Отчет по лабораторной работе 3 Испытание железобетонной колонны на внецентренное сжатие с большим эксцентриситетом
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерно-строительный институт Кафедра «Строительные конструкции и управляемые системы» ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 «Испытание железобетонной колонны на внецентренное сжатие с большим эксцентриситетом» Преподаватель ________ Л. Ю. Елесина подпись, дата инициалы, фамилия Студент СБ16-11Б 411621613 ________ К.Р. Ахметьянова номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия Студент СБ16-11Б 411618829 ________ М.С. Нашко номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия Студент СБ16-11Б 411619769 ________ З.В. Сухорученко номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск 2019 Лабораторная работа №3 Испытание железобетонной колонны на внецентренное сжатие с большим эксцентриситетом Цель работы: изучение напряженно-деформированного состояния внецентренно-сжатого элемента с большим эксцентриситетом. Для реализации поставленной цели используется железобетонная колонна прямоугольного сечения с уширениями в опорных частях из тяжелого бетона, армированная пространственным каркасом (рисунок 1). Продольная рабочая арматура в растянутой и сжатой зонах- стержневая класса А-I диаметром 10 мм. Таблица 1 – Исходные данные
 Рисунок 1 - Экспериментальный железобетонный образец Испытание железобетонной колонны производится на специальном металлическом стенде ( рисунок 2).  Рисунок 2 - Общий вид экспериментального металлического стенда при испытании колонны на внецентренное сжатие Загружение колонны осуществляется гидравлическим домкратом ДГ-25 с диаметром поршня 100 мм. Измерение длин производится рулеткой; диаметры – штангенциркулем; горизонтальные перемещения (выгиб колонны) определяется прогибомером 6ПАО; относительные деформации сжатия и растяжения – мессурами с индекаторами часового типа ИЧ-10. Для измерения ширины раскрытия трещин применяется микроскоп МПБ-3. 1 Проведение лабораторной работы  Рисунок 3 – Схема загружения колонны Схема загружения определяется задачами испытаний. Оси опорных цилиндрических шарниров смещаются относительно геометрической продольной оси колонны на величину  . Эксцентриситет приложения нагрузки превышает размеры радиуса инерции сечения – случай больших эксцентриситетов.До начала испытаний измеряются: длина колонны L, длина участка постоянного сечения  , ширина сечения b и высота колонны h. Данные заносятся в журнал испытаний. Экспериментальная колонна оснащается приборами для измерения горизонтальных перемещений колонны ( выгиба) П; относительных деформаций – мессурами с индикаторами часового типа М1…М4. Расстановка приборов на натурном образце показана на рисунке 4. При этом фиксируется база измерения деформаций К и расстояние между растянутыми и сжатыми волокнами H. Рисунок 4 – Схема расстановки приборов на экспериментальной колонне при испытании колонны на внецентренное сжатие Перед загружением колонну осматривают, отмечают дефекты в бетоне (начальные трещины, околы) и затем снимают начальные отсчеты по прогибомерам и индикаторам и заносят в журнал испытаний. Загружение колонны осуществляется этапами. При загружении колонны испытательной нагрузкой в ведомость испытаний заносятся показания манометра и отсчеты по приборам на каждом этапе загружения. Отмечается начало образования нормальных к продольной оси трещин и замеряется ширина их раскрытия. В процессе испытания колонны наблюдаются три стадии напряженно-деформированного состояния в ее нормальном сечении. Фрагменты испытаний приведены на рисунке 5 и 6.  Рисунок 5 - Фрагмент испытания колонны на внецентренное сжатие Рисунок 6 - Момент разрушения экспериментальной колонны при испытании на внецентренное сжатие В начале загружения напряжения в бетоне и арматуре невелики. Затем в бетоне растянутой зоны развиваются неупругие деформации. Напряжение приближаются к пределу прочности бетона на растяжение  ( стадия I ).В бетоне в растянутой зоне образуются трещины в начале и в середине, а затем по всей длине участка постоянного сечения колонны ( стадия II). В местах образования трещин совместность работы бетона и арматуры нарушается. Высота сжатой зоны сечения постепенно уменьшается, увеличивается ширина раскрытия трещин. Конец стадии II характеризуется началом заметных неупругих деформаций в растянутой арматуре. Напряжения в растянутой арматуре достигает физического предела текучести. При увеличении выгиба колонны величина эксцентриситета так же увеличивается, т.е. изгибающий момент в колонне возрастает.M = F ( + f ) , (1)где f– перемещение середины элемента. Разрушение железобетонной колонны начинается с арматуры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Разрушение носит пластический характер. После разрушения колонны уточняется диаметр растянутой и сжатой арматуры d и толщина защитных слоев – a. 2 Обработка экспериментальных данных Обработка результатов испытаний производится в следующей последовательности: Усилие, создаваемое домкратом, определяется как произведение величины давления в гидросистеме р на площадь поршня А F = pА (2) Выгиб колонны вычисляется по разности отсчетов прогибомеров, умноженное на цену деления  f i = (Ni - N0) γ (3) Вычисляются относительные деформации растяжение  и сжатия  являющиеся средними арифметическими деформациями, рассчитанными по показаниям М1, М3, М2 и М4.Расчеты по показаниям приборов заносились в таблицу 4 журнала испытаний.
Устанавливается погрешность измерений нагрузки, соответствующая разрушению балки:  =   +  (4)где Р- давление, при котором произошло разрушение колонны Остальные обозначения аналогичны, представленным в первой лабораторной работе. Фиксируется предельная сила (прочность колонны) с учетом погрешностей измерений. ВЫВОД В ходе лабораторной работы измерили параметры железобетонной колонны, изучили работу колонны до и после появления нормальных к продольной оси трещин. Исследовали характер образования и развития нормальных трещин, а также характер разрушения колонны. Изучили напряженно-деформированное состояние внецентренно-сжатого элемента с большим эксцентриситетом. При испытании в середине колонны образовалась трещина до нагружения. А так же образовалась трещина слева внизу колонны. При 6 испытании и приложенной нагрузке 70 кг/см2 образовались трещины шириной раскрытия 0,01 мм . При 7 испытании и приложенной нагрузке 80 кг/см2 образовались 2 трещины на половину ширины колонны. Для конструкции колонн характерны напряженные состояния , связанные с проявлением осевых деформаций в растянутой и сжатой зонах поперечных относительно продольной оси. Напряженное состояние описывается условиями деформаций и равновесия. |
