Строительство и архитектура/ 3.Современные технологии строительства, реконструкции и реставрации

Снежкина О.В., Киселев А.А.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

Схемы разрушения

коротких железобетонных балок

Целью работы являются совершенствование методов расчета прочности коротких балок а также разработка методов расчета трещиностойкости и определения ширины раскрытия трещин в железобетонных балках при изменении пролета среза a/h₀ от 0,25 до 1,5.

Программой исследований предусматривалось: определение прочности балок; определение трещиностойкости балок; определение ширины раскрытия трещин балок; определение влияния горизонтальных и вертикальных хомутов на прочность, трещиностойкость и ширину раскрытия трещин в балках с пролетом среза a/h₀ от 1 до 1,5; определение влияния пролета среза на характер образования трещин, вид разрушения в балках без поперечной арматуры и в балках, армированных равномерно распределенной арматурой.

Испытывались образцы коротких балок прямоугольного сечения с размерами 25´40 см. Длина образцов изменялась в соответствии с пролетом среза . Всего было изготовлено 10 образцов. Шесть образцов имели только продольную растянутую арматуру. Исследуемым фактором принимался пролет среза. Два образца армировались горизонтальными, два вертикальными хомутами. В этом случае исследуемым фактором являлся вид распределенного армирования при изменении a/h₀ от 1 до 1,5. Все образцы коротких балок имели одинаковое количество растянутой продольной арматуры. m_s=0,85%.

Для улучшения визуального наблюдения за образованием трещин подготовка к испытаниям производилась в следующем порядке. Выполнялась зачистка и побелка поверхности бетона образцов. Для измерения деформаций бетона на боковую грань образца наклеивались тензодатчики с базой 50 мм.

По результатам испытаний произведена классификация трещин, определены разрушающие усилия, усилия при образовании и развитии трещин при изменении основных факторов, а также схемы разрушения и трещинообразования.

Классификация трещин. В результате экспериментальных исследований определено, что с увеличением пролета среза от 0,25 до 1,5 характер образования и развития трещин принципиально не меняется. Выделено четыре вида трещин (рис.1). К первому виду отнесены вертикальные трещины Т—Р, расположенные в растянутой зоне балки. Ко второму виду отнесены наклонные трещины, названные граничными — Т-Г. Характер расположения их меняется. Они могут выделять сжатую зону бетона как с внутренней, так и с внешней стороны, либо только с одной из сторон. К третьему типу отнесены: серия параллельных прерывистых наклонных трещин, расположенных в сжатой зоне бетона — åТ-О, к четвертому типу отнесены магистральные наклонные трещины, расположенные внутри сжатой наклонной полосы — Т-О.

Рис. 1. Классификация трещин коротких балок

Схемы разрушения. Выявлены следующие виды разрушения коротких балок при изменении a/h₀ от 0,25 до 1,5: разрушение по сжатой либо по растянутой зонам (зоны 1 и 2, рис.2.). Разрушение по сжатым бетонным полосам характеризуется либо появлением серии мелких параллельных трещин, которое свойственно разрушению бетонным призмам при сжатии, либо образованию магистральной трещины, траектория которой примерно повторяет диагональ сжатой бетонной полосы. В большинстве образцов разрушение сжатых наклонных бетонных полос сопровождается развитием трещин, выделяющих сжатые наклонные полосы. Разрушение по растянутой зоне происходит при активном раскрытии трещин типа Т-Р либо Т-Г, либо при одновременном раскрытии трещин Т-Р и Т-Г.

Рис. 2. Схема изменения сжатых полос бетона при увеличении пролета среза: а – a/h₀=0,25; б – a/h₀=1,5

Выводы. Выявлено четыре вида характерных трещин: наклонные трещины, выделяющие сжатую полосу бетона, вертикальные трещины в бетоне растянутой зоны, серия наклонных прерывистых трещин, характерных при раздавливании бетона и наклонные трещины, расположенные внутри сжатой наклонной полосы. В балках с пролетом среза a/h₀ от 0,25 до 1,5 определено два вида разрушения – разрушение по наклонной сжатой бетонной полосе и по растянутому арматурному поясу.