Розвиток тріщин у бетоні ростверків під колони при зміні основних факторів.
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
Виявлено закономірність характеру освіти та розвитку тріщин у ростверках під колони шляхом фізичних експериментів.
Ключові слова:ростверки під колону при багаторядному розташуванні паль, напружено-деформований стан, фізичний експеримент, тріщиноутворення.
При моделюванні роботи будь-яких конструкцій необхідно спиратися експериментальні дослідження. Наші дослідження ростверків під колони за допомогою фізичних експериментів дозволили простежити розвиток тріщин у бетоні ростверків при зміні основних факторів, виявити закономірність характеру утворення та розвитку тріщин. Кількість випробуваних зразків - 8.
На освіту та розвиток тріщин у ростверках впливають багато чинників. Серед них: зміна відсотка армування розтягнутої зони, концентрація арматури над палями, зміна схеми застосування навантаження, робота всіх паль або часткове виключення паль з роботи, нерівномірне осадження паль.
Зміна схеми застосування навантаження.Випробовано зразки РК-1, РК-1в (рис.1,2). Вони мають однакові опалубні розміри 1100×600 мм, кількість опор (8 шт.), схему та відсоток армування. У зразку РК-1в навантаження передавалося із запланованим ексцентриситетом 50 мм. Перша тріщина з'явилися при навантаженні, яке в 1,4 рази менше за зусилля утворення подібної тріщини у зразку РК-1. Загалом характер освіти та розвитку тріщин не змінився. Руйнування сталося по стислій зоні бетону.
Мал. 1. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-1 (руйнування по стислій зоні бетону)
Мал. 2. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-1в (руйнування по стислій зоні бетону).
Зміна відсотка армування.Випробовано дві пари зразків (рис.1,3,4,5): РК-1, РК-2 - у них однакові опалубні розміри 1100×600 мм, кількість паль дорівнює восьми; РК-3, РК-6 - з однаковими опалубними розмірами 800×600 мм і кількістю паль, що дорівнює шести. РК-1 та РК-3 мають завищений відсоток армування, РК-2 та РК-6 — занижений.
Мал. 3. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-2 (руйнування по розтягнутій зоні).
Мал. 4. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-3 (руйнування по стислій зоні бетону)
Мал. 5. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-6 (руйнування по розтягнутій зоні)
Поздовжнє армування розтягнутої зони ростверку є найважливішим фактором, який впливає і на характер утворення тріщин, схему руйнування, і в результаті на міцність ростверку. Однак незалежно від відсотка армування, у багатьох зразках першими з'являються тріщини в розтягнутій зоні в прольоті між опорами (палями) при навантаженні F=(0,4÷0,6) Fруйн. При великому відсотку армування їх зростання швидко припиняється, а для ростверків з малим відсотком армування ці тріщини є руйнівними, та його активний розвиток призводить до поділу ростверку наскрізними вертикальними тріщинами. Відсоток армування розтягнутої зони ростверку впливає на міцність ростверку загалом. У наших експериментах 6-ти та 8-ми — пальових ростверків зі збільшенням відсотка армування з 0,18 % до 1,2 % руйнівна сила підвищилася в 2,5 разу. Зниження відсотка армування у розтягнутій зоні у нижній грані ростверку до мінімальних значень (0,18 %) даєможливість дослідити міцність розтягнутої зони та вплив різних схем армування на міцність ростверку. Виявлено, що концентрація робочої поздовжньої арматури над палями (зразок РК-5) підвищує руйнівну силу в 1,17 рази порівняно з армуванням сіткою (РК-2) за однакового відсотка армування.
Нерівномірне осадження паль та часткове вимкнення паль з роботи: зразки РК-6, РК-4. Зразок РК-4 армований сіткою з мінімальною кількістю арматури, дві палі в поперечному ряду були нижчими від двох інших паль на 10 мм. Перші тріщини з'явилися при навантаженні - 0,4 Fразр. Характерно, що похилі тріщини, утворені від опор, які мають переміщень, стали критичними.
Мал. 6. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-5 (змішане руйнування: по стиснутій та розтягнутій зонах одночасно)
Часткове виключення паль із роботи: РК-3, РК-7. Зразок РК-7 сильно армований, випробуваний двох середніх опорах. Перші тріщини з'явилися при F = 0,5 F руйнування. Вони утворювалися у верхній частині ростверку та орієнтувалися на опори. З подальшим зростанням навантаження не було відзначено появи нових тріщин. Саме тоді збільшувалася ширина розкриття раніше утворених тріщин.
Мал. 7. Характер тріщиноутворення та вид руйнування зразка РК-7 (руйнування за стиснутою зоною)
На основі даних досліджень проведена класифікація тріщин:
1) Т-nР і Т-Р, утворені в прольотах відповідно в поздовжньому та поперечному напрямках;
2) Т-Г та Т-С, які виділяють похилі стислі смуги бетону. Т-С розташовуються всередині стислих потоків між вантажним та опорними майданчиками.
Руйнівні зусилля та зусилля утворення тріщин у випробуваних зразках показані у таблиці.
Руйнівні зусилля тазусилля утворення тріщин