Антаков А.Б. Прочность элементов из легких и ячеистых бетонов при местном действии нагрузки (1006291), страница 13
Текст из файла (страница 13)
3.15 в. ). Угол наклона образовавшейся плоскости к поверхности" штампа составил в среднем 58'. Осадка штампа по образцам гру = 0„2-: 0,3 Результаты испытаний пенобетонных образцов табл. 3.5 начало Статист. Ив„~, В.ыо~ / В.ь Геометрические размеры, образца обработка Угол наклона граней клина,' результатов серии 10 1,13 3=0,10 ч = 0093 3,.21 38,0 3,0 4,0 3,46 37,5 3,2 1-2 1.14 0,96 3,6 3,31 1-3 3,8 2,4 /49 2,8 /58 1,43 1,45 18,8 18,8 4,0 3 = 0,014 ч = 0,009 27,0 1-4 3„1 27,2 1-5 1,55 1,41 3,0 8 = 0,07 ~ = 0,047 4,0 1-6 3,3 3,1 18,8 1-7 4,35 1-8 1,4 /63 1.0 /57 Я = 0,011 ~=0,08 3,4 1.,26 4,06 9 4,0 1,48 10,1 3.0 3,2 1-10 1,8 /56 4,19 1„38 1-11 3,7 0,2 /44 0,3 /49 18,8 0,61 0,.66 4,0 1-12 18,8 3,1 1-13 6,1 / * 5.,3/* 2-1 0,93 2,51 18,8 18,8 0,4 18,8 3,0 0,84 18„8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 8 = 0,035 ч = 0,055 Б = 0,31 к = 0,107 3,0/62 3,6 /55 2,7 /57 2,6/56 2,2/66 3,4 /60 окончание табл.
3.5 10 1,78 8 = 0,023 ч = 0 013 4,0 3-4 18,8 18,8 18,3 18,7 1,78 3-5 12,2 1,74 3-6 13,3 Б = 0,009 т = 0„006 4,0 18,8 18,3 3-7 18,8 3-8 3-9 18,7 13,8 Я = 0,011 ~ = 0,0052 7,5 4-1 7,3 7,2 5,09 1,3 6,9 5,34 4-2 2,20 5,16 4-3 7,2 1,36 9,0 2,5/53 3,2 /56 2,0 5,30 9 ] 1,26 5,42 4-5 3,0 0,97 0,94 14,5 15,1 15,6 15,1 14,9 1,11 4-8 15,0 см. группу 3 серии 3 точное измерение угла наклона граней клина не возможно по техническим причинам 19,2 18,7 18,3 14,8 14,6 14.3 19,53 20,94 20,1 28,03 27,13 27,60 10,20 9,81 11,71 1,54 1,53 1,55 Б = 0,070 1 = 0,053 3 = 0.,090 ч = 0,089 4,0 /49 3,0/58 3,4 (50 5,1 /61 4,2/56 4,7 /55 3,1 /45 4,0 / * 3,4/49 4,7 /48 4,1 /53 5,0/ 51 123 Серия 2. Разрушение образцов групп 1-3 происходило от раздавливания материала под ппампом и последующего раскалывания образца вертикальной трещиной, причем величина вдавливания ппампа достигала 6,5 мм.
Характер разрушения обращов групп 4-5 в целом аналогичен разрушению образцов групп 1-3 серии 1. При нагружении образцов групп 6-8 сначала образовывались вертикальные трешины, разделяющие образец в центральной зоне на столбики. С увеличением нагрузки появлялись нжпонные трещины от углов грузовой площадки, которые впоследствии соединялись с вертикальными.
Разрушению образцов предшествовало откапывание фрагментов образца в зонах передачи нагрузки ( рис. 3.15 ). При этом уменьшалась площадь нагружаемого сечения. Дальнейшее увеличение нагрузки приводило к потере устойчивости, образованных вертикальными трещинами, столбиков. С~рия 3. Характер Разрушения образцов группы 1 соответствует полученному при испытании образцов серии 1 (группы 1- 3 ) и серии 2 ( группы 4 - 5 ). По мере увеличения ширины образцов и длины грузовой площадки происходило изменение формы клина ( рис. 3.16 ). При неизменной его высоте пропорционально увеличению длины грузовой площадки происходит удлинение стороны основания клина.
Вертикальная трещина отрыва всегда появлялась в плоскости продольной оси шгампа, Раскалывая образец на две части. Изменения углов наклона площадок сдвига не отмечено. Серия 4. Характер разрушения образцов серии аналогичньгй, как и образцов группы 3 серии 3.
Разрушение происходило от возникновения вертикальной трещины в плоскости продольной оси грузовой площадки с образованием удлиненных бетонных клиньев под грузовыми площадками. Осмотр испытанных образцов показал, что структура бетона клиньев не повреждена, очевидно значения сжимающих напряжений не достигали прочности материала на сжатие. Вдавливание штампа достигало 5 мм. При малых размерах площадок 1 / и < 0.2 разрушение происходило под пхгампом от раздавлнвання бетона.
С увеличением размеров площадок в 125 образцах образовывалась вертикальная трещина, которая огибала объемные клинья по плоскостям сдвига. Причем образование объемных клиньев в плоских элементах не отмачалость при испыт~гиях образцов из тяжелого бетона 1 134 1. Такая форма клина способствует раакапываниго образца в двух взаимно перпендикулярных плоскостях ( рис. 3.14 ) При относительной длине грузовых плошвдок 1ь, / 1 ~ 0.4 в момент разрушения в образцах образуются две и более вертикальные трещины, разделяющие плоский элемент в средней зоне на отдельные столбики. При дальнейшем увеличении нагрузки они обвально теряют устойчивость. В объемных элементах разрушение в средней зоне происходит от отрыва и раздавливаиия.
Из перечисленного выше можно сделать вывод, что разрушение элементов из пенобетона происходит от преодоления сопротивления бетона отрыву, сдвигу и раздавливанию. Однако, на несугцую способность оказывает влияние ряд факторов, и испитому в конкретных условиях каждый из названных видов сопропгвлення может играть доминирующую роль. К наиболее значимому фактору можно отнести отношение длины грузовых площадок к высоте. На рис.
3.17а показано изменение значений несущей способности элементов серии 1. Видно, что элементы из пенобетона имеют более высокую относительнуто несушую способность при 1/ 1г > 0,05, чем такие же образцы из тяжелого бетона1 134 1. На рис. 3.17 б показано изменение несущей способности образцов второй серии при различных значениях 1г„ / Е С увеличением 1г„ / 1г относительная прочность образцов падает, что соответствует данным испытаний образцов из тяжелого бетона. Исследование образцов серии 3 с различным соотношением сторон Ь / 1г показало, что при Ъ / Ь = 0,1 - 0,4 относительная несущая способносп образцов увеличивается, а при дальнейшем увеличении Ь / 1г до 1,0 происходит незначительное снижение прочности.
При сравнении с результатами опытов1 134 1 ( рис. 3.18 а ) отмечено значительное, до 65 '.4, превышение значений относительной несущей способности образцов из пенобетона по отношению к аналогичным образцам из тяжелого бетона. На прочность элементов нз не нобетона оказывает влияние масштабный фактор ( рис. 3.18 б ), что не было отмечено в результатах испьгганий образцов из тяжелого бетона ~ 134 1. В результате проведенных экспериментов получены новые данные о характере трещинообразования и разрушения пенобетонных образцов. Произведено сопоставление с существующими результатами. ВЫВОДЫ. 1, Получены данные о характере трещиноабрвзования и разрушения обьемньгх элементов нз керамзигобегона при местном действии нагрузки в сочетании с одно- и двухосным боковым обжатием.
Образцы испытанные при действии вертикальной нагрузки разрупились, в зависимости от значения соотношения 1в, / 1, по двум схемам. При 1 „ / 1 < 0,66 разрушение происходит от отрыва в центральнои зоне между вершинами клиньев с их последующим сдвигом. С увеличением значений 1в, / 1, клинья срастаются вершинами, образуя единый сжатый столб, в сечении которого происходит раздавливание бетона, а по его границе, в средней зоне, возникают трещины отрыва. 2. Испытания образцов при одноосном боковом обжатии показали, что с увеличением уровня значений горизонтальных обжимающнх напряжений, не зависимо от $,, ! 1.
увеличивается угсл наютона граней клина, расположенных перпендикулярно плоскости незагруженных граней образца. Разрушение, как правило, происходит от отрыва в области между вершинами клиньев по поверхности параллельной плоскостям незагруженных граней образца, последующего сдвига клиньев и раздавливания бетона в средней части сжатого столба, образованного проекциями грузовых площадок. 129 3. Получены новые, нигде не публиковавшиеся„данные о характере трещинообразования и разрушения керамзитобетониых элементов при местном действии нагрузки в сочетании с двухосным обжатием.
Выявлены два вида разрушения образцов: от отрыва в средней части с после дуюпппи сдвигом клиньев и раздавливанием бетона в средней зоне; -от раздавливания бетона под грузовыми плошвдками, сопровождающегося вдшливанием штампов в образец Треплш отрыва, сдвига не образуется.
Максимальные значения вертикальной нагрузки зафиксированы при полном погружении штампов. 4. В результате испытаний плоских и объемных образцов из пенобетона получены данные о характере трешинообразовавия и разрушения, выявлены особенности сопротивления разрушению. Установлено влияние на характер разрушения следующих факторов: — размеров грузовых и опорных площадок; - шириньг элемента и ее отношение к высоте; - схемы нагружения.
5. К основным особенностям работы пенобетонных образцов под на рузкой можно отнести: - большую, до бО о'о, чем у образцов из тяжелого бетона, относительную несу|цую способность; формирование симметричного объемного бетонного клина, в плоских элементах, чего не отмечено при испытаниях образцов из тяжелого бетона; соответствие основных параметров процесса разрушения данным, полученным при проведении численных исследований. 4.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 4.1 Модель разрушения бетона при сжатии 4.1.1 Одноосное напряженное состояние Модель имеет следующие физические основы и геометрическое построение. При действии на элемент сжнмвницей нагрузки в нем возникает силовой поток, направленный от грузовой площадки к опорной и имеющий две характерные зоны. Под грузовыми и опорными площадками формируются клиновидные области, материал в которых находится в состоянии всестороннего сжатия.
В средней зоне находится сжато-растянутая область ( рис.4.1 а ). Достижение напряжениями предела прочности на растяжение приводит к появлению вертикальной трещины отрыва. При этом усилие приложенное к краям частей элемента вызывает внецентренное сжатие. Характер дальнейшего разрушения зависит от соотношения размеров грузовой и опорной площадок и высоты элемента. При 1в, ! Ь с 0,3- разрушение происходит, преимущественно, от сдвига по граням клина ( рис. 4.1 б ), но долю сжимающего усилия воспринимает часть сечения в пределах силового потока. При больших значениях 1в, 1 Ь разрушение происходит от раздавливания бетона в ядре сжатия, сдвига по плоскостям АВ и А*В', и отрыва по плоскости ВВ' ( рис.4.1 в ) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
