Исследование влияния длины сцепления ФАП с бетоном на несущую способность железобетонных изгибаемых элементов, усиленных внешним армированием на примере железобетонной балки | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 апреля, печатный экземпляр отправим 10 апреля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №21 (416) май 2022 г.

Дата публикации: 26.05.2022

Статья просмотрена: 13 раз

Библиографическое описание:

Михеев, В. В. Исследование влияния длины сцепления ФАП с бетоном на несущую способность железобетонных изгибаемых элементов, усиленных внешним армированием на примере железобетонной балки / В. В. Михеев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 21 (416). — С. 60-63. — URL: https://moluch.ru/archive/416/92143/ (дата обращения: 28.03.2024).



One of the most important tasks today is to increase the strength characteristics of structures. A fairly popular and common material for construction can be called concrete. But this building material and its strength characteristics directly depend on its raw material composition, the method of mixing and other factors that arise at the stage of mixing and laying the concrete mixture. Many scientists from all over the world have been looking for solutions to the problem of selecting a mixture that can have the best properties and could be used in critical structures, or a way to strengthen critical reinforced concrete structures.

Speaking about the reinforcement of structural elements, at this stage, reinforcement with composite reinforcement (FAP) is used, which increases the strength characteristics of the structure.

FAP reinforcement is a composite material based on carbon, aramid, glass and basalt fibers in the form of canvases, lamellas, rods.

Keywords: FAP, concrete, composite material, construction.

В настоящее время в связи с техническим перевооружением множества предприятий промышленного комплекса и зданий гражданского назначения необходимо усиление элементов конструкций.

Для нахождения механических характеристик арматуры опытных образцов были изготовлены и испытаны на растяжение образцы стержней арматуры. Испытания образцов были проведены в соответствии с требованиями по [1].

С целью этого исследования отобрали 5 стержней с рабочей длинной 200мм, на которые делительной машиной наносятся метки через каждые 10мм.

Испытания проводились в разрывной гидравлической машине WEW-500 с максимальной нагрузкой 500кН (50тс).

В ходе эксперимента были определены некоторые характеристики стали: относительное удлинение, предел текучести, временное сопротивление и модуль упругости. Общий вид испытания арматурных стержней показан на рисунке 1.

Общий вид испытаний арматурной стали

Рис. 1. Общий вид испытаний арматурной стали

Механические характеристики арматурной стали в таблице 1

Таблица 1

Механические характеристики арматурной стали

Диаметр арматуры

Площадь поперечного сечения, см 2

<ут , МПа

B , МПа

E s , МПа

8 , %

d8 А400

0.503

382

628

1.96105

12.5

d6 А400

0.283

370

670

1.93105

12.57

Таблица 2

Состав бетонной смеси

Класс бетона по прочности на сжатие

Расход материалов на 1м 3 бетона, кг

В/Ц

Цемент

Щебень

Песок

Вода

В20

320

1040

860

165

0.51

Общий вид проведения испытаний композитного материала

Рис. 2. Общий вид проведения испытаний композитного материала

Для испытаний возьмем образцы железобетонных балок серии: Б1, Б2. В Б1 вошли балки Б1.1, Б1.2.

Б2 в свою очередь содержал балки Б2.1, Б2.2. Данные балочные элементы были усилены внешним композитным армированием на основе углеродных волокон, приклеенной к нижней грани шириной 90мм.

На балке Б2.2 были выполнены торцевые хомуты шириной 120мм из такого же композитного материала. Балка Б2.1-без хомутов. Образцы серии Б.2 до испытаний представлен на рисунке 3.

Образцы Б-2–1 (на переднем плане) и Б-2–2 (на заднем плане) до испытаний

Рис. 3 Образцы Б-2–1 (на переднем плане) и Б-2–2 (на заднем плане) до испытаний

Балки нагружаются кратковременной нагрузкой до разрушения.

Расчетная схема при испытании образцов

Рис. 4. Расчетная схема при испытании образцов

Методом загружения стало загружение с помощью гидравлических домкратов, т.к. данная методика даёт возможность с более высокой точностью определять прилагаемую нагрузку.

Испытательный стенд для нагружения образцов:

Рис. 5. Испытательный стенд для нагружения образцов:

1 — основная траверса, 2 — опытный образец, 3 — гидравлический домкрат, 4 — распределительная траверса, 5 — тяжи из арматуры d25 А400, 6 — опорная траверса, 7 —пакет пластин, 8 — установочный винт, 9 — шарнирно-неподвижная опора, 10— шарнирно-подвижная опора, 11 — насосная станция, 12 — манометр, 13 — шланг

В момент испытания в лаборатории температура воздуха составляла 22°С, влажность — 60...65 %. Величина нагружения мониторилась по показаниям манометра, а затем пересчитывалось по тарировочной таблице. Тарировочная таблица была разработана совместно с испытательным стендом путем сопоставления показаний манометра и прогиба контрольной металлической балки прокатного профиля.

Результаты экспериментальных исследований композитных материалов на отрыв от поверхности бетона указаны в таблице 3.

Таблица 3

Значения предельных нагрузок при испытании образцов на прочность при отрыве от поверхности бетона

Маркировка образца

Предельная внешняя нагрузка на образец

Per , кН

Предельное усилие растяжения в композитном элементе

Тег, кН

Характер разрушения

ОК-1–1

10.50

21.00

Отрыв бетона вблизи склеиваемой поверхности до нижней арматуры при отсутствии разрушения композитного элемента и его отслоения

ОК-1–2

10.66

21.32

ОК-2–1

21.58

31.11

ОК-2–2

22.26

32.05

Результаты испытаний железобетонных балок, доведенных до разрушения представлены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты испытаний образцов на прочность

Серия испытаний

Маркировка образца

Мразр.

кНм

М f разр, кНм

М f разр,

Характер разрушения

Мразр.

Б-1

Б-1–1

7.12

-

-

По нормальным сечениям в зоне чистого изгиба

Б-1–2

7.19

-

-

Б-2

Б-2–1

-

10.02

140 %

Отслоение композита с разрушением защитного слоя бетона

Б-2–2

-

11.63

163 %

Разрыв композита в приопорной зоне, раздробление бетона сжатой зоны

Литература:

1. ГОСТ 10180–2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. — М.: Стандартинформ, 2013. — 30 с.

2. ГОСТ 25.601–80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей. Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах /,-М.: Стандартинформ, — 2005. — 15 с.

3. Есипов С. М. Влияние скорости и режима нагружения на прочность и жесткость армированных углепластиков / С. М. Есипов, С. И. Меркулов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова.-2017.-№ Г-С. 52–56.

Основные термины (генерируются автоматически): FAP.


Похожие статьи

Зубчатые образования толстой кишки: особенности морфологии...

Колоректальный рак остается одной из значимых позиций в структуре онкологической заболеваемости и смертности. В последнее десятилетие в качестве его прекурсоров помимо...

Лечение чрезмыщельковых переломов плечевой кости...

Перелом дистального конца плечевой кости у детей — это сложное повреждение. К наиболее частым осложнениям при чрезмыщелковых переломах плечевой кости относятся контрактуры...

Как использовать парафраз в научной статье и избежать плагиата

Многим из нас перефразирование известно под именем рерайтинга. Но есть два отличия. Во-первых, при парафразировании искажать изначальный смысл текста нельзя (рерайтинг часто...

Современные проблемы пенсионного обеспечения по старости...

В статье рассматриваются проблемы пенсионной системы Российской Федерации.

​Как развить в себе дисциплину, чтобы все доводить до конца

Все знают, что доводить начатое до конца возможно лишь при наличии самодисциплины и силы воли. Но если об этом знают все, то почему книги по-прежнему остаются недочитанными...

Анализ аварийности на объектах нефтегазовой отрасли России

Нефтегазовая промышленность играет большую роль в развитии нашей страны. Это крупная отрасль тяжелой индустрии, которая включает в себя разведку нефтяных и газовых...

Боковой амиотрофический склероз: проявление заболевания...

Библиографическое описание: Мамхегов, А. Х. Боковой амиотрофический склероз: проявление заболевания, прогноз / А. Х. Мамхегов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый.

Понятие, предмет, задачи и принципы уголовного права

Уголовное право является частью российской правовой системы и является самостоятельной и фундаментальной отраслью права. Уголовное право отличается тем, что оно имеет свои...

Кредитный рынок в России: проблемы и тенденции

В статье рассматриваются основные тенденции развития банковского сектора в период с 2015 по 2021 год. Показана динамика количества банков, кредитного портфеля, процентных ставок...

Роль коммерческих банков в рыночной экономике

Библиографическое описание: Машкур, Лайт Джавад Кадим. Роль коммерческих банков в рыночной экономике / Лайт Джавад Кадим Машкур. — Текст : непосредственный // Молодой...

Похожие статьи

Зубчатые образования толстой кишки: особенности морфологии...

Колоректальный рак остается одной из значимых позиций в структуре онкологической заболеваемости и смертности. В последнее десятилетие в качестве его прекурсоров помимо...

Лечение чрезмыщельковых переломов плечевой кости...

Перелом дистального конца плечевой кости у детей — это сложное повреждение. К наиболее частым осложнениям при чрезмыщелковых переломах плечевой кости относятся контрактуры...

Как использовать парафраз в научной статье и избежать плагиата

Многим из нас перефразирование известно под именем рерайтинга. Но есть два отличия. Во-первых, при парафразировании искажать изначальный смысл текста нельзя (рерайтинг часто...

Современные проблемы пенсионного обеспечения по старости...

В статье рассматриваются проблемы пенсионной системы Российской Федерации.

​Как развить в себе дисциплину, чтобы все доводить до конца

Все знают, что доводить начатое до конца возможно лишь при наличии самодисциплины и силы воли. Но если об этом знают все, то почему книги по-прежнему остаются недочитанными...

Анализ аварийности на объектах нефтегазовой отрасли России

Нефтегазовая промышленность играет большую роль в развитии нашей страны. Это крупная отрасль тяжелой индустрии, которая включает в себя разведку нефтяных и газовых...

Боковой амиотрофический склероз: проявление заболевания...

Библиографическое описание: Мамхегов, А. Х. Боковой амиотрофический склероз: проявление заболевания, прогноз / А. Х. Мамхегов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый.

Понятие, предмет, задачи и принципы уголовного права

Уголовное право является частью российской правовой системы и является самостоятельной и фундаментальной отраслью права. Уголовное право отличается тем, что оно имеет свои...

Кредитный рынок в России: проблемы и тенденции

В статье рассматриваются основные тенденции развития банковского сектора в период с 2015 по 2021 год. Показана динамика количества банков, кредитного портфеля, процентных ставок...

Роль коммерческих банков в рыночной экономике

Библиографическое описание: Машкур, Лайт Джавад Кадим. Роль коммерческих банков в рыночной экономике / Лайт Джавад Кадим Машкур. — Текст : непосредственный // Молодой...

Задать вопрос