии ВП составляет 32 шт. В группах Б, В, Г (см. табл.) объединены образцы, изготовленные из бетона равной прочности и отличающиеся по величине предва­рительного напряжения. Для сравнения были изготовлены и испытаны образцы без арматуры. 280

Характеристика и результаты испытания образцов серии ВП

(.D = 120 см; Н — 70 см; d0 = 40 см; I = 30 сж)

Шифр образца

Прочность бето­на R при намот­ке и испытании в кГ/см2

Основные размеры в см

Диаметр прово­локи в обойме °пр в мм

Предвари­тельное на­пряжение

Разрушающая нагрузка в т

Удельное давле­ние под штампом при разрушении

В кГ/см2

Удельное давле­ние на кольце при разрушении в кГ/см*

Диаметр D

Полная

Высота

Образца

Расчетная высота Н

Усилие в проволо­ке в кГ

Га ~

ВвД

ITHls SC Л у

СО о о

А. Влияние прочности бетона

ВП-16

490

122,5

75,5

68,5

4

720

56

2000

1595

211

ВП-1

465

120

75

68

5

900

56

2272

1810

290

ВП-2

465

120

76

68

5

900

56

2356

1875

300

ВП-12

400

120,3

76

70,8

4

720

57

1760

1401

185

ВП-13

400

123

81

75

4

720

55

1760

1401

185

ВП-5

289

120

76

68

5

900

56

1540

1230

196

ВП-30

100

121,1

76

69,5

4

720

57

861

690

110

ВП-31

100

120

76

69

4

720

57

731

583

93,2

ВП-32

100

121,4

75,7

69,7

4

720

57

763

607

97,5

Б. Влияние

Предварительного напряжения для

Бетона марки «500»

ВП-11

560

120

76

69

4

1180

95

2273

1810

239

ВП-10

500

120,8

76,3

68,8

4

900

76

2200*

_

ВП-3

425

120

77

73

4,5

900

74

2300

1830

294

ВП-14

425

122

76

70,5

4

300

22

1572

1250

200

ВП-15

425

120,5

77,5

71,2

4

300

22

1400

1115

180

ВП-23

465

120

75

68

520

414

66

ВП-24

465

120

76

68

312

249

40

ВП-25

510

120

75

68

438

350

56

В. Влияние предварительного напряжения для бетона март «300»

ВП-4

289

120

75

68

4,5

900

74

1774

1412

226

ВП-6

290

120

76

70

4,5

900

74

1693

1350

215

ВП-7

290

120

77

70

4,5

900

74

1540

1230

196

ВП-17

295

120

77

70,5

4

300

22

1250

996

160

ВП-18

340

123

77

71

4

300

22

1600

1275

204

ВП-26

289

120

75

69,5

450

358

57

ВП-27

295

120

75

67,5

350

279

45

Г. Влияние

Предварительного напряжения для бетона марки «100»

ВП-21

87,5

120,3

75,4

68,9

4

300

22

597

476

76

ВП-22

87,5

118,4

76

68,9

4

300

22

500

398

64

ВП-28

87

120

77

65

106,9

85

14

ВП-29

100

121,5

77

—-

170

135

21,7

Д. Влияние

Способа

Опирания

ВП-10

500

120,8

76,3

68,8

4

900

76

2000

1395

363

ВП-19

400

121

76

70

4

1180

94

1800

1431

328

ВП-20

360

111,5

75,8

69,6

4

1180

93,0

1600

1274

291

ВП-8

100

121,7

77,3

68

190

151

24,2

ВП-9

100

121,5

77

68

158

126

20

* Образец не доведен до разрушени

Я.

Образцы серии ВП отличались от рассмотренных выше разме­рами и наличием дополнительного бетонного кольца высотой

7—8 см и шириной 30 см (фиг. 8).

Образцы-цилиндры были запро­ектированы диаметром 120 см и высотой 75 см (вместе с бетонным кольцом). Рабочая высота ци­линдра была равна 67 см. Ввиду неточного изготовления опалубки, фактические размеры имели неко торые отклонения от проектных, не превышающие 5—10%.

Цилиндры армир'ованы гладкой проволокой диаметром 4 и 4,5 мм, навитой на боковую поверхность в два слоя. Предел прочности при

Фиг. 8. Образец серии вп растяжении проволоки составлял

12 500—14 000 кГ/см2. По механи­ческим свойствам сталь проволоки удовлетворяла требованиям ГОСТ 9389-60. Объемный коэффициент армирования (г при этом для всех образцов был одинаковый и равный 0,01. По высоте напряженная обойма не доведена до торцовых граней на 5—6 см (фиг. 8 и 9).

Необходимую величину предва­рительного обжатия получали путем задания усилия в проволоке от 300 до 1180 кГ, в результате чего обжа­тие бетона с учетом потерь состав­ляло примерно 22; 56; 74 и 95 кГ/см2.

Образцы изготовляют из бетона марок «100», «300», «400» и «500». Фактическая прочность бетона в день испытания, определенная путем испытания стандартных кубов раз­мером 20 X 20 X 20 см, приведена в табл. 4.

При анализе результатов испыта­ния учитывали также образцы серии ВП групп А и Д.

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Фиг. 9. Конструкция и схема1 испытания образцов серии ВП: \

I — обойма; 2 — штамп; 3 — сег­мент; 4 — кольцо,

В первой группе (А) объединены цилиндры, предварительное напряже­ние которых было одинаковым и при­мерно равным <7=56 кГ/см2. Перемен­ным фактором здесь являлась проч­ность бетона, которая изменялась от R = 100 до R = 500 кГ/см2, 282

Влияние трения на опорной плоскости на несущую способность образцов (по серии КПБ)

M о а rt flj

Прочность бетона в кГ/см2

Tj м

U

*

Ч

М

Разру­шающая нагрузка в m

Отклонения В %

Шифр образцов

Прочность бетона в кГ/см2

5; у

А

U

1

А

Е

•а

Разру - щающая нагрузка в т

Отклонения в %

О.

Ю о

О. •&

В

А

S

В к о о. н

О

О; а s -

» 5

Ш К

\о в

%

О к к о й ь

U

(Ь а t -

S в

Ю я

КПБ-22 КПБ-23 КПБ-24

518

21,5

317

520 632

475

8,5 25,0

КПБ-17 КПБ-І8 КПБ-19

518

20

225

357 412

321

10

22

КПБ-37 КПБ-38 КПБ-39

540 J 10

317

900 784

532

41

32

КПБ-25 КПБ-26 КПБ-27

709

10

225

119 90

105

12 17

КПБ-1 КПБ-2 КПБ-3 КПБ-4

530

40

225

795 940

675 675

15 21

КПБ-5 КПБ-6 КПБ-7 КПБ-8

530

40

110

506 420

450 448

11-12 7

КПБ-9 КПБ-10 КПБ-11

495

30

225

500 589

590

18 0

КПБ-40 КПБ-41 КПБ-42

540 600 600

30

110

70

75

60

14 20

Характеристика образцов: Наружный диаметр D = 51 - г 52 см.

Величина предварительного обжатия q ==60 кГ/см1.

Образцы испытаны жестким штампом прн опирании на кольцо.

В группу Д входят четыре образца, изготовленные из бетона марки «100», неармированные, из бетона марки «400», армирован­ные гладкой проволокой диаметром 4 мм. В последних было создано поперечное обжатие q =■ 93 -=-94 кГ/см2. Образцы этой группы предназначались для исследования влияния на несущую способность способа опирания при испытании.

Все образцы серии ВП (кроме группы Д) испытывали нагруз­кой, приложенной к штампу диаметром 400 мм.

Опорное кольцо имело внутренний диаметр 600 мм. Цилиндр ВП-10 после испытания на кольце нагрузкой 2200 кГ переставили на опору в виде сегментов и нагружали до разрушения.

Образцы серии Д испытывали при опирании на сегменты (фиг. 9).

По серии ВП зависимость разрушающей нагрузки от величины предварительного напряжения может быть представлена графиком

На фиг. 10, а. При повышении значения до 0,15—0,20 разру­шающая нагрузка Рраэр пропорционально увеличивается. Для

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

Бетона марки «100» пропорциональность сохраняется примерно

До = 0,2. При более высоких марках бетона критическое зна - R

Чение -5- несколько ниже. При величине свыше критического к к

Несущая способность Рра3р повышается незначительно.

По результатам испытаний образцов серии ВП зависимость несущей способности образцов от марки бетона при различной величине предварительного напряжения показана на фиг. 10, б.

При изменении прочности бетона от 50 до 500 кГ/см2 наличие самого минимального предварительного напряжения {д = = 22 кГ/см2, р = 0,01) значительно повышает несущую способ­ность образца. Разрушающая нагрузка для образцов из бетона марки «100» увеличилась в 3 раза. Для бетонов высокой прочно­сти (марок «400»—«500») разрушающая нагрузка в этом случае повысилась примерно в 4 раза.

Из графиков следует, что при наличии предварительного напряжения обоймы и одинаковой величине обжатия разрушаю­щая нагрузка Рразр увеличивается пропорционально повышению марки бетона. При этом коэффициент пропорциональности зави­сит от величины предварительного напряжения д.

Несущая способность образцов без обоймы повышается про­порционально прочности бетона примерно до марки «200». Образ­цы без обоймы, изготовленные из бетоца высоких марок, разру­шались при низких нагрузках.

Таким образом, по результатам испытания образцов серии КПО и ВП установлено, что разрушающая образцы нагрузка зависит как от прочности бетона, так и от величины предваритель­ного напряжения. При одинаковой величине д разрушающая нагрузка повышается пропорционально марке бетона (в пределах от 50 до 500 кГ/см2).

С повышением степени обжатия образцов разрушающая на­грузка также возрастает. Однако имеется некоторая критическая

Величина отношения, до которой наблюдается пропорциональ-

Ное повышение несущей способности. Обжатие бетона свыше опре­деленной критической величины не рационально, так как не вызы­вает значительного повышения несущей способности образца.

Критическими величинами являются для высоких марок

Бетона («400»—«500») д = (0,10-^0,20) R-, для низких и средних марок («100»—«200») наиболее целесообразно принимать д = = (0,20-5-0,30) R.

Влияние условий опирания образцов. Во многих случаях схема загружения и опирания несколько отличается от принятой при исследовании несущей способности, так как в стенах цилиндри­ческих станин прессов, как правило, оставляют технологические
проемы с обеих сторон станины. Влияние на несущую способ­ность образцов такого изменения схемы моделировали тем, что образец при испытании опирали не на кольцо, а на отдельные сегменты (см. фиг. 8). Расстояние между сегментами выбрано из условий возможных размеров технологического проема в сте­нах станины.

На диаграмме (фиг. 11) дано сравнение результатов испытания идентичных образцов серии ВП при опирании их на кольцевой

Опоре и сегментах.

При исключении влияния прочности бетона получено, что результаты испытания об­разцов при опирании их на сегменты (т. е. по двум сторо­нам) или на кольцо отличаются незначительно.

Отклонения величины а = р

" lUOuR нах°Дятся в пределах

Допустимого разброса.

Можно предположить, что при испытании на сегментах несущая способность образцов - Фиг. 11. Влияние способа опирания на ЦИЛИНдров МОЖЄТ быть на 10— результаты испытания образцов се - ^ ^ чш при испытании

В _ , = о; 6 - , = 95 '«г/смч і - оп„- с опиранием на кольцо.

Рание на сегментах; 2 — опнранне на При устранении ТрвНИЯ НЭ

Кольце' опорной поверхности образцы

В большинстве случаев разру­шались при меньшей нагрузке (табл. 4). Наибольшее отклонение (36%) было получено для образцов высотой 10 см при нагружении их штампом d0 = 317 мм.

В случае нагружения таких плит штампами d0 = 225 мм и d0 = 110 мм трение на опорах влияет меньше. Один образец (КПБ-26) при наличии трения разрушился при нагрузке, вели­чина которой ниже, чем при испытании без трения.

Высокие образцы (Я = 40 см) при малом диаметре штампа (110 мм) разрушались в обоих случаях при одинаковой нагрузке. Увеличение диаметра штампа приводит для высоких образцов к повышению влияния трения.

В этом случае при увеличении диаметра штампа от 110 до 225 мм разрушающая нагрузка образцов с уменьшенным трением на опорной поверхности оказалось в среднем на 18% ниже.

Таким образом, влияние трения на опорах больше сказывается / на несущей способности плит малой высоты (при отношении /

286 І

И \

< 0,2J для случаев нагружения образцов штампом большого диаметра l).

Разрушающая нагрузка высоких образцов меньше

Зависит от наличия трения на опорах.

В среднем можно принять, что при отсутствии трения на опо­рах, несущая способность плит снижается примерно на 10—15%.

ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА МАШИНОСТРОЕНИИ

Усилия в анкерах длиномерной закладной детали

В практике проектирования железобетонных базовых дета­лей бывают случаи, когда действующая на закладную деталь эксплуатационная нагрузка приложена на небольшом участке ее длины. При определении расчетных напряжений в анкерах закладной детали следует …

Общий анализ результатов испытания круглых предварительно напряженных толстых железобетонных плит

По результатам испытания четырех серий образцов предвари­тельно напряженных толстых железобетонных плит выявлен характер влияния на несущую способность плит основных фак­торов. Установлено, что несущая способность образцов, характери­зующаяся величиной максимальной нагрузки Рразр, …

Краткое описание конструкции железобетонных предварительно напряженных автоклавов на 8 и 12 ати

Автоклав на 8 ати запроектирован в виде проходного прямо­угольного тоннеля, состоящего из железобетонного предварительно напряженного корпуса и двух торцовых стальных оголовьев с крышками кассетного типа и механизмами для их открывания …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.