СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА. Современные строительные материалы
Глагола І.І.
Мукачівський державний університет, Україна
РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
ВПЛИВУ МАЛОЦИКЛОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ПРОГИНИ ШАРУВАТИХ ПЛИТ
Важливу роль у питанні вдосконалення методів розрахунку будівельних
конструкцій відводиться вивченню фізико-механічних властивостей матеріалів і
своєчасному корегуванню нормованих значень їх міцнісних і деформівних
характеристик, встановленню дійсного напружено-деформованого стану перерізів
елементів у реальних умовах експлуатації, а також поглибленому дослідженню
навантажень, на дію яких вони розраховуються [1].
Аналіз характеру зовнішніх дій дозволяє віднести до малоциклових навантаження
спричинені: вітром, снігом, землетрусом і хвильобоєм, навантаження від
ваги людей, меблів, складованих матеріалів тощо [2,3]. Очевидно, що їх
частка у пропонованій класифікації найбільш значна.
У кожному конкретному випадку дія малоциклових навантажень спричиняє
специфічні особливості деформування та руйнування конструкцій і складаючих їх
пружно-пластичних матеріалів.
Методика визначення
прогинів при малоциклових навантаженнях описана в роботі [4]. Характер змін
максимальних та залишкових прогинів при малоциклових навантаженнях у середині
дослідних зразків показано на рис. 1, 2 та зведені дані у табл. 1.
Зразки серії ПСФБДК
(плити сталефібробетонні комбінованоармовані) випробовувалися на рівні
навантаження 0,8 від руйнівного (рис. 2). На першому циклі значення повних
прогинів становило 4,02 мм, а залишкових − 0,89 мм. На другому циклі
навантаження значення повних прогинів підвищилось на 0,08 мм, а значення
залишкових прогинів зросло на 0,06 мм. Починаючи з третього по п’ятий цикл йде
стабілізація приросту як повних, так і залишкових прогинів, які склали 0,05 мм
для повних та 0,01 мм для залишкових. З сьомого циклу навантаження відбувається
поступовий приріст як повних, так і залишкових прогинів. На кожному наступному
циклі навантаження-розвантаження приріст збільшується на 20-25%. Перед
одинадцятим циклом навантаження, повні прогини становили 4,47 мм, а залишкові
− 1,01 мм.
Рис. 1. Діаграма
середнього значення прогинів зразків серії
ПСФБК, при малоцикловому навантаженні
Зразки серії ПСФБД
(плити сталефібробетонні двошарові) були випробувані аналогічним рівнем
навантаження як і зразки серії ПСФБДК (рис. 1). На першому циклі навантаження
значення повних прогинів становило 4,56 мм та 1,20 мм. Порівнюючи значення з
зразками серії ПСФБК різниця повних та залишкових прогинів становила 0,54 мм та
0,31 мм.
Рис. 2. Діаграма
середнього значення прогинів зразків серії ПЖБ, при малоцикловому навантаженні
Таблиця 1
Зміст
експериментальних досліджень*
|
№ з/п |
Серія |
Переріз |
Склад |
Назва зразків |
Мета випробувань |
|
1 |
ПЖБ |
|
1 – арматура; 2 - бетон |
Плита залізобетон-на |
Короткочасне
навантаження |
|
Малоциклове
навантаження |
|||||
|
2 |
ПСФБК |
|
1 – стале
фібро-бетон;2 - арматура |
Плита стале
фібро-бетонна |
Короткочасне
навантаження |
|
Малоциклове
навантаження |
|||||
|
3 |
ПСФБД |
|
1 – бетон; 2 – стале-фібро-бетон; 3 - бетон; 4 – за-хист. шар бетону |
Плита стале-фібро-бетонна
двошарова |
Короткочасне
навантаження |
|
Малоциклове
навантаження |
*У всіх випадках кількість зразків – 4.
У другому циклі
навантаження значення повних та залишкових прогинів становили 4,66 мм та 1,22
мм. З третього циклу навантаження починається поступове зменшення приросту як
повних, так і залишкових прогинів. З п’ятого до дев’ятого цикл приріст повних
та залишкових прогинів становить відповідно 0,03 мм та 0,01 мм. З дев’ятого
циклу починається поступовий прирост повних та залишкових прогинів на 0,02 мм.
Перед одинадцятим циклом навантаження, повні прогини становили 4,98 мм, а
залишкові 1,30 мм. Різниця повних та залишкових прогинів для зразків серії
ПСФБК та ПСФБД становила 0,51 мм та 0,29 мм.
Зразки серії ПЖБ (плити
залізобетонні) були випробувані аналогічним рівнем навантаження як і зразки
серії ПСФБК, ПСФБД (рис. 1, 2). У першому циклі навантаження величина повних та
залишкових прогинів становила 5,20 мм та 1,6 мм. У другому циклі навантаження
приріст повних та залишкових прогинів становили: 0,25 мм та 0,09 мм. Порівнюючи
зразки серії ПЖБ та ПСФБД встановлено, що різниця повних та залишкових прогинів
склала 0,79 мм та 0,38 мм. З третього до п’ятого циклу повні та залишкові
прогини продовжують збільшуватись на 0,11 мм та 0,06 мм.
З шостого до десятого
циклу відбувається різке збільшення як повних, так і залишкових прогинів. У
десятому циклі навантаження значення повних та залишкових прогинів склало 6,48
мм та 2,25 мм. Порівнюючи зразок серії ПЖБ з попередніми зразками (рис. 1, 2)
можна зробити висновок, що вміст фібри в цих зразках позитивно впливає на динаміку
змін повних та залишкових прогинів. Перед доведенням плити до руйнування у
одинадцятому циклі різниця повних та залишкових прогинів склала: для зразків
серії ПЖБ та ПСФБК – 2,01 мм і 1,24 мм; для зразків серії ПЖБ та ПСФБД – 1,5 мм
та 0,95 мм.
Виходячи з отриманих
даних, можна обґрунтовано стверджувати, що вміст фібри у дослідних зразках
стримує розвиток тріщин, підвищує момент тріщиноутворення у 1,5 рази, зменшує
деформації як у зоні стиснення так і розтягу та зменшує міру прогинів на
18-20%.
Таблиця
2
Середні значення прогинів плит при малоцикловому
навантаженні
|
№ |
ПСФБК |
№ |
ПСФБД |
№ |
ПЖБ |
|||
|
Навантажен-ня, Р кН |
Прогин, мм |
Навантажен-ня Р, кН |
Прогин, мм |
Навантажен-ня Р, кН |
Прогин, мм |
|||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
62,784 |
4,35 |
1 |
59,62518 |
4,2 |
1 |
52,5816 |
4,22 |
|
2 |
0 |
0,89 |
2 |
0 |
1,2 |
2 |
0 |
1,6 |
|
3 |
62,784 |
4,43 |
3 |
59,62518 |
4,3 |
3 |
52,5816 |
4,47 |
|
4 |
0 |
0,95 |
4 |
0 |
1,22 |
4 |
0 |
1,69 |
|
5 |
62,784 |
4,51 |
5 |
59,62518 |
4,39 |
5 |
52,5816 |
4,6 |
|
6 |
0 |
0,96 |
6 |
0 |
1,24 |
6 |
0 |
1,76 |
|
7 |
62,784 |
4,57 |
7 |
59,62518 |
4,41 |
7 |
52,5816 |
4,7 |
|
8 |
0 |
0,97 |
8 |
0 |
1,25 |
8 |
0 |
1,8 |
|
9 |
62,784 |
4,62 |
9 |
59,62518 |
4,44 |
9 |
52,5816 |
4,81 |
|
10 |
0 |
0,98 |
10 |
0 |
1,25 |
10 |
0 |
1,86 |
|
11 |
62,784 |
4,65 |
11 |
59,62518 |
4,47 |
11 |
52,5816 |
4,89 |
|
12 |
0 |
0,99 |
12 |
0 |
1,27 |
12 |
0 |
1,93 |
|
13 |
62,784 |
4,68 |
13 |
59,62518 |
4,51 |
13 |
52,5816 |
5,01 |
|
14 |
0 |
0,99 |
14 |
0 |
1,26 |
14 |
0 |
2 |
|
15 |
62,784 |
4,74 |
15 |
59,62518 |
4,57 |
15 |
52,5816 |
5,16 |
|
16 |
0 |
1 |
16 |
0 |
1,27 |
16 |
0 |
2,12 |
|
17 |
62,784 |
4,78 |
17 |
59,62518 |
4,64 |
17 |
52,5816 |
5,39 |
|
18 |
0 |
1,01 |
18 |
0 |
1,3 |
18 |
0 |
2,25 |
|
19 |
62,784 |
4,8 |
19 |
59,62518 |
4,74 |
19 |
52,5816 |
5,68 |
Література:
1. Васильев В. В. Механика конструкций из
композиционных материалов. − К.: Наукова думка, 1988, − 272 с.
2. Тацій Р.
Визначення сейсмічного навантаження на гнучкі висотні споруди методом
дискретизації // Тацій Р., Стасюк М., Ушак Т. ХІ міжн. симп. українських
інженерів-механіків: Тези доп. − Львів: КІНПАТРІЛТД. − 2013. − С. 88.
3. Горик О.В.
Теоретико-експериментальні дослідження згину тришарових брусів // Горик О.В.,
Піскунов В.Г., Чередніков В.М. Проблемы прочности. − 2000. − № 3 (345). − С. 76−85.
4. Глагола
І.І. Порівняння характеру руйнування шаруватих сталефібробетонних плит / І.І.
Глагола. Містобудування та територіальне планування: Наук.-техн. зб. – К.,
КНУБА, − 2010. − № 38. − С 114.