Лабораторная работа №3 Исследование прочности и деформативности центрально-сжатого железобетонного элемента

НОВОСИБИРСКИЙ       ГОСУДАРСТВЕННЫЙ                АРХИТЕКТУРНО  -  СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

                                                                                  Кафедра  железобетонных

конструкций                                                                                                                                                                                                       

Лабораторная работа №3

«Испытание железобетонной колонны»

                      Выполнил: ст.        гр                   

 Проверил:

г. Новосибирск, 2013 г.

Цель лабораторной работы: исследование прочности и деформативности центрально-сжатого железобетонного элемента. В ходе работы необходимо выполнить следующее:

1.  Определить расчетом несущую способность центрально сжатой колонны.

2.  Определить опытную величину разрушающей силы и сравнить ее с теоретическим значением.

3.  Ознакомиться с деформациями и характером разрушения колонны.

4.  Сделать выводы по работе.

1. 
Характеристика опытной колонны.

Рис.1. Схема колонны.

Таблица 1.

Геометрические характеристики колонны.

Физико-механические характеристики бетона и арматуры определяются испытанием контрольных образцов:

1.  Средняя кубиковая прочность бетона:

R_m=      (МПа)

2.  Класс бетона по прочности на осевое сжатие:

B=0,778∙R_m=       (МПа)

3.  Средняя призменная прочность бетона:

R_bm=B∙(0,77-0,001B)=       (МПа)

4.  Диаметры и классы используемой арматуры:

-  рабочей - 4Æ6А-I;

-  хомутов - Æ4В-I;

-  шаг s -        см.

5.  Предел текучести рабочей арматуры класса А-I, установленный испытанием ее на растяжение:

s_u,obs=       (МПа)

6.  Сопротивление арматуры растяжению:

R_sc = s_u,obs=       (МПа)

2.  Определение теоретического значения                                       несущей способности колонны.

Разрушающая сила определяется по формуле прочности сжатого железобетонного элемента со случайным эксцентриситетом с учетом фактических геометрических размеров колонны и прочностных характеристик бетона и арматуры (h, b, Rm, Rbm, Rsc).

Теоретическая величина разрушающей нагрузки равна:

,  (кН), где:     h – коэффициент, принимаемый равным:

0,9 - при h ≤ 200 мм;

1,0 - при h > 200 мм;

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый с учетом длительности действия нагрузки, гибкости колонны λ и характера армирования по формуле:

здесь:   φ_b, φ_r – коэффициенты, принимаемые по таблице 2 с учетом длительно-действующей составляющей от продольной сжимающей силы N_l/N и гибкости колонны λ;

 – коэффициент, характеризующий армирование колонны.

В работе принимается:

-  нагрузка носит кратковременный характер: N_l/N = 0,

-  расчетная схема колонны – шарнирная – l_o=l.

Рис.2. Расчетная схема колонны.

Таблица 2.

Значения коэффициентов φ_b и φ_r.

3.  Испытание колонны.

Испытание колонны производят на гидравлическом прессе по схеме шарнирно-опертой стойки. Для измерения продольной деформации бетона устанавливаются два индикатора, имеющих цену деления ΔИ=…мм на базе lб=400 мм  (см. рисунок 3). Загружение колонны осуществляется ступенями по ΔN=0,1N от теоретической разрушающей силы, (кН).

Между ступенями загружения делается выдержка для осмотра колонны, снятия отсчетов по индикаторам, зарисовки трещин. Испытание заканчивается разрушением колонны, наибольшее усилие соответствует опытному значению несущей способности колонны Nobs, (кН).

Рис.3. Схема установки для проведения испытания колонны.

Таблица 3.

Журнал испытаний.

Величины относительных деформаций вычисляются по формулам:

По данным испытания строится график продольных деформаций бетона (рисунок 4). На развертку поверхности колонны наносится схема образования трещин и характер ее разрушения (рисунок 5).

Рис.4. График продольных деформаций бетона.

Рис.5. Схема образования трещин на развертке колонны.

В заключение работы оценивается опытное значение разрушающей силы и теоретическая ее величина:

а также делается вывод по проделанной работе.