Лабораторная работа №4

Испытание железобетонной стойки на внецентренное сжатие.

Вводная часть.

С жатые элементы конструкций являются наиболее распространёнными (наряду с изгибаемыми).

В конструктивном и расчётном отношении их можно разделить на четыре основных случая (рис. 4.1), имеющие различное распределение напряжений в поперечном сечении в зависимости от величины относительного эксцентриситета е₀.

В случае (1) разрушение элемента может произойти как по растянутой зоне (как при изгибе в стадии III), так и со сжатой, в остальных случаях только по сжатой.

В связи с этим расчёт с использованием обычной методики имеет некоторые нюансы. Поведение сжатого элемента наиболее непредсказуемо на границе случая (1) и (2), что и определило выбор образца для испытания.

Цель работы – определить несущую способность внецентренно сжатого симметрично армированного элемента и распределение напряжений при фиксированном эксцентриситета. Конструкция образца (рис. 4.2) позволяет выяснить распределение напряжений по сечению элемента и при «плавающем» эксцентриситета в зависимости от схемы загружения, т.е. от величины «е₀».

Рис 4.1

Конструкция образца, схема загружения.

I -I

Рис 4.2

Данная конструкция образца принята в лаборатории «Испытания конструкций» ИрГТУ. Возможны другие варианты, оснащение указанной лаборатории это позволяет.

С хема установки приборов (деформометров любого типа) на базе 50-100мм. дана на рис.4.3.

Рис 4.3

1. 

Рис 4.4

Примечание: деформометры Т3, Т4 могут дублироваться с противоположной грани.

Теоретический расчёт стойки.

Исходные данные для расчёта приведены на рис. 4.4 и в табл. 4.1

Табл. 4.1

h, см.

b, см.

h0, см.

a, см.

As=A's, см.

e0, см.

e, см.

Rb, МПа

Rs=Rsc, МПа

Приме чание

Предполагается, что характеристики бетона и арматуры выявлены из предыдущих лобораторных работ или из других достоверных источников.

Место приложения нагрузки "N" в работе №4 может варьироваться. В лаборатории ИрГТУ примят образец по рис 4.4.

Условие прочности Nl ≤ R_bS_bo+R_sS'_so (4.1) ,

где S_bo=A_bZ_b; S'_so=A'_sZ_s.

Второе условие прочности N ≤ R_bA_b+R_scA'_s – R_sA_s (4.2)

При проверке прочности сечения удобно производить из уравнения моментов относительно линии действия продольной силы N

R_bS_bn± R_scA'_se' - R_sA_se (4.3)

здесь S_sn= A_b(e-Z_b)

В формуле 4.3 знак «плюс» перед вторым слагаемым ставится, когда сила N расположена за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арматуре A_s и A'_s, знак «минус» - в остальных случаях.

Используя найденное значение x, определяют теоретическую разрушающую нагрузку. После испытаний, зная опытное значение напряжений σ_s, можно уточнить величину разрушающей нагрузки и сравнить с опытной, %:

.

Сделать выводы по результатам испытаний.

Порядок проведения испытаний

Загружение производится ступенями в пределах 30-50 кН с выдержкой на первой ступени и разгрузкой до усилия 5 кН.

На каждой ступени нагрузки в табл. 1 (приложение 2) заносятся показания приборов, которые снимаются при нагрузке Р=0,9Р_ιιm, где Р_ιιm – разрушающая нагрузка по данным пробных испытаний.

После обработки показаний приборов строятся эпюры напряжений на характерных этапах загружения (по заданию руководителя и зарисовывается картина трещинообразования и разрушения(рис.4.5)).

Характер трещинообразования и разрушения

Рис 4.5

Отчёт по лабораторной работе оформляется аналогично работам 1-3.

Литература - см. приложение 3.

Приложение I

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра строительных конструкций

Лаборатория испытания конструкций

ЖУРНАЛ

лабораторной работы № .

по курсу железобетонных конструкций

. .

Наименование работы

Студент .

Группа Курс

200 г.

Лаборатория Оценка о зачёте работы .

Подпись

Температура ⁰С. Отчёт принял .

Фрпнгененпррорф Ф.И.О. преподователя

Влажность %. « » 200 г.

Иркутск 200 г.

Приложение 2

Таблица I

Данные испытаний

Образец №

« » 200 г.

Номер ступе ней	Нагрузка Р, кН	Показание ступеней								Приме чание
		И1		И2		И3		И4
		с1	∆с1	с2	∆с2	с3	∆с3	с4	∆с4

Таблица 2

Данные испытаний

Образец №

« » 200 г.

Номер ступе ней	Нагрузка Р, кН	Показание ступеней						Приме чание
		И1		И2		с1+ с2	∆с1+∆с2
		с1	∆с1	с2	∆с2	2	2

Таблица 3

Данные испытаний

Образец №

« » 200 г.

	Аs, см2	l, см.	l0, см.	lk, см.	Нагрузка, кН		Напряжение, МПа		ξр, %	Еs, МПа	Приме чание
					Рσy	Рσu	σy	σu

Таблица 4

Данные испытаний

Образец №

« » 200 г.

Номер ступе ней	Нагрузка Р, кН	Показание ступеней						Приме чание
		И1(Т1)		И2(Т2)		П1
		с1	∆с1	с2	∆с2	с3	∆с3

Приложение 3