Исследование работы железобетонных плит при локальном нагружении

Внедрение: 2016 г.

В работе [1] рассмотрена методика экспериментального анализа деформаций железобетонных плит, подверженных действию местной поперечной нагрузки. Проведена серия экспериментов с использованием прямоугольных плит разной толщины, свободно опёртых по трем сторонам и не имеющих закреплений по четвертой стороне. Зафиксированы параметры физически и конструктивно нелинейной работы исследуемых объектов.

Процесс испытаний отрабатывался на двух партиях железобетонных конструкций – плит заводского изготовления и плит, изготовленных в лаборатории БГИТУ. Эксперимент выполнялся с помощью испытательного стенда (рисунок 1). 

Рисунок 1. Экспериментальная установка.

Для регистрации деформаций плит первой партии применялись константановые проволочные тензорезисторы с базой 50 мм и номинальным сопротивлением 401,4±2 Ом, второй партии – константановые фольговые тензорезисторы с измерительной базой 50 мм и сопротивлением 120,0±2 Ом (рисунок 2). Для тензоизмерений использовался портативный крейт LTR‑ЕU‑2‑5 с модулями сбора данных LTR212 и полумостовая схема подключения тензодатчиков.

Тензорезисторы располагались на соседних плечах моста каждого канала, что позволяло компенсировать температурные деформации бетона и разбаланс каждого моста. Крепление датчиков к поверхности плиты и компенсационного фрагмента бетона осуществлялось с помощью однокомпонентного этилцианокрилатного клея холодного отверждения. Подключение датчиков производилось с помощью 8‑ми канальной внешней полумостовой схемы, в каждом канале соединялись компенсационный и измерительный датчики, а также два пассивных сопротивления.

Рисунок 2. Тензорезисторы на образце плиты.

Прочность материалов плит оценивалась разрушающими (рисунок 3) и неразрушающими методами. 

Рисунок 3. Образцы материалов плит, испытываемые на прочность разрушающим методом.

На рисунке 4 слева приведен пример показаний датчика в растянутой области, справа – пример отрыва плиты от опорного профиля; на рисунке 5 – нелинейные зависимости прогибов в центре неопертой кромки (точке Е) относительно её краев для первой и второй партий плит.

Рисунок 4. График зависимости в окне графического модуля относительных линейных деформаций от нагрузки для датчика, расположенного в растянутой области – слева; отрыв грани плиты от опоры – справа.

Рисунок 5. Графики прогибов точки Е в зависимости от нагрузки для первой партии плит.

Разработана методика экспериментального исследования деформаций малогабаритных плит, имеющих свободно опёртые кромки, при действии местной нагрузки. Предложена схема реализации пошагового нагружения с использованием штучных грузов. Проведены серии экспериментов. Получены данные по отрыву плиты от конструкции стенда на участках свободного опирания, нелинейные зависимости значений прогибов плиты и деформаций бетона от величины нагрузки. Результаты экспериментов можно использовать при разработке новых методов моделирования в механике железобетонных плит, а также для подтверждения достоверности существующих расчетных методик.

Источник:
Муймаров К.В., Швачко С.Н., Серпик И.Н. Отработка вопросов экспериментального исследования работы железобетонных плит при локальном нагружении // Строительство–2016: материалы II Брянского международного инновационного форума. – Изд-во: БГИТА, Брянск. – 2016. – С. 273‑277.

Разработчик: Муймаров К.В., Швачко С.Н., Серпик И.Н. (БГИТУ, г. Брянск)