Пристрій для дослідження міцності бетону стиснутої зони над небезпечною похилою тріщиною в згинальних елементах

Реферат: Пристрій для дослідження міцності бетону стиснутої зони над небезпечною похилою тріщиною в згинальних елементах на моделях-клинах при змінних кутах напрямку навантаження містить циліндричний шарнір з опорною пластиною, корпус, з'єднані регулювальними центрувальними гвинтами, прямокутну і Г-подібну пластини. Між прямокутною і Г-подібною пластинами на зрізаній грані клина розташована вантажно-розподільна пластина. UA 104792 U (12) UA 104792 U UA 104792 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівельної галузі, зокрема до пристроїв для випробування бетонних конструкцій і елементів. Запропонований пристрій дозволяє отримувати дані про міцність бетону стиснутої зони, котрі можуть бути використані при розрахунках згинальних елементів на дію поперечної сили. При проектуванні залізобетонних конструкцій одним із найбільш відповідальних є розрахунок на дію поперечних сил. Методи розрахунку міцності елементів за похилими перерізами [1, 2] не є досконалими і мають суттєві недоліки: - здійснюється окремий розрахунок на дію поперечної сили та згинального моменту, хоча зазвичай ці зусилля діють в перерізах сумісно; - при розрахунках на дію поперечної сили не остаточно з'ясоване питання про міцність бетону над небезпечною похилою тріщиною. Удосконалення зазначеного розрахунку слід вважати актуальною задачею. Одним із можливих шляхів її розв'язання є експериментальні дослідження окремих визначальних факторів міцності, зокрема бетону стиснутої зони над небезпечною похилою тріщиною. При випробуванні залізобетонних елементів дуже важко вивчати роботу бетону стиснутої зони окремо від інших факторів (поперечного армування, нагельного ефекту поздовжньої арматури, зачеплення в тріщині та ін.), що визначають міцність згинальних елементів за похилим перерізом. Тому необхідні спеціальні зразки, котрі моделюють частину елемента, розташовану над небезпечною похилою тріщиною, і дозволяють досліджувати роботу бетону окремо від впливу інших зазначених чинників. Дослідження моделей дозволяють встановити залежність між дотичними Vc та нормальними Nc зусиллями в стиснутій зоні бетону над небезпечною похилою тріщиною вільної від впливу інших факторів. Відомі два аналоги пристроїв для випробування стиснутого бетону над небезпечною похилою тріщиною: Т. Кармана [3] і В.П. Митрофанова [4]. Роздільне дослідження несучої здатності стиснутої зони бетону на поперечну силу зробило необхідним використання окремих зразків нового виду. Т. Карман випробовував бетонні блоки, що моделювали частину балки в місці, де проходить похила тріщина. Установка для випробування була спроектована таким чином, що за допомогою роликових опор (під час збільшення навантаження) можливо було добитися, щоб у вершині тріщини не виникали деформації в перпендикулярному напрямі до неї. Це дозволяло (з невеликою точністю) моделювати за допомогою даних дослідних зразків фактичний напружено-деформований стан, який виникав у стиснутій зоні над небезпечною похилою тріщиною. Крім того, з'явилась можливість вільно проводити попередній вибір параметрів (розмірів несучої зони, напряму тріщини), котрі ймовірно мають безпосередній вплив на несучу здатність стиснутої зони бетону, на котру діє поперечна сила. Подібне дослідження проводив В.П. Митрофанов. Міцність бетону над небезпечною похилою тріщиною вивчалась на моделях-клинах. Моделі відповідали частинам балки, розміщеним над небезпечною похилою тріщиною і завантаженим зосередженими силами зі сторони найбільш стиснутого волокна при вершині клина. Недоліками цих двох пристроїв є неможливість прикладання дотичного навантаження по грані зрізання клина та точного моделювання деформованого стану стиснутої зони елемента. В основу корисної моделі поставлена задача максимально точно відтворити роботу стиснутого бетону над небезпечною похилою тріщиною в згинальних елементах для визначення основних факторів, які впливають на міцність бетону стиснутої зони. Суть корисної моделі полягає в тому, що за допомогою спеціального пристрою та наклеєної на зрізану грань бетонного зразка сталевої пластини (фіг. 1, 2) випробовуються зрізані клини на спільну дію стискаючої Nc та зрізуючої Vc сил, прикладених безпосередньо на грань зрізання. Такий пристрій дозволяє максимально точно відтворювати та вимірювати (за допомогою тензорезисторів, які розміщуються у радіальних напрямках) на моделях-клинах деформований стан стиснутої зони бетону згинальних елементів, враховувати кути нахилу тріщин і прикладання навантаження. На кресленні (фіг. 1, 2) представлено пристрій для випробування моделі стиснутого бетону над небезпечною похилою тріщиною. Перед випробуванням бетонного клина 1 на його вершину приклеюється металева пластина 2 за допомогою епоксидного клею. На зразок встановлюється випробувальний пристрій, котрий складається із корпусу 3, вантажних пластин 4 і 5, регулювальних гвинтів 6 та циліндричного шарніра 7. Регулювальні гвинти 6 дозволяють переміщати корпус пристрою таким чином, щоб центр циліндричного шарніра співпадав з лінією дії рівнодіючої сили Рс. Навантаження бетонного клина 1 здійснюється за допомогою гідравлічного преса та передається на зразок через опорну пластину 8 і плити преса 9 і 10. Зразок завантажується поетапно до повного 1 UA 104792 U 5 10 15 20 руйнування. Руйнівне навантаження фіксується за допомогою манометра, котрий приєднується до гідравлічної системи преса. Джерела інформації: 1. Конструкції будинків та споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення. ДБН В.2.6-98:2009 / Міністерство регіонального розвитку та будівництва України. - К.: Мінрегіонбуд України, 2011. - 71 с. 2. СНиП 2.03.01.-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 3. Karman T. Die festiqkeit des beton bei incomogenet spannung szustand adrezdai / T. Karman // Kolloquium uber festiqkeit des betons soran elhangzott eloadas kezirat. - 1968. 4. Митрофанов В.П. Напряженно-деформированное состояние, прочность и трещинообразование железобетонных элементов при поперечном изгибе: автореф. дис. канд. техн. наук / В.П. Митрофанов. - Москва, 1982. - 41 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для дослідження міцності бетону стиснутої зони над небезпечною похилою тріщиною в згинальних елементах на моделях-клинах (1) при змінних кутах напрямку навантаження, що містить циліндричний шарнір (7) з опорною пластиною (8), корпус (3), з'єднані регулювальними центрувальними гвинтами (6), прямокутну (4) і Г-подібну (5) пластини, який відрізняється тим, що між прямокутною (4) і Г-подібною (5) пластинами на зрізаній грані клина розташована вантажно-розподільна пластина (2). 2 UA 104792 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3