Опытные образцы проектировали в виде моделей в масштабе 1:3. Шаг свай в продольном направлении – 3 dсв, в поперечном – 4 dсв. (dсв – сторона поперечного сечения сваи, с учётом масштаба – 100 мм). Высота ростверков – 220 мм, размер поперечного сечения колонны 200х300 мм были назначены на основе результатов исследований нормативных методов расчета.
Разрушение по сжатой зоне было достигнуто путем увеличения количества продольной растянутой арматуры у нижней грани ростверка.
При исследовании сжатой зоны восьми – свайных ростверков, было испытано два образца – РК-1 и РК-1в, которые отличались схемами нагружения.
Характеристики опытных образцов приведены в табл.1. На рис.1 показаны опалубочные размеры и армирование опытных образцов с количеством свай , равным восьми , в табл.2 представлена спецификация арматуры.
Таблица 1. Характеристика опытных образцов
|
№ |
Марка образцов |
Характеристики бетона |
Класс арматуры |
Геометрические размеры |
||||||
|
Rв , МПа |
Евх10 -3 , МПа |
Rвt , МПа |
В, см |
L, см |
h, см |
dсв, см |
bк x hк |
|||
|
1 |
РК–1 |
10,6 |
19,2 |
0,86 |
А–ІІІ |
60 |
110 |
22 |
10 |
20´30 |
|
2 |
РК–1в |
12,2 |
20,7 |
0,94 |
А– ІІІ |
60 |
110 |
22 |
10 |
20´20 |
Рис. 1. Схемы армирования образцов: а – РК – 1, РК – 1в (μs = 1,2 %)
Таблица 2. Спецификация арматуры
|
Номер позиции |
Обозначение |
Наименование |
Кол-во |
Примечание |
|
|
РК-1 |
Ростверк под колонну |
2 шт. |
n = 8 μs max |
||
|
C-1 |
Сварная сетка |
||||
|
1 |
Ø10 АIII |
21 |
|||
|
2 |
Ø12 АIII |
11 |
|||
|
3 |
Ø10 АIII |
8 |
|||
|
4 |
Ø10 АIII |
4 |
= 0,82Нагружение ростверков производили гидравлическим домкратом ДГ-200 через металлическую пластину, имитирующую колонну.
Характер образования и развития трещин образца РК-1 показан на рис.2, 3, 4 (фото). Первой образовалась трещина в среднем пролете у нижней растянутой грани ростверка в продольном направлении при нагрузке Р= 0,6 Рразр. Высота трещины составила 1/4 высоты ростверка. При дальнейшем увеличении нагрузки ее рост прекратился. При Р= 0,82 Рразр. появились нормальные трещины у нижней грани ростверка в поперечном направлении. Одновременно образовались наклонные трещины у внутренних граней опорных площадок, ориентированные на грузовую площадку (колонну). С дальнейшим ростом нагрузки увеличивалась ширина раскрытия трещин в зоне средних опор. При нагрузке Р= 0,9 Рразр. появилась трещина у внешней грани средней опоры, получившая развитие по высоте ростверка в сторону крайней опоры.
Рис. 2. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1
Рис. 3. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1
Рис. 4. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1
Развитие трещин в бетоне при изменении схемы нагружения
В испытаниях второго образца РК-1в изменилась схема нагружения. Для передачи нагрузки с запланированным эксцентриситетом е0 = 5 см, грузовая площадка принималась размером 20´20 см и смещалась относительно осей симметрии на 5 см. При внецентренном нагружении характер образования трещин не изменился, как показано на рис. 5 (фото). Первые трещины появились при нагрузке, которая в 1,4 раза меньше усилия образования подобной трещины в образце РК-1. Их развитие по высоте ростверка наблюдалось и при дальнейшем увеличении нагрузки. При
Р = (0,67–0,75) Рразр появились наклонные трещины у средних опор. Трещины в поперечном направлении в растянутой зоне в этом образце отсутствовали. При Р > 0,67 Рразр рост трещин наблюдался как в направлении от нижнего штампа к верхнему, так и наоборот.
Рис. 5. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1в
Схема разрушения РК-1 и РК-1в
Разрушение произошло по сжатой зоне бетона. Образовавшиеся первыми трещины в среднем пролете у нижней растянутой грани ростверка в продольном направлении дальнейшего развития при росте нагрузки не получали. Наиболее опасными стали наклонные трещины, которые образовались у средних опор. Изменение схемы приложения нагрузки привело к более раннему развитию трещин в наиболее нагруженной части ростверка, т.е. со стороны действия эксцентриситета. Отсутствие трещин у крайних опор характеризует малонагруженные участки ростверка.
Библиографический список
- Кочеткова М.В. Экспериментальная оценка работы ростверков [Текст]/ М.В.Кочеткова, Н.И.Гусев, О.В.Снежкина, К.С.Паршина // Региональная архитектура и строительство. – 2014. – №1 — С. 77- 81.
- Кочеткова М.В. Совершенствование методов расчёта многорядных свайных ростверков под колонны [ Текст] / М.В.Кочеткова, О.В.Снежкина, А.В.Корнюхин. – Пенза: ПГУАС, 2011. – 139 с.
- Кочеткова М. В. Методика экспериментальных исследований многорядных свайных ростверков под колонны [Текст] / М. В. Кочеткова, Н. И. Гусев, К. С. Паршина // Молодой ученый. — 2014. — №3. — С. 305-308.
- Кочеткова М.В. Определение схем разрушения и трещинообразования железобетонных ростверков под колонны [Текст] / М. В. Кочеткова, Н.И. Гусев, К. С. Паршина // Вестник магистратуры. — 2014. — №4. — С. 72-74.
- Кочеткова М.В. Работа ростверков под колонны при многорядном расположении свай [Текст] / М. В. Кочеткова, Н.И. Гусев, Е. С. Алёнкина // Региональная архитектура и строительство. — 2014. — №2. — С. 144-151.
- Скачков Ю.П. Определение схем разрушения и трещинообразования коротких железобетонных балок по экспериментальным данным [Текст] / Ю.П.Скачков, О.В. Снежкина, М.В.Кочеткова , А.В. Корнюхин . // Региональная архитектура и строительство. 2013. № 3. С. 74-81.
- Кочеткова М.В., Аленкина Е.С. Напряжённо-деформированное состояние ростверков под колонны при многорядном расположении свай // Современные научные исследования и инновации. – Май 2014. – № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34194.