Физико-механические характеристики бетона и арматуры
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №7 на тему:
«Освидетельствование элементов сооружения на примере железобетонной балки»
Отчет выполнил
студент Бурмин А.В.
шифр 210199
201 учебной группы 4-го курса
Специальности
«Промышленное и гражданское строительство»
Проверил Рудомин Е.Н.
Рязань 2013
Лабораторная работа № 7
Освидетельствование элементов сооружения на примере железобетонной балки
Цель и задачи работы
Цель работы – ознакомление с методикой освидетельствования и экспериментальной оценки состояния и работоспособности элементов сооружения, основанной на применении неразрушающих методов контроля. Поверочные расчеты.
Задачи работы:
· Выполнение анализа по результатам визуального освидетельствования железобетонной балки.
· Определение параметров для железобетонной балки неразрушающими методами контроля, необходимые и достаточные для оценки несущей способности конструкции.
· Выполнение поверочного расчета железобетонной балки для установления фактической предельной нагрузки для оценки несущей способности с учетом действующих нормативных документов и полученных геометрических и физико-механических данных экспериментальным путем.
· Выполнение поверочного расчета железобетонной балки с применением программного комплекса ЛИРА 9.4 или Мономах.
· Выполнение загружения железобетонной балки, определение прогибов балки, величины раскрытия трещин при ступенчатом загружение.
· Выполнение анализа и сравнение результатов поверочных расчетов и экспериментальных исследований по 1 и 2 группам предельных состояний.
· Дать заключение о возможности дальнейшей эксплуатации конструкций.
Оборудование и приборы: рулетка, линейки металлическая по ГОСТ 427-75, электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, измеритель защитного слоя бетона ПОИСК-2.3, ультразвуковой тестер УК1401, индикатор часового типа, микроскоп МПБ-3, железобетонная балка прямоугольного сечения, стенд для проведения испытаний.
Конструкция балки
Железобетонная балка (рис.1) изготовлена из тяжелого бетона и армирована плоским сварным каркасом по чертежу, приведенному на рис.2. Основные размеры и армирование испытываемой балки по данным обмера заносятся в таблицу 1.
Рисунок 1 – Конструкция железобетонной балки
Рисунок 2 – Армирование плоского сварного каркаса
Физико-механические характеристики бетона и арматуры
Прочность бетона 
при сжатии определяется при испытании стандартных контрольных кубов или цилиндров в соответствии с ГОСТ 10180-90 или неразрушающими методами (электронный измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, ультразвуковой тестер УК1401).
Рисунок 3 – Проектная схема армирования железобетонной балки
Таблица 1 – Геометрические характеристики балки
| Наименование величин, единицы измерения | Обозначения | Фактические значения |
| 1. Длина балки, мм | L | 160 см |
| 2. Ширина сечения, мм | b | 8 см |
| 3. Высота сечения, мм | h | 15,5 см |
| 4. Рабочая высота, мм | h0 | 12,37 см |
| 5. Расстояние от нижней грани балки до центра тяжести растянутой арматуры, мм | а | 31,3 мм |
| 6. Расстояние от верхней грани балки до центра тяжести сжатой арматуры, мм | а' | 30,9 мм |
| 7. Диаметр и класс растянутой арматуры, мм | d | Ø20 и А-III |
| 8. Площадь поперечного сечения растянутой арматуры, мм2 | As | |
| 9. Диаметр и класс сжатой арматуры, мм | d' | Ø20 и А-III |
| 10. Площадь поперечного сечения сжатой арматуры, мм2 | A's | |
| 11. Расчетный пролет балки, мм (рис.1) | L0 | 145 см |
| 12. Расстояние от опоры до точки приложения силы, мм (рис.1) | 44 см |
Таблица 2 – Физико-механические характеристики бетона и арматуры
1.
| Характеристики бетона, МПа | Характеристики арматуры, МПа | ||||||
| растянутой | сжатой | ||||||
| R | Rb | Rbt | Eb | σy | Es | σ'y | E's |
| 50,5 | 34,52 | 3,08 | |||||
| 41,4 | |||||||
| 43,9 | |||||||
| 45,2 | |||||||
| 58,3 | |||||||
| 50,4 | |||||||
| 45,7 |
Таблица 21 – Физико-механические характеристики бетона и арматуры
1.
| Характеристики бетона В35, МПа | Характеристики арматуры, МПа | ||||||
| растянутой | сжатой | ||||||
| R | Rb | Rbt | Eb | σy | Es | σ'y | E's |
| 50,5 | 19,5 | 1,3 | |||||
| 41,4 | |||||||
| 43,9 | |||||||
| 45,2 | |||||||
| 58,3 | |||||||
| 50,4 | |||||||
| 45,7 |
Еs=190000МПа-это по СНиП
Еs=200000МПа-это по СП
Порядок выполнения работы
1. Определить геометрические характеристики железобетонной балки.
2. Электронным измерителем прочности бетона определить прочность бетона балки.
3. Определить расчетные характеристики бетона: Rb - расчетное сопротивление бетона, γb2 - коэффициент условия работы бетона по классу бетона согласно п.2.1 СНиП 2.03.01-84.
4. Измерителем защитного слоя бетона ПОИСК-2.3 определить величину защитного слоя бетона и диаметр арматуры.
5. Определить характеристики армирования железобетонной балки.
Класс арматуры определяется по результатам испытаний на разрывной машине. Приблизительно класс арматуры можно определить визуально (для стержневой арматуры).
Расчетные характеристики арматуры определяются в зависимости от класса арматурной стали.
Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs при отсутствии проектных данных и невозможности отбора образцов допускается назначать в зависимости от профиля арматуры:
для гладкой арматуры Rs = 155 МПа (1600 кгс/см2);
для арматуры периодического профиля, имеющего выступы:
с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля («винт») Rs = 245 МПа (2500 кгс/см2);
с одной стороны правый заход, а с другой - левый («елочка») Rs = 295 МПа (3000 кгс/см2).
6. Определить теоретическую разрушающую нагрузку в опасном сечении.
7. Определить теоретическую нагрузку образования первых трещин в балке
8. Определить теоретическую величину прогиба балки.
9. Определить теоретическую величину ширины раскрытия трещин.
10. Сосредоточенную силу F прикладывают ступенями, величина которых составляет 5... 10 % от ожидаемой разрушающей нагрузки Fu. После каждого этапа нагружения дается 3...5-минутная выдержка железобетонной балки под нагрузкой, во время которой производится осмотр балки и фиксируются образование и развитие трещин. После выдержки снимаются показания по индикаторам, фиксирующим перемещения балки. Деформации бетона растянутой зоны и нагрузку образования трещин определяют с помощью тензометров рычажного типа. После образования трещин определяется ширина раскрытия трещин с помощью отсчетного микроскопа МПБ-2. На поверхности балки карандашом проводятся линии, параллельные трещинам, около которых проставляются номера этапов.
11. По данным таблице 3 строится график зависимости прогиба f от нагрузки F. Отклонение от линейной зависимости этого графика вызваны пластическими деформациями бетона и арматуры, образованием и раскрытием трещин.
12. По окончании испытания зарисовывается схема образования трещин и схема разрушения испытанной балки (рис.4).
13. Сделать выводы о возможности использования балки под действием заданную нагрузку.
| № этапа | Нагрузка F, кН | Показания индикаторов, мм | Прогиб балки, мм  | Показания тензометров | Ширина раскрытия трещин Q, мм | |||||||
| Т-1 | Т-2 | |||||||||||
И-1  | И-2  | И-3  | y |  |  | y | |  | ||||
| 0,4 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | |||||||||
| 7,5 | 0,5 | 1,0 | 0,5 | 0,14 | ||||||||
| 0,66 | 1,51 | 0,85 | 0,16 | |||||||||
Таблица 3 –Результаты испытания железобетонной балки