Характеристика испытания балки

При испытании балка опирается шарнирно-подвижно на одной опо­ре и шарнирно-неподвижно - на другой, загружение осуществляется двумя равными сосредоточенными грузами (рис.3). Нагрузка на балкуприкладывается этапами (ступенями), составляющими не более 5...10% от ожидаемой разрушающей нагрузки. Назначение и характе­ристики индикаторов приведены в табл.2.

Таблица 2 - Назначение и характеристики измерительных приборов

№ п/п	Назначение индикаторов	Условное обозначение	Тип, заводской номер	Цена деления индикатора	База индикатора, мм
	Измерение деформаций бетона сжатой зоны	И-1
И-3
	Измерение деформаций бетона растянутой зоны	И-2
И-4
	Измерение прогиба	И-5

После каждого этапа загружения по индикаторам снимаются отсчеты, которые записываются в табл.3. По динамометру определяется усилие, затем значения сосредоточенных нагрузок на балку.

Таблица 3 - Показания индикаторов

№ эта- па заг- ру- же- ния

Пока-зание дина- момет-ра

Нагруз- ка F, кН

Изгибаю- щий момент М, кН*м

Показания индикаторов

При-ме- ча- ние

Сжатая зона

Растянутая зона

Прогиб

И-1

И-3

И-2

И-4

И-5

От-счет

При-раще-ние

От-счет

При-раще-ние

От-счет

При-раще-ние

От-счет

При-раще-ние

От-счет

При-раще-ние

Для того, чтобы перейти от показаний индикаторов И-1, И-2, И-3, И-4 к относительным деформациям бетона в сжатой и растянутой зонах, необходимо сделать обработку данных по формуле:

, где (13)

- относительная деформация бетона на -ой ступени нагружения;

- показания индикаторов на -ой ступени нагружения;

- начальные показания индикаторов;

- расстояние, на котором измеряются деформации;

- цена деления шкалы индикатора.

Для того, чтобы перейти от показаний индикатора И-5 к значениям прогиба необходимо сделать обработку данных по формуле:

, где (14)

- значение прогиба на -ой ступени нагружения;

- показание индикатора на -ой ступени нагружения;

- начальное показание индикатора;

- цена деления шкалы индикатора.

Результаты обработки показаний индикаторов заносят в табл.4.

Таблица 4 - Результаты обработки показаний индикаторов

№ эта- па заг- ру- же- ния	Пока- зание дина- момет- ра	Нагруз- ка F, кН	Изгибаю- щий момент М, кНм	Относительные деформации бетона, 10-3	Прогиб f, мм
В сжатой зоне	В растянутой зоне
e1	e3	ec1= (e1+e3)/2	e2	e4	ect1= (e2+e4)/2

По результатам обработки показаний индикаторов строят графики деформаций бетона сжатой и растянутой зон (рис.4) и график прогибов балки в середине пролета в зависимости от уровня внешней нагрузки (рис. 5)

Рис.4. График деформаций бетона в зависимости от значений изгибающего момента

Рис.5. График зависимости прогиба балки от значений изгибающего момента

Анализ графиков позволяет судить о развитии деформаций бетона в сжатой и растянутой зонах, о появлении трещин и о наступлении разрушения в условиях кратковременного загружения.

В процессе испытания на предварительно побеленной боковой по­верхности балки обводятся трещины и отмечается соответствующий уровень внешней нагрузки, а затем на рис.6 составляют карту трещин по масштабной сетке, здесь же отмечается характер разрушения.

Рис. 6. Карта трещин и схема разрушения

Определение опытного значения прогиба балки при эксплуатационном уровне нагрузки по показаниям индикатора И-5 и сравнение его со значением прогиба балки, полученного по показаниям индикаторов И-1, И-2, И-3 и И-4

Опытное значение прогиба, замеренное индикатором И-5, выписывается из табл. 4 при эксплуатационном уровне нагрузки, который составляет 60-70% от разрушающей нагрузки:

=

Значение прогиба балки, полученного по показаниям индикаторов И-1, И-2, И-3 и И-4 определяем через кривизну:

(14)

(15)

Величина коэффициента определяется по табл. 5.5 ДСТУ [2]:

(16)

Затем вычисляют относительное расхождение прогибов при эксплуатационном уровне нагрузки ( и ):

(17)

7 Определение расчетом момента образования трещин и сравнение его с опытным моментом образования трещин

Теоретический момент образования трещин можно определить:

(18)

где -коэффициент армирования поперечного сечения продольной арматурой:

(19)

(20)

Опытное значение момента образования трещин определяют по нагрузке, при которой образуются первые трещины:

(18)

Затем вычисляют относительное расхождение момента образования трещин ( и ):

(22)

Определение значение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси балки, с помощью микроскопа МПБ-3 и сравнение его с расчетным значением, полученным по показаниям индикаторов И-2 и И-4

Опытное значение ширины раскрытия трещины замеряют микроскопом МПБ-3 при эксплуатационном уровне нагрузки, который составляет 60-70% от разрушающей нагрузки:

Значение ширины раскрытия трещины вычисляем по показаниям индикаторов И-2 и И-4 и фактического шага нормальных трещин:

(23)

Затем вычисляют относительное расхождение ширины раскрытия трещин при эксплуатационном уровне нагрузки ( и ):

(24)