Контроль напряженного состояния сжатых элементов железобетонных конструкций
Наиболее важным фактором, влияющим на надежность железобетонных конструкций, является уровень напряженного состояния. Появление новых методов и средств для измерения напряжений [1, 2] в совокупности с известными способами неразрушающего контроля прочности бетона позволяет определять уровень напряжений в экспериментальных образцах железобетонных конструкций, однако не решает эту задачу для рядовых конструкций, находящихся в эксплуатации.
Вместе с тем, работа железобетонных конструкций в составе несущих каркасов зданий и сооружений различного назначения в условиях агрессивной среды сопряжена с потерей прочности, а также со случайным перераспределением усилий из-за осадок фундаментов, изменения расчетных схем и т. п.
В Новополоцком политехническом институте разработан новый способ испытания строительных конструкций, представляющий собой экспресс-метод определения уровня напряженного состояния работающих на сжатие элементов железобетонных конструкций в производственных условиях. Он базируется на известных исследованиях [3—5] и др., выявивших нелинейную зависимость быстронатекающих деформаций ползучести бетона от уровня напряжений. Эта нелинейность обусловлена особенностями развития во времени ускорения деформаций, формирующегося под действием внешней нагрузки и сил внутреннего сопротивления, и, как следствие этого, особенностями развития во времени скорости деформаций ползучести.
Выяснению зависимости скорости и ускорения деформаций ползучести бетона от уровня напряжений при простейшем одноосном нагружении были посвящены проведенные автором экспериментальные исследования. Изучали деформации ползучести бетонных призм размером 100Х XЮ0Х400 мм из бетона марок М 200, М 300 и М 400. Характеристика образцов приведена в табл. 1.
Термовлажностной обработке образцы не подвергались. Бетон уплотняли вибрированием на стандартной лабораторной виброплощадке. Слон укладки бетона параллельны действию усилия при испытании образцов.
Призмы нагружали в 28-суточном возрасте ступенями Дт=0,1 в интервале от 11=0,2 до 11 = 0,1 и ступенями Ai = 0,05 в интервале от т = 0,75 до ц=0,95 (ц — уровень напряжения; ц=а/Я). Для образцов серий II.I, II.2 и II.3 были приняты разные графики нагружения с целью изучения влияния предыстории нагружения на исследуемые зависимости.
На каждой ступени измеряли скорость нагружения силопередаюшим динамометром в виде центрирующего шара с наклеенными тензорезисторами. Графики нагружения записывали на осциллограмму. Это позволило не только с большой точностью определить скорость нагружения, но и зафиксировать ¦ момент окончания нагружения и начала выдерживания ступени на заданном уровне напряжений. Этот момент являлся отправным при отсчете быстронатекающих деформаций ползучести. Деформации ползучести фиксировали электрическими тензометрами на базе 250 мм повышенной чувствительности, что позволило измерять деформации с точностью 0,1 е. о. д., используя стандартную тензометрическую аппаратуру ЦТМ-5. Деформации записывали на перфоленту с частотой 1 измерение за 2 с в течение трех мин. Таким образам, за указанный промежуток времени удавалось получить около 90 экспериментальных точек. В дальнейшем результаты экспериментов обрабатывали на ЭВМ.
