Физико-механические характеристики бетона и арматуры

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7 на тему:

«Освидетельствование элементов сооружения на примере железобетонной балки»

 

Отчет выполнил

студент Бурмин А.В.

шифр 210199

201 учебной группы 4-го курса

Специальности

«Промышленное и гражданское строительство»

Проверил Рудомин Е.Н.

 

 

Рязань 2013

Лабораторная работа № 7

 

Освидетельствование элементов сооружения на примере железобетонной балки

Цель и задачи работы

Цель работы – ознакомление с методикой освидетельствования и экспериментальной оценки состояния и работоспособности элементов сооружения, основанной на применении неразрушающих методов контроля. Поверочные расчеты.

Задачи работы:

· Выполнение анализа по результатам визуального освидетельствования железобетонной балки.

· Определение параметров для железобетонной балки неразрушающими методами контроля, необходимые и достаточные для оценки несущей способности конструкции.

· Выполнение поверочного расчета железобетонной балки для установления фактической предельной нагрузки для оценки несущей способности с учетом действующих нормативных документов и полученных геометрических и физико-механических данных экспериментальным путем.

· Выполнение поверочного расчета железобетонной балки с применением программного комплекса ЛИРА 9.4 или Мономах.

· Выполнение загружения железобетонной балки, определение прогибов балки, величины раскрытия трещин при ступенчатом загружение.

· Выполнение анализа и сравнение результатов поверочных расчетов и экспериментальных исследований по 1 и 2 группам предельных состояний.

· Дать заключение о возможности дальнейшей эксплуатации конструкций.

 

Оборудование и приборы: рулетка, линейки металлическая по ГОСТ 427-75, электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, измеритель защитного слоя бетона ПОИСК-2.3, ультразвуковой тестер УК1401, индикатор часового типа, микроскоп МПБ-3, железобетонная балка прямоугольного сечения, стенд для проведения испытаний.

Конструкция балки

Железобетонная балка (рис.1) изготовлена из тяжелого бетона и армирована плоским сварным каркасом по чертежу, приведенному на рис.2. Основные размеры и армирование испытываемой балки по данным обмера заносятся в таблицу 1.

 

Рисунок 1 – Конструкция железобетонной балки

Рисунок 2 – Армирование плоского сварного каркаса

Физико-механические характеристики бетона и арматуры

Прочность бетона при сжатии определяется при испытании стандартных контрольных кубов или цилиндров в соответствии с ГОСТ 10180-90 или неразрушающими методами (электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, ультразвуковой тестер УК1401).

 

Рисунок 3 – Проектная схема армирования железобетонной балки

 

Таблица 1 – Геометрические характеристики балки

 

Наименование величин, единицы измерения	Обозначения	Фактические зна­чения
1. Длина балки, мм	L	160 см
2. Ширина сечения, мм	b	8 см
3. Высота сечения, мм	h	15,5 см
4. Рабочая высота, мм	h0	12,37 см
5. Расстояние от нижней грани балки до центра тяжести растянутой арматуры, мм	а	31,3 мм
6. Расстояние от верхней грани балки до центра тяжести сжатой арматуры, мм	а'	30,9 мм
7. Диаметр и класс растянутой арматуры, мм	d	Ø20 и А-III
8. Площадь поперечного сечения растяну­той арматуры, мм2	As
9. Диаметр и класс сжатой арматуры, мм	d'	Ø20 и А-III
10. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры, мм2	A's
11. Расчетный пролет балки, мм (рис.1)	L0	145 см
12. Расстояние от опоры до точки приложения силы, мм (рис.1)		44 см

 

Таблица 2 – Физико-механические характеристики бетона и арматуры

 

1.

Характеристики бетона, МПа	Характеристики арматуры, МПа
растянутой	сжатой
R	Rb	Rbt	Eb	σy	Es	σ'y	E's
50,5	34,52	3,08
41,4
43,9
45,2
58,3
50,4
45,7

Таблица 2¹ – Физико-механические характеристики бетона и арматуры

 

1.

Характеристики бетона В35, МПа	Характеристики арматуры, МПа
растянутой	сжатой
R	Rb	Rbt	Eb	σy	Es	σ'y	E's
50,5	19,5	1,3
41,4
43,9
45,2
58,3
50,4
45,7

Е_s=190000МПа-это по СНиП

Е_s=200000МПа-это по СП

Порядок выполнения работы

1. Определить геометрические характеристики железобетонной балки.

2. Электронным измерителем прочности бетона определить прочность бетона балки.

3. Определить расчетные характеристики бетона: R_b - расчетное сопротивление бетона, γ_b2 - коэффициент условия работы бетона по классу бетона согласно п.2.1 СНиП 2.03.01-84.

4. Измерителем защитного слоя бетона ПОИСК-2.3 определить величину защитного слоя бетона и диаметр арматуры.

5. Определить характеристики армирования железобетонной балки.

Класс арматуры определяется по результатам испытаний на разрывной машине. Приблизительно класс арматуры можно определить визуально (для стержневой арматуры).

Расчетные характеристики арматуры определяются в зависимости от класса арматурной стали.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению R_s при отсутствии проектных данных и невозможности отбора образцов допускается назначать в зависимости от профиля арматуры:

для гладкой арматуры R_s = 155 МПа (1600 кгс/см²);

для арматуры периодического профиля, имеющего выступы:

с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля («винт») R_s = 245 МПа (2500 кгс/см²);

с одной стороны правый заход, а с другой - левый («елочка») R_s = 295 МПа (3000 кгс/см²).

6. Определить теоретическую разрушающую нагрузку в опасном сечении.

7. Определить теоретическую нагрузку образования первых трещин в балке

8. Определить теоретическую величину прогиба балки.

9. Определить теоретическую величину ширины раскрытия трещин.

10. Сосредоточенную силу F прикладывают ступенями, величина кото­рых составляет 5... 10 % от ожидаемой разрушающей нагрузки Fu. После каждого этапа нагружения дается 3...5-минутная выдержка железобетон­ной балки под нагрузкой, во время которой производится осмотр балки и фиксируются образование и развитие трещин. После выдержки снима­ются показания по индикаторам, фиксирующим перемещения балки. Деформации бетона растянутой зоны и нагрузку образования трещин определяют с помощью тензомет­ров рычажного типа. После образования трещин определяется ши­рина раскрытия трещин с помощью отсчетного микроскопа МПБ-2. На поверхности балки карандашом проводятся линии, параллельные трещинам, около которых проставляются номера этапов.

11. По данным таблице 3 строится график зависимости прогиба f от нагрузки F. Отклонение от линейной зависимости этого графика вызваны пластическими деформациями бетона и арматуры, образованием и раскрытием трещин.

12. По окончании испытания зарисовывается схема образования трещин и схема разрушения испытанной балки (рис.4).

13. Сделать выводы о возможности использования балки под действием заданную нагрузку.

 

№ этапа	Нагрузка F, кН	Показания индика­торов, мм	Прогиб балки, мм	Показания тензометров	Ширина раскрытия трещин Q, мм
Т-1	Т-2
И-1	И-2	И-3	y			y
		0,4	0,5		0,1							0,1
	7,5	0,5	1,0		0,5							0,14
		0,66	1,51		0,85							0,16

Таблица 3 – Результаты испытания железобетонной балки