Диссертация (1141452), страница 68
Текст из файла (страница 68)
ᆞКомплекс ᆞсостоит ᆞиз ᆞдвух ᆞподсистем: ᆞподсистемы ᆞконтроля ᆞнад ᆞнагружением; ᆞподсистемыᆞсбора,ᆞобработкиᆞиᆞпредставленияᆞэкспериментальныхᆞданных.264Для ᆞоценки ᆞнапряженно-деформированного ᆞсостояния ᆞбетона ᆞиᆞарматуры ᆞпри ᆞпервомᆞнагруженииᆞиᆞегоᆞизмененияᆞвᆞпроцессеᆞциклическогоᆞнагружения,ᆞт.е.ᆞприᆞN=1ᆞиᆞпосле ᆞопределенного ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞдля ᆞсбора ᆞданных ᆞмедленно ᆞ(статически) ᆞповторяется ᆞодин ᆞцикл ᆞнагружения ᆞдо ᆞPmах ᆞиᆞобратно. ᆞПри ᆞэтом ᆞвᆞкачестве ᆞпреобразователей ᆞфизических ᆞвеличин ᆞвᆞэлектрические ᆞиспользуются ᆞтензорезисторы. ᆞВᆞходе ᆞусталостных ᆞиспытаний ᆞполучается ᆞбольшой ᆞобъем ᆞизмерительной ᆞинформации. ᆞзначительных ᆞзатрат ᆞБольшие ᆞобъемы ᆞизмерительной ᆞинформации ᆞтребуют ᆞтакже ᆞиᆞвремени ᆞна ᆞобработку ᆞполученных ᆞданных.
ᆞДля ᆞсбора ᆞинформации ᆞиᆞобработки ᆞэкспериментальных ᆞданных ᆞбыл ᆞприменен ᆞпакет ᆞкомпьютерных ᆞпрограмм ᆞсоnfig.сfg, ᆞsеtuр.сfg, ᆞfаst.ехе, ᆞstrеss.ехе, ᆞразработанные ᆞвᆞиспытательной ᆞлаборатории ᆞпрочности ᆞиᆞнадежности ᆞконструкций ᆞлетательных ᆞаппаратов ᆞКГТУ ᆞим.А.Н.Туполева ᆞ[167, ᆞ168].Внедрение ᆞсовременных ᆞкомпьютерных ᆞтехнологий ᆞвᆞпроцесс ᆞпроведения ᆞстатических ᆞиᆞусталостных ᆞиспытаний ᆞжелезобетонных ᆞбалок ᆞпри ᆞдействии ᆞпоперечных ᆞсил ᆞпозволило ᆞподнятьᆞуровеньᆞэкспериментальныхᆞисследованийᆞнаᆞкачественноᆞновуюᆞступень.ᆞМожноᆞвыделитьᆞследующиеᆞпреимуществаᆞпримененияᆞпромышленныхᆞвычислительныхᆞсистем ᆞвᆞпроведенныхᆞусталостныхᆞиспытанияхᆞжелезобетонныхᆞбалокᆞприᆞдействииᆞпоперечныхᆞсил: ᆞполная ᆞавтоматизация ᆞопроса ᆞиᆞрегистрации ᆞизмеряемых ᆞпараметров; ᆞгибкость ᆞвᆞвыборе ᆞрежимов ᆞнагружения; ᆞпрограммная ᆞиᆞаппаратная ᆞсовместимость ᆞсᆞIBM ᆞPC; ᆞвысокая ᆞскорость ᆞопроса ᆞканалов; ᆞвысокая ᆞдостоверность ᆞи ᆞточность ᆞобработки ᆞрезультатов ᆞизмерений; ᆞнепрерывный ᆞи ᆞудобный ᆞконтроль ᆞрежимов ᆞциклического ᆞнагружения ᆞпо ᆞэкрану ᆞмонитора ᆞкомпьютера ᆞиᆞодновременная ᆞвозможность ᆞсоздать ᆞданных ᆞPпост, ᆞPампл, ᆞPmах, ᆞPmin, ᆞρ; ᆞвозможности ᆞрегистрации ᆞбольшого ᆞархивную ᆞбазу ᆞобъема ᆞэкспериментальной ᆞинформации; ᆞрегистрация ᆞизмерительной ᆞинформации ᆞвᆞформе, ᆞудобной ᆞдля ᆞдальнейшей ᆞобработки ᆞпо ᆞсложным ᆞалгоритмам; ᆞархивирование ᆞрезультатовᆞиспытанийᆞиᆞобработаннойᆞинформации.Ранее, ᆞв ᆞ1987 ᆞг., ᆞавтором ᆞв ᆞлаборатории ᆞусталостных ᆞиспытаний ᆞНИС ᆞ«Гидропроекта» ᆞбыли ᆞтакже ᆞиспытаны ᆞтри ᆞсерии ᆞсборно-монолитных ᆞжелезобетонных ᆞбалок ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞсᆞразмерами ᆞ140×230×1620мм ᆞсᆞпродольной ᆞарматурой ᆞ318А400 ᆞиᆞодна ᆞсерия ᆞбалок ᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞвᆞвиде ᆞдвухсрезных ᆞзамкнутых ᆞхомутов ᆞ6А240ᆞсᆞшагом ᆞ60мм.ᆞВᆞкаждой ᆞсерииᆞбыло ᆞпоᆞ6ᆞбалок, ᆞт.е.
ᆞвсего ᆞиспытано ᆞ24 ᆞжелезобетонных ᆞсборно-монолитных ᆞбалок. ᆞИспытания ᆞстатической ᆞиᆞмногократно ᆞповторяющейся ᆞнагрузками ᆞпроводились ᆞна ᆞуниверсальной ᆞиспытательной ᆞмашине ᆞГРМ-1 ᆞсᆞпульсатором. ᆞБалки ᆞсᆞрасчетным ᆞпролетом ᆞ1200мм ᆞбыли ᆞиспытаны ᆞпо ᆞсхеме ᆞсвободноопертая ᆞбалка, ᆞнагруженная ᆞдвумя ᆞсимметричными ᆞсосредоточенными ᆞсилами. ᆞ265Относительныйᆞпролетᆞсрезаᆞдляᆞвсех ᆞсерийᆞсборно-монолитных ᆞбалокᆞбылᆞпринятᆞc0 h0 ᆞпостоянным ᆞиᆞравным ᆞ2,1. ᆞОдна ᆞбалка ᆞвᆞкаждой ᆞсерии ᆞбыла ᆞиспытана ᆞна ᆞстатическую ᆞнагрузку ᆞдо ᆞфизического ᆞразрушения ᆞдля ᆞоценки ᆞстатической ᆞнесущей ᆞспособности ᆞбалки. ᆞОстальныеᆞбалки ᆞиспытаны ᆞнаᆞдействие ᆞмногократноᆞповторяющейся ᆞнагрузки ᆞпо ᆞуказаннойᆞвышеᆞметодике.Автором,ᆞспециальноᆞдляᆞисследованийᆞнапряженно-деформированногоᆞсостояния, ᆞвыявления ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений ᆞ железобетонных ᆞконструкций, ᆞвпервые ᆞразработан ᆞиᆞзапатентован ᆞметод ᆞконтроля ᆞгистерезисных ᆞэнергопотерь ᆞсᆞпомощью ᆞтепловизора ᆞиᆞспособ ᆞвыявления ᆞзон ᆞнаибольших ᆞнапряжений ᆞ(зон ᆞконцентрации ᆞнапряжений) ᆞв ᆞстроительных ᆞконструкций ᆞпри ᆞмногократно ᆞповторяющихся ᆞнагружениях[151- ᆞ154, ᆞ156, ᆞ157, ᆞ286, ᆞ287].
ᆞЭтот ᆞметод ᆞиᆞоснованный ᆞна ᆞнём ᆞспособ ᆞопределения ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений ᆞбыл ᆞприменен ᆞдля ᆞвыявления ᆞ зон ᆞнаибольших ᆞнапряжений ᆞбетоне ᆞи ᆞарматуре ᆞв ᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил ᆞэкспериментальныхᆞбалок.ᆞМетод ᆞвыявления ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений ᆞоснован ᆞна ᆞконтроле ᆞгистерезисных ᆞэнергопотерь ᆞ,ᆞкоторые ᆞвозникают ᆞвᆞпроцессе ᆞработы ᆞконструкций ᆞпод ᆞвоздействиемᆞциклическихᆞнагрузок, сᆞпомощьюᆞтепловизора.ᆞВᆞрезультатеᆞчегоᆞвᆞбетоне,ᆞкак ᆞвᆞупруго-вязком ᆞматериале, ᆞпри ᆞмногократно ᆞповторяющихся ᆞнагружениях ᆞбольшая ᆞчасть ᆞмеханических ᆞпотерь ᆞэнергии ᆞпревращается ᆞвᆞтепловую ᆞэнергию. ᆞВᆞэтой ᆞсвязи, ᆞвᆞнаиболее ᆞнапряженных ᆞместах ᆞдолжно ᆞпроисходить ᆞопределенный ᆞнагрев ᆞматериала ᆞнагруженной ᆞконструкции, ᆞт.е. ᆞвᆞэтих ᆞместах ᆞдолжна ᆞповышаться ᆞтемпература.
ᆞДля ᆞвизуализации ᆞизображений ᆞслабо ᆞнагретых ᆞтел ᆞиᆞоценки ᆞих ᆞтемпературы ᆞвᆞотдельных ᆞточках, ᆞт.е. ᆞ для ᆞобнаружения ᆞэтих ᆞперепадов ᆞтемператур ᆞна ᆞповерхности ᆞэкспериментальных ᆞобразцов, ᆞпутем ᆞпоследовательного ᆞпросмотра ᆞ(сканирования) ᆞобъекта,ᆞприменяетсяᆞтепловизор-радиометр.ᆞДля ᆞиспытаний ᆞбыл ᆞвыбран ᆞотечественный ᆞтепловизор-радиометр ᆞ– ᆞ«компьютерныйᆞтермографᆞ–ᆞИРТИС-2000», ᆞимеющийᆞследующиеᆞосновныеᆞтехническиеᆞхарактеристики:-ᆞчувствительностьᆞкᆞперепадуᆞтемпературᆞᆞ0,05°C-ᆞполеᆞзренияменее25×20град-ᆞмгновенноеᆞполеᆞзренияᆞ2×2мрад-ᆞпогрешностьᆞизмеренияᆞ±1%-ᆞдиапазонᆞизмеренийотᆞ-40ᆞдоᆞ200°C-ᆞвремяᆞформированияᆞкадраᆞнеᆞболееᆞ2сек266-ᆞспектральныйᆞдиапазонᆞ3-5,8мкм-форматᆞкадраᆞиᆞбитностьᆞцифровогоᆞпредставленияᆞ256×256Испытания ᆞмногократно ᆞповторяющейся ᆞнагрузкой ᆞпри ᆞразличных ᆞуровнях ᆞциклической ᆞнагрузки ᆞсᆞкоэффициентом ᆞасимметрии ᆞцикла ᆞнагрузки ᆞρ=0,33 ᆞпроводилисьᆞна ᆞуниверсальной ᆞиспытательной ᆞмашине ᆞУРС-50/50.
ᆞВсе ᆞэкспериментальные ᆞобразцы ᆞбылиᆞиспытаныᆞвᆞзаведомоᆞжесткомᆞрежимеᆞсᆞцельюᆞполученияᆞусталостногоᆞразрушенияᆞпри ᆞзаданных ᆞпараметрах ᆞциклического ᆞнагружения. ᆞИзмерение ᆞтемпературного ᆞполя ᆞповерхностейᆞбалокᆞтепловизионнойᆞкамеройᆞИРТИСᆞосуществлялосьᆞвᆞпределахᆞпервогоᆞцикла ᆞ(N=1) ᆞнагружения ᆞдо ᆞмаксимальной ᆞнагрузки ᆞцикла, ᆞаᆞзатем ᆞчерез ᆞопределенное ᆞколичество ᆞциклов ᆞнагружения ᆞN1 , ᆞN2,…Nn ᆞмногократно ᆞповторяющейся ᆞциклической ᆞнагрузкой ᆞдля ᆞтого, ᆞчтобы ᆞполучить ᆞдинамику ᆞразвития ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил. ᆞПри ᆞэтом ᆞпроводилась ᆞсинхронная ᆞрегистрация ᆞпараметров ᆞциклического ᆞнагружения ᆞиᆞсоответствующих ᆞтепловизионных ᆞизображений ᆞна ᆞжестком ᆞдиске ᆞNOTEBOOK.
ᆞТепловизионные ᆞизображения ᆞфиксировались ᆞкак ᆞвᆞрежиме ᆞотдельных ᆞкадров, ᆞтак ᆞиᆞвᆞрежиме ᆞнепрерывной ᆞсъемки ᆞфильма. ᆞПоследнее ᆞприменялосьᆞприᆞприближенииᆞмоментаᆞусталостногоᆞразрушенияᆞбалки.5.3.ᆞХарактерᆞобразованияᆞиᆞразвитияᆞтрещинᆞиᆞусталостногоᆞразрушенияᆞ5.3.ᆞ1ᆞХарактерᆞобразованияᆞиᆞразвитияᆞтрещинᆞиᆞусталостногоᆞразрушенияᆞвᆞбалкахᆞвᆞзонеᆞдействияᆞпоперечныхᆞсилПроцесс ᆞтрещинообразования ᆞиᆞформа ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞжелезобетонных ᆞизгибаемыхᆞэлементовᆞвᆞзонеᆞдействияᆞпоперечныхᆞсилᆞсущественнымᆞобразомᆞзависятᆞотᆞотносительного ᆞпролета ᆞсрезаᆞУсталостныеᆞиспытанияᆞжелезобетонных ᆞэлементовᆞc0 h0 .
ᆞc0 h0 =3; ᆞпри ᆞзначениях ᆞ2,1; ᆞ1,66-1,5; ᆞ1ᆞиᆞ0ᆞпозволяют ᆞсделать ᆞвывод, ᆞчто ᆞпри ᆞизмененииᆞМ Qh0 ᆞотносительногоᆞпролетаᆞсрезаᆞодновременноᆞсᆞизменениемᆞотношенияᆞпроисходитᆞизменениеᆞмеханизмаᆞработыᆞизгибаемогоᆞэлементаᆞвᆞзонеᆞдействияᆞпоперечныхᆞсил,ᆞаᆞэтоᆞоказывает ᆞвлияние ᆞна ᆞхарактер ᆞобразования ᆞиᆞразвития ᆞтрещин ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил ᆞи ᆞформу ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞжелезобетонных ᆞизгибаемых ᆞэлементовᆞприᆞдействииᆞпоперечныхᆞсил.В 1ой серии разрушение балок Бᆞ1ᆞ–ᆞ2, Бᆞ1ᆞ–ᆞ4, Бᆞ1ᆞ–ᆞ7, Бᆞ1ᆞ–ᆞ15, Бᆞ1ᆞ–ᆞ11, Бᆞ1ᆞ–ᆞ16, Б1ᆞ–ᆞ17, Бᆞ–ᆞ1, Бᆞ1ᆞ–ᆞ5, Б ᆞ1ᆞ–ᆞ6, Бᆞ1ᆞ–ᆞ9, Бᆞ1ᆞ–ᆞ10, Бᆞ1ᆞ–ᆞ12, Бᆞ1ᆞ–ᆞ13, Бᆞ1ᆞ–ᆞ14 произошло в результате усталостиᆞ1ᆞнаклоннойᆞсжатой ᆞполосы между точками приложения внешних сил, а в балках Бᆞ1ᆞ–ᆞ3 и Бᆞ1ᆞ–ᆞ18 разрушения при повторных нагрузках не произошло.
Во 2ой серии разрушение балокБᆞ2ᆞ–ᆞ1, Б ᆞ2ᆞ–ᆞ2, Б ᆞ2ᆞ– 3, Б ᆞ2ᆞ–ᆞ4, Б ᆞ2ᆞ–ᆞ5, Б ᆞ2ᆞ–ᆞ6, Б ᆞ2– ᆞ7, Б ᆞ2ᆞ–ᆞ8 произошло в результате усталости ᆞ267поперечнойᆞарматуры, а в балке Бᆞ2ᆞ–ᆞ9 - в результате усталостиᆞбетона сжатой зоны. В 3ейсерии разрушение балок Б ᆞ3ᆞ–ᆞ1, Б ᆞ3– ᆞ2, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ3, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ4, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ5, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ6, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ7, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ8, Б ᆞ3ᆞ–ᆞ9поперечнойᆞарматуры.произошло в результате усталостиᆞВᆞзависимости ᆞот ᆞзакономерностей ᆞсвоего ᆞразвития ᆞнаклонные ᆞтрещины ᆞсогласно ᆞ[60] ᆞможно ᆞразделить ᆞна ᆞдва ᆞтипа: ᆞтрещины ᆞпервого ᆞтипа ᆞ–ᆞтрещины, ᆞразвивающиеся ᆞпо ᆞтраектории ᆞдействия ᆞглавных ᆞсжимающих ᆞнапряжений; ᆞтрещины ᆞвторого ᆞтипа ᆞ– ᆞтрещины, ᆞразвивающиеся ᆞпо ᆞпрямолинейной ᆞтраектории ᆞпод ᆞуглом ᆞкᆞпродольной ᆞоси ᆞэлемента.первыми ᆞвᆞконце ᆞпролета ᆞсреза, ᆞВᆞэлементах ᆞсᆞбольшим ᆞпролетом ᆞсреза ᆞc0 h0 >2 ᆞдействуютᆞмаксимальныеᆞизгибающиеᆞмоменты,ᆞужеᆞприᆞN=1ᆞпоявляютсяᆞнормальныеᆞгдеᆞтрещины.ᆞСᆞувеличениемᆞуровняᆞнагрузкиᆞдоᆞQmахᆞприᆞN=1ᆞилиᆞсᆞувеличениемᆞколичестваᆞциклов ᆞнагружения ᆞобласть ᆞобразования ᆞэтих ᆞтрещин ᆞраспространяется ᆞкᆞопоре.
ᆞВᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞдаже ᆞпри ᆞнизких ᆞиᆞсредних ᆞуровнях ᆞмаксимальной ᆞнагрузки ᆞцикла ᆞ(Qmах, ᆞMmах) ᆞвозникали ᆞиᆞразвивались ᆞновые ᆞнормальные ᆞтрещины. ᆞУвеличение ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞвызывает ᆞдальнейшее ᆞувеличение ᆞвысоты ᆞиᆞширины ᆞраскрытия ᆞнормальных ᆞтрещин ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил, ᆞособенно ᆞинтенсивноᆞвᆞсечениях,ᆞрасположенныхᆞвблизиᆞотᆞгруза.ᆞПоэтомуᆞвᆞнормальномᆞсеченииᆞсᆞа)Рисунок 5.8 - Схема образования и развитиятрещин при многократно повторяющихсянагрузках в балках без поперечной арматуры приc0 h0 =2б)Рисунок 5.9 - Схема образования и развитиятрещин при многократно повторяющихсянагрузках в балках с поперечной арматурой приc0 h0 =2трещиной ᆞвᆞконце ᆞпролета ᆞсреза ᆞрастянутый ᆞбетон ᆞвыключается ᆞиз ᆞработы, ᆞиᆞвысота ᆞнетреснутогоᆞбетонаᆞпостоянноᆞсокращается.ᆞЭтоᆞявлениеᆞпроисходитᆞдажеᆞприᆞнагрузках,ᆞблизкихᆞкᆞпределуᆞвыносливости,ᆞкакᆞвᆞэлементахᆞсᆞпоперечнойᆞарматурой, ᆞтакᆞиᆞбезᆞнее.Вᆞᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞпоявляется ᆞтолько ᆞодна ᆞнаклонная ᆞтрещина, ᆞпо ᆞкоторой ᆞиᆞпроисходит усталостное ᆞразрушение ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил (Рисунок5.8)ᆞ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
