METHODOLOGY OF THE TESTS OF FRAGMENTS OF MULTI-HOLLOW SLABS OF FORMLESS MOLDING WITH PINCHED SUPPORT ZONES

Full Text

В плитах безопалубочного формования, опертых на кладку многоэтажных кирпичных зданий, нормальные трещины в верхних зонах вблизи заделки при эксплуатационных нагрузках не допускаются. Однако многочисленные наблюдения и экспериментальные исследования таких конструкций показывают, что такие трещины появляются при превышении расчетной нагрузки на 12 % [1]. Впоследствии эти трещины стабилизируются и, практически не влияя на несущую способность конструкции, могут оказывать серьезное воздействие на долговечность и надежность работы плиты [2-5]. В статье приведена методика натурных испытаний плит безопалубочного формования, защемленных в кирпичную кладку, и приведена конструкция установки, используемой при проведении таких испытаний. В ходе самих испытаний измеряются линейные деформаций опорных узлов плит. Главной задачей, решаемой на основе проведенных испытаний, является определение углов поворота плиты в опорном узле, которые будут возникать при нагружении плиты до образования нормальных трещин. После этого определяется зависимость между моментом трещинообразования Mcrc и углом поворота плиты в заделке γ. γ = f(Mcrc; Ion; σкл; Rкл), (1) где γ - угол поворота плиты в опорном узле; Mcrc - изгибающий момент образования трещин в плите; Ion - длина опоры плиты в стене; σкл - напряжение в кирпичной кладке; Rкл - предельное сопротивление кладки. Разработка точного метода определения момента образования трещин в сложных сечениях плит и является конечной задачей исследования. Сегодня такой методики в действую- С. К. Землянских, А. Н. Алёшин, А. В. Атаманчук 17 Градостроительство и архитектура | 2020 | Т. 10, № 4 щих строительных правилах [СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения] нет. В эксперименте определяются деформации δ верхнего и нижнего швов опорного узла в зависимости от прилагаемой нагрузки (рис.1). Принципиальная схема испытания фрагмента плиты приведена на рис. 2. Испытания образцов проводятся на специальном стенде, конструкция которого приведена на рис. 3. Экспериментальные образцы изготовлены из плит безопалубочного формования ПБ 12.12-8 высотой 220 мм под унифицированную расчетную нагрузку (сверх собственной массы) 800 кгс/ м2 [6], которые распилены вдоль внутренних пустот. Размеры образцов - 1200×360 мм. Образец одним концом заделывается в кладку фрагмента кирпичной стены с размерами в плане 380×380 мм. Размеры площадок опирания образцов составляют 16; 12; 8 см [3]. Вертикальная нагрузка в узле Р2, имитирующая нагрузку от верхних этажей, создается домкратом №2, передается через металлическую распределительную плиту. Величина усилия при испытаниях на кирпичную кладку соответствует нагрузке на нижний этаж 14-этажного кирпичного здания. Эта нагрузка создается вначале и поддерживается постоянной на протяжении всего испытания. Нагрузка на фрагмент плиты Р1 (см. рис. 2) создается гидравлическим домкратом (рис. 4). Для контроля величины прикладываемой нагрузки используется динамометр сжатия с максимально допустимой величиной нагрузки 15 тс. Нагрузка Р1 прикладывается в точку, расположенную на конце консоли образца (см. рис. 2), ступенями шагом 1 тс (ГОСТ 8829- 2018. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости). Для обеспечения равномерного перемещения плиты и предотвращения внезапных хрупких разрушений край плиты помещается в специальную обойму и подвешивается на траверсу через две тяги. Эти тяги будут брать на себя часть воспринимаемой нагрузки, не давая преждевременно обрушиться конструкции. Нагрузка на плиту вычисляется как разница между нагрузкой, прикладываемой домкратом 2 на обрез плиты, и нагрузкой растяжения поддерживающих тяг. Часть нагрузки, которую воспринимают тяги, вычисляется из их деформаций по показаниям тензодатчиков. Суммарная нагрузка на плиту до образования нормальных трещин на верхней грани с учетом нагружения поддерживающих тяг будет составлять Рис. 1. Деформация и угол поворота опорного узла Рис. 2. Схема испытания плиты Рис. 3. Схема стенда для проведения испытаний Градостроительство и архитектура | 2020 | Т. 10, № 4 18 СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Рис. 4. Разрез 2-2 Рис. 5. Схема закрепления измерительных приборов не более 12 тс. Тяги изготовлены из арматуры класса А 1000 диаметром 10 мм. Вычисленная по результатам численного эксперимента теоретическая расчетная нагрузка образования трещин составляет 10,16 тс, при этом максимальные расчетные деформации в точке приложения нагрузки Р1 составляют 5,2 мм. В процессе испытаний фиксируются деформации швов δ (см. рис. 1) опорного узла образца, величина прогиба в консоли образца, осадка опоры f2. (см. рис. 2). При образовании нормальных трещин на верхней грани образца испытание прекращается. Для определения деформаций швов опорного узла используется тензометр рычажного типа ТР (системы Аистова) [4]. Схема расстановки измерительных приборов для определения деформаций опорного узла представлена на рис. 5. На верхний и нижний швы устанавливаются по два тензометра. Тензометры закреплены на обойме из уголков 20×20×3 мм. Выводы. 1. Установка позволяет провести испытания образцов железобетонных плит безопалубочного формования от начала нагружения до момента образования нормальных трещин в приопорной зоне плиты с необходимой точностью (непосредственно на экспериментальный образец нагрузка не должна превышать 5 тс). 2. Приведенная методика измерения деформаций растворных швов в узле опирания опытного образца позволяет определить деформации с точностью 0,001 мм, при том что по результатам численного эксперимента абсолютная величина деформации швов не превышает 0,008 мм. 3. Полученные результаты измерения деформаций швов позволяют определить углы поворота плиты в опорном узле кладки с точностью 0,004 рад.

About the authors

Semen K. ZEMLYANSKIKH

State Technical University

Andrey N. ALESHIN

State Technical University

Alexey V. ATAMANCHUK

Sevastopol College of Architecture and Civil Engineering

References

Supplementary files