Антаков А.Б. Прочность элементов из легких и ячеистых бетонов при местном действии нагрузки (1006291), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Результаты обработки приведены на рис. 1. Из графиков видно, что в целом очертания полученных гистограмм близки к кривой нормального распределения, максимальному значению которой соответствует наибольшее количество случаев начала разрушения при дан~~м с~~тн~ше~ии о,/ Кь. В таблице 1 приведены значения о. / Кь при которых отмечено наибольшее количество случаев начала разрушения дгя исследуемых уровней интенсивности боковогообжатия. табл. 1 Как видно из таблицы, при малых значениях интенсивности обжатия а2 / о ~ = 0,25, разрушение в болыпинстве случаев начиналось при сг2/ Вь = 0,34, а при обжагик а1 / о1 = 1,0 значение о2/ Йь возрастает до 0,45.
185 Следовательно, увеличение значений напряжений бокового обжатия о, по отношению к вертикальным о, приводит к увеличению сопротивления бетона. разрушению. По результатам анализа винных численного эксперимента с позиций возможного разрушения получена зависимость между относительными значенияъш бскового обжатия и предполагаемым видом разрушения 1 рис. 2 ) при различных значениях отношения 1ь, / 1. Разрушению ст раздавливания соответствует множество значений ~т, l о., принадлежаших области 2. Из графика. видно, что максшиальное г1хиничное значение о., ! о.~ получено при 1ь, ~ 1 = 0.33 и равно 0,14, что значительно меньше величины о..! В~ полученных в результате обработки опытных данных при 1„l 1 = 1,0.
С учетом существуюших мнений, можно предположить что разрушение от раздавливания при местном действии нагрузки происходит при меньших значениях ~т / В~, чем в случае когда 1ь, / 1 = 1,0. На рис. 3 показана диаграмьга дтя определения характера разрушения в зависимости от значений о:.'а„дляслучаядействия местной нагрузки, и значениях а:/Вь, для случая нагружения при 1ь, /1 = 1,0 Для определения оптимального размера испытываемых образцов произведен анализ влияния масштабного фактора на значения несущей способности при местном действии нагрузж 1 рис. 4 ).
В качестве случайных массовых событий п1жкяты значения несущей способности образцов из легких бетонов размерами 10, 15, 20, ЗО см. при различных значениях отношения 1ь, ~ 1. Диапазон изменения ~„ / 1 разбит на трн интервала 0„1 - 0.3; 0,31 - О,б; 0,61 - 1,0. За критерий оценки влияния изучаемого фактора принято наибольшее соответствие полученных гистограмм закону нормального распределения. Анализ проводился как по интервалам значений 1в, ! а, по вертикали, так и по всему диапазону от О до 1,0 жаля образцов одного размера, по горизонтали.
Как видно из рисунка принятому критерию удовлетворяют распределения значений'прочностей образцов со сторонами 15 и 20 см., из Распредепенип значений несущей спесобнести образцов из легких бетенев при иестнои действии нагрузки 189 которых наиболее близки к классическому виду гистограммы распределения для образцов со стороной 15 см. Распределения величин прочности образцов со сторонами 10 и 30 см. в интервалах 0,1 - О,З и 0,31- О,б имеют равномерный характер, что в отличие от данных по образцам со сторонами 15 см., значительно увеличивает степень случайности явления, в данном случае- значения прочности.
С целью првнягия для экспериментов класса керамзитобетона, на основании анализа результатов исследований 1 61, 2б, бЗ ] ( рис. 5 ), сделаны следующие выводы: - принимая во внимание данные об использовании в исследованиях бетонов на различных заполнителях и различной прочности следует отметить, что согласно 1 133 1, свойства керамзитобетона в интервале значений прочностей 10 - 40 МПа имеют незначительные отличия; - исходя из опппмвльного соотношения Е, ! Е, исследованиям влияния которого уделено ип~манне в 11321, нз керамзита объемной ьиссой б00 кг! м'; выпускаемого промышленностью г.
Казани, можно получить керамзитобетон класса В 20. Следовательно, приняв к использованию в экспериментальных исследованиях керамзитобетон класса В 20, можно будет полученные результаты и особенности работы распространить на керамзито бетон прочностью до 40МПа Выводы: 1. С применением методов математической статистики произведено определение относительных значений напряжений бокового обжагня прн которых может быть экспериментально получено разрушение легкого бетона от раздавливания под штампами.
Произведен анализ данных численного эксперимента с тех же позиций. Установлено, что указанное 190 Р~~й~йй~йй~й~ ~~~~йййЙ й~~~йй~~й й~~йй~ 5~~~й~ при испытаниях нз иестное действие нагрузки ~б~, гь.бь 1 , КГ/ „2 ~ц % Я~ ~~ ~ сц ~) Щ + + Ъ Ь с~ ~а 2.
разрушение при местном действии нагрузки может быль получено при меньших значениях а2 / оь чем при 1ь, /1 = 1,О. 3. Въшолнена статистическая обработка акспернмвнтальных данных по испытаниям образцов из легкого бетона при местном действии нетрузки с целью обоснованного припугни размеров опытных образцов. Установлено. по наибольшее соответствие принятым критериям оценки показали результаты опытов на образцах размерами 15*"15'"15 см. 4.
С учетом результатов существукяцих исследований, а так же возможностей изгатоааенил опытных образцов из керамзитобетона на имвюшихсл заполнителях, принят за основу керамзнтобетон класса Н20. 192 Приложение 2 РАЗРАБОТКА ЧАСТНЫХ МЕТОДИК РАСЧЕТА БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ МЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ В результате анализа выполненных исследований и с учетом результатов численного эксперимента разработаны, на основе физической модели, частные методики несущей локально нагруженных бетонных элементов при любых соотношениях А1„ / А и различных схемах приложения нагрузки ( полосовое, краевое, угловое и т.д.
). При отсутствии внешних усилий, влияющих на прочностные параметры бетона, разработка частных методик расчета состоит в определении геометрических параметров Ац, А,„, Аь, которые подставляются в общие расчетные выражения (1) (2) (3) (4) 1~1ы = ны Аь~ 1'1ь=ЕьАь Хи =ВьА г, Я «сфк (Я„, +И,„)-Ю,~ А. Полосовоенагружение.
К полосовому нагружению можно отнести случаи, когда один из размеров грузовой площадки больше другого - 1ь,, > 11„2. Анализ многочисленных опытных данных показал, что изменение формы грузовой площадки приводит к соответствующим трансформациям клиньев. Возможны два случая: -длина грузовой площадки равна соответствующему размеру нагружвемой грани элемента 1ь,, = Ь ( рис.б а ).
Разрушение, как правило, происходит от отрыва в средней зоне по поверхностям параллельным продольной оси штампа Углы наклона граней клина соответствует полученным в опытах с квадратными штампами. Клин имеет форму треугольной призмы. Грузовая площадка является одной из граней треугольной призмы(рис. 7а ). В соответствии с моделью разрушения бетона [ 7б 1, геометрические характеристики расчетвьгх выражений определяются по следующим формулам Аь~=2Ь (Ь-~„2 вши созк), А,ь= 1~„111„2 соз о., 1 Аег=~ьс1 1ь ~ зш О, (б) (7) под утлом о., торцами (рис.7 б ). Определение площади поверхности отрыва прож водится по формуле ( 5 ).
Выражения для определения геометрических параметров модели можно записать в виде Аь= 2 (1+зпт~х. ) 1ос2 + 11ос2 соз г» ( 4ос! - 11ос2 ) Аег=10с1 1ьс2 зш и На рис. 8 и рис. 9 приведены сравнения теоретических значений несущей способности с опытными. Б. Краевое и угловоенагружение В работе [ 134 1 приведены разработанные на основе численных и экспериментальных исследований расчетные выражения на основе физической модели для случая краевого натруженна плоского элемента. Они описывают механизм разрушения при котором домивирующеее влияние оказывают отрыв и сдвиг.
Область применениа этих выражений определяется следующими условиями: с=0,51-е; (с+0,51ь,)1ак «055; с<11„ (10) Проведены экспериментальные исследования объемных образцов из керамзитобетон а позволившие получить новые данные о характере разрушения при угловом нагружении.
На рис. 10 представлены три характерные схемы разрушения при угловом и краевом нагружении . - дтина грузовой площадки меньше размера грани 11„1 «Ь ( рис. б б ). В этом случае разрушение носит аналогичный характер, но имеются отличия в форме клина. Клин представляет собой призматическое тело со скошенными, 199 значениях 1ь, / 1 авторами отмечается характер разрушения близкий к полученному при центральном нагружении.
1. Угловое нагружение Аы = $„~ ( М,,~ зши соза ) зЫи + 1„,: ( Ь-$„; зпих созе ) зЫи ( 13 ) А ь = 0,5 1 ( 1ь., + 1~„~ ) ( 1+зйи ) 1 зшк соза А> = ~йс2 1ьс) (14) (15) При 1в, /1 < 0„1 Аь~=О; Аь=О; Аь=(1в,х1„р)/созк. 2. Краевое нагружение Ак ( 1ос1 + 2 14ос2 зш ~-~ ). ( Мосз зпк~ сожа )* Схема 1. При малых размерах ппампов 1в, / 1 < 0,1 разрушение происходит от сдвига ( рис. 10 а ) Схема 2. При нагруженни под штампом формируется клиновидное тело. Под влиянием растягнвающнх напряжений, возникают трещины отрыва в плоскостях параллельных сторонам штампа, отделжощие сжатый столб от основного массива образца. Причем площадь сечения выделенного фрагмента меньше плошаю пхгампа.
Происходит раздавливание структуры бетона в ядре сжатия, соответствующего сечению сжатого столба, и сдвиг по граням клина, обращенным к основному объему образца. На рис.10 б. приведена расчетная схема Схема 3. При больших размерах грузовой площадки, механизм разрушения соответствует полученному при центральном нагружении (рис. 10в). В результате анализа полученных данных, отмечено, что условия ( 10 ) применимы для использования в решении объемной задачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
