Антаков А.Б. Прочность элементов из легких и ячеистых бетонов при местном действии нагрузки (Прочность элементов из легких и ячеистых бетонов при местном действии нагрузки), страница 12

В тоже время значение о~ достигает значения прочности бетона на сжатие и происходит локальное разрушение его структуры и уплотнение в зонах под грузовыми площадками ( рис. 3.8 ) . Серия 5. Схема разрушения образцов дпгной серии аналогична полученной дгя образцов серии 1, но значение отношения о2 г з ~ / о~ при котором произопшо изменение характера разрушения равно О, 14 + 0,1б. При осмотре разрушенных образцов, отмечены те же особенности„что и дтя серии 3, но вследствие большей величины штампа, в объеме образца происходило вилвмое сращивание вершин клиньев у всех образцов, как обжатых, так и испьгганных при отсутствии обжимаюших усилий ( рнс. 3.9 ).

У последних, при нагружении в центральной зоне по границе сжатого столба, образованного, сросшимися верппшамн клиньями, появлялись трещины отрыва, вследствие разности деформаций материала образца. Далее происходило раз давливание бетона в области наложения клиньев с одновременным их сдвигом вдоль оси приложения нагрузки, при этом происходило образование трещин по поверхностям скольжения клиньев. В объеме образцов, испытанных прн сг, < з 1 1 гг, > 0,1б, при нагруженнн не возникало трещин отрыва и сдвига, что объясняется высоким уровнем внешних обжимающих усилий, больших внутренних растягнвающнх напряжений.

Разрушение происходило от раздавливания бетона в пределах силового потока. На рис. 3.10 представлена серия фотографий опытных образцов испьпанных при о'я < з 1/ о, = О; 0,13; 0,2. Наглядно отслеживается изменение характера разрушения. Схема разрушения от отрыва и сдвига с раздавливанием при о2 ~ з; 1 ~1 = О, по мере роста значений ля ~ з > 1 сг1 постепенно преобразуется. Конечный результат этого преобразованнявсесторонне сжатый столб со следами послойного разрушения бетона непосредственно под штампами. Трещины отрыва не образуются. Замвтные еще прн а, ~, ~ ~ о, = 0,13 площадки сдвига, по достижении отношением о,~,1 ' о', значения 0,2 уже не обнаруживаются.

Серия б. При наличии бокового обжатия и значении о'2 ~ з1/ з~ не превышающим 0,23, схемы разрушения образцов серии идентичны. Увеличение соотношения оя ~ з ~ / г~ привело к изменению схемы разрушения. Образцы зна отельно деформировались, причем значение ея достигало 0,04, прн е„= е достигавшим 0,03 ( рис.

3.11 ), на гранях образцов образовывались множественные мелкие вертикальные трещины, трещин сдвига не наблюдалось. Анализ схем разрушения опытных образцов позволяет выделить характерные особенности процесса разрушения. Прп действии верпхкальных нагрузок разрушение начинается с образования трещин вдоль силовых потоков в средней по высоте части сечения н заканчивается нх развитием вдоль четко выраженных граней клиньев, основанием которых служат грузовые площадки ( рис. 3.12 а ). При одновременном действии вертикальной нагрузки и одноосного поперечного обжатня процесс разрушения аналогичен описанному выше для образцов, загруженных только вертикальной нагрузкой, но следует выделить два случая, зависящих в основном от уровня соотношения вертикальных и горизонтальных напряжений.

При небольших значениях этого соотношения ( до — 0.15 ) разрушение происходит с образованием под грузовыми площадкаьж .клиньев. С превьппением этого соотношения происходит изменение формы клина. Клин постепенно преобразуется в 111 треугольную призму с вертикальной гранью, перпендикулярной оси действия обжатия ( рис. 3. 12 в ). При двухстороннем обжатии и вертикальной нагрузке также можно выделить дм случая разрушения, зависяШих от соотношения вертикальных и горизонтальных напряжений. Первый случай, когда а, / о, ~, 1 меньше граничных значений ( табл.

3.3 ) процесс разрушения идентичен описанному при действии вертикальной нагрузки. С увеличением соотношения О2 ( р 1/ ~71 происходит послойное разрушение бетона от раздавливания. Трещины отрыва в средней зоне не появляются При этом структура материала уплотняется и грузовые. площадки проникают в тело элементов ( рнс. 3.12д ).

Сопоставление полученных результатов с немногочисленными существующими данныыи по испытаниям образцов из тяжелого бетона показало, что кераъаитобетонные образцы обладают большей относительной несущей способностью и деформативностью. При отсутствии обжатия разница между нагрузками трещинообразования и разрушения невелика, порядка 0,1...0,2 Рр, с появлением обжимающих усилий этот интервал увеличивается до 0,4 — 0,5 Рр„. В случае олиоосного бокового обжатия разница между трещинобразующнми и разрушающими нагрузками не превьппает значений, получаемых для не обжатых образцов, так как разрушение происходит по незагруженным граням образца. 11З 3.2 Пенобетонные элементы 3.2. 1 Цель и задачи исследований Целью исследований ставилось изучение характера разрушения, сопротивления образованию трещин н разрушению образцов из пенобетона.

В задачи исследования входило определение влияния на сопротивление образованихо трещин и разрушению следующих факторов: - размеров грузовых и опорных площадок; - ширины элемента и ее отношение к высоте; - схемы нагружения, Для решения поставленных задач разработана програм.и исследований, в соответствии с которой все образцы разделены на 4 серии ~ рнс. 3.13 ). В рамках каждой серии предполагается изучение работы элементов прн изменении одного или нескольких факторов.

Во всех сериях испытания проведены при действии взанмнонаправленных сил. За базовый образец принят образец с соотношением сторон Ы 1 = 1 н плгрины к высоте Ы Ь = 0.16. В сериях образцы разделены на группы по 3 одинаковых образца. Характеристика образцов приведена в табл. 3.4. Образцы 1-ой серии атличались только соотношением сторон. При постояннойвысоте 18.8 см, дпина образцов прннята от 4,8 до 38 см. В этом случае параметры Ь = Ц„! Ь н Ы Ь оставались постоянными.

Такая постановка эксперимента позволила выделить влияние соотношения сторон на работу элементов при неизменных других факторах. ОбразцЬг второй серии имели соотношение сторон 1 у Ь = 1. Их загружение осуществлялось взаимнонаправленнымн силами через площадки разных размеров. Отношение 1„! Ь изменялось от 0„02 до 1,0, чго давало возможность изучить влияние длины площадок ( 1в, ) и отношения 1ь, ~ Ь на сопротивление элементов образованию трещин н разрушению, выявить общие черты в их работе.

Прогрзииа Физического эксперименте ( пенабетон 1 11б Размеры образцов третьей серии приняты такими, чтобы установить характерные особенности работы элементов при разных соотношениях ширины к высоте. При этом другие факторы Ь, 1 / Ъ, 11„ / 1 сохранялись постоянными. Размеры образцов четвертой серии отличались размерами. Приняты кубы с размерамн ребра 7, 9, 15, 13.8 см. На образцах этой серии предполагалось установить влияние маспггабного фактора на сопротивление разрушению.

3.2.2 Изготовление опытных образцов Изготовление и подготовка к и спъгганням опьпных образцов производились в соответствии с требованиями ГОСТ 10130 - 90. Образцы изготавливались из пенобетонных блоков размерами 18,8 " 13,8 "' 38,3 см Вьппптиванне образцов происходило с применением электро-ме:лнического металлорежущего станка, крепление блоков осуществлялось в инвентарных тисках через резиновые прокладки толщиной 20 мм.

Нарезка производилась по схемам соответствуюплнн требованиям ГОСТ, согласно которых направление приложения нагрузки в ходе эксперимента не должно совпадать с вертикальной осью элемента при формовании. Образцы складнровались в закрытом помещении при температуре 18-22' С и влажности б0- 70 94. Интервал между нарезкой и испытаниями составил более 30 суток. 3.2.3. Методика проведения испытаний. Испытания производились на исгпггательной машине ГРМ - 1. Максимальная грузоподъемность - 50 т., устанавливаемые шкалы- 10, 20, 50 т. 117 Определение физико-механических характеристик производилось в соответствии с ГОСТ 10180-90. Кубиковая прочность бетона определялась по испытаниям кубов с размерами граней 10 и 15 см Значения кубиковой прочности составили В~~ = 2,.94 МПа, и К,~ = 3.28 МПа.

Призменная прочность бетона определялась испьпанием призм 10 * 10 " 40 см. и равна 2.37 МПа при О900. Модуль упругости бетона, определенный методом тензометрии, составил 2.8* 10' МПа, а значение козффицнента Пуассона - 0.11. После испытания образцов пржзводились замеры осадки ппампов и углов наклона граней клина.

3.2.4 Результаты испытаний и их анализ Результаты испытаний пенобетонных образцов представлены в табл. 3.5. Сериа 1. Разрушение образцов серии, кроме образцов группы 5, происходило от раскалывания образца вдоль оси сжатой полосы ограниченной размерами штампов ( рис. 3.14 ). В процессе нагружения происходило вдавливание штампа в образец. затем развивалась вертикальная трещина, разделяницая элемент на две части, после чего происходил сдвиг по поверхности объемного клина, образовавшегося под штампом. Угол наклона плоскостей сдвига составляет 54 + 62'. Максимальное значение осадки штампа отмечено при испьгганиях образцов групп 1-3 и достигало 2,5 - 3,5 мм. Разрушение образцов группы 5 происходило с образованием объемного клина, но трещина отрыва, в отличие от образцов предыдущих групп, выходила на боковую грань ( рис.