Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, и задачи исследований... 10
1.1. Краткий обзор существующих конструктивных решений изгибаемых сталефйбробетонных элементов,... ю
1.2. Современные представления об образовании и раскрытии нормальных трещин Б изгибаемых железобетонных и армоцементных элементах 13
1.3. Анализ исследований образования и раскрытия трещин в нормальных сечениях изгибаемых сталефибробетонных элементов .. 22
1.4. Расчет по образованию и раскрытию трещин, нормальных к продольной оси изгибаемых сталефибробетонных элементов , 25
1.5. Вывода по главе. Определение целей и задач исследований 29
2. Методика экспериментальных исследований 32
2.1. Выбор материалов и конструкций опытных образцов 32
2.2. Конструкции опытных образцов 34
2.3. Материалы для изготовления опытных образцов 39
2.4. Изготовление опытных образцов 39
2.5. Измерительные приборы и их размещение 42
2.6. Методика испытаний опытных образцов 47
3. Прочностные и формативные свойства бетона, армированного фиброй из отходов листа 55
3.1. Прочность и деформативность фибробетона при сжатии. 55
3.2. Прочность, деформативность, образование и раскрытие трещин при растяжений 55
3.3. Сцепление фибры из отходов листа с бетоном 65
3.4. Результаты исследований фибры из листа "Экскар"... 68
3.5. Краткие выводи по главе 3 71
Результаты экспериментальных исследований образшания и раскрытия тревдн б нормальных сечениях изшеаемых элементов . . 74
4.1. Образование нормальных трещин в изгибаемых стале-фибробетонных элементах 74
4.2. Раскрытие трещин, нормальных к продольной оси изгибаемых стаяефибробе тонных элементов 82
4.3. Прочность нормальных сечений сталефибробетонных элементов балочного и плитного типа и комбинированно армированных балок таврового сечения 93
4.4. Краткие выводы по главе 4 107
Анализ экспериментальных данных и предложения по расчету момента образования и ширины раскрытия тощин сечений, нормальных к продольной оси и31меаемых сталефибро бетонных элашдав . но
5.1. Момент образования трещин в сталефибробетонных элементах балочного и плитного типа НО
5.2. Момент образования трещин в комбинированно армированных балках таврового сечения
5.3. Раскрытие трещин в нормальных сечениях изгибаемых сталефибробетонных элементов балочного и плитного типа
5.4. Раскрытие трещин в нормальных сечениях комбинированно армированных балок таврового сечения 124
5.5. Прочность нормальных сечений изгибаемых сталефибробетонных и комбинированно армированных элементов с фиброй из отходов листа 128
5.6. Предложения по расчету образования и раскрытия трещин, нормальных к продольной оси изгибаемых сталефибробетонных элементов на фибре из листа Магнитогорского калибровочного завода 133
5.7. Пример оптимизации параметров армирования стале-фибробетонной балки таврового сечения 137
5.8. Практическая реализация результатов исследований и технико-экономическая эффективность применения фибробетона на фибре из листа 139
5.9. Выводы по главе 5 142
Общие выводы 145
Литература
- Современные представления об образовании и раскрытии нормальных трещин Б изгибаемых железобетонных и армоцементных элементах
- Конструкции опытных образцов
- Прочность, деформативность, образование и раскрытие трещин при растяжений
- Раскрытие трещин, нормальных к продольной оси изгибаемых стаяефибробе тонных элементов
Введение к работе
Развитие строительства в нашей стране связано с задачами повышения эффективности производства строительных конструкций, снижения их стоимости и материалоемкости, применения новых прогрессивных материалов.
Одним из таких материалов является сталефибробетон - мелкозернистый бетон, хаотически армированный фибрами, получаемыми из стальной проволкй, расплава, отработанных канатов, тонкого листа. Дисперсное армирование позволяет повысить прочность на растяжение, ударную и динамическую стойкость, истираемость, морозостойкость, водонепроницаемость и трещиностойкость бетона /5, 24, 28, 50, 83 /.
Улучшение экономических показателей конструкций из сталефиб-робетона получается в связи с тем, что в ряде случаев возможна полная замена каркасов и сеток дисперсной арматурой, уменьшение толщины полок и стенок конструкций. По данным некоторых исследователей средняя ЭКОНОМИЯ по трудозатратам в экспериментальных конструкциях достигает ЗС#, экономия металла - 5-7$, а цемента -до 15% / 69 /.
Первые сведения о возможности фибрового армирования бетона появились в начале XX века / 54 / и принадлежат В.П.Некрасову, который был инициатором изготовления отдельных конструктивных элементов из этого материала.
Б настоящее время проводятся интенсивные исследования и более широкое внедрение фибробетона в строительстве /82, 86, НО /, благодаря чему традиционное армирование серийно выпускаемых конструкций все чаще заменяется фибровым или комбинированным.
С этой точки зрения весьма актуальным является вопрос об образований и раскатил нормальных трещин в изгибаемых сталефиб-робетонных элементах.
К настоящему времени накоплен достаточно большой экспериментально-теоретический материал по исследованию трещиностойкости нормальних сечений изгибаемых железобетонных и армоцементних элементов благодаря работам отечественных исследователей Г.И.Берди-чевского, А.А.Гвоздева, Е.А.І зеева, Ю.П.Гуща, Ю.Б.Зайцева, А.С.Залесова, Н.И.Карпенко , Л.Л.Лемыша, Е.Ф.Лысенко, Б.Б.Михайлова, Б.И.Мурашева, Я.М.Немировского, П.Л.Пастернака, Г.К.Хайду-кова Й др., а также зарубежных исследователей Л.Бриса, Б.Бромса, У.Бугрена, П.Гергели, Л.Лютца, А.Оас-Якобсона, Г.Рюша и др.
Трещиностойкости нормальных сечений изгибаемых сталефибробе-тонных элементов посвящен ряд работ, которые легли в основу метода расчета, принятого в "Рекомендациях..." / 69 /. Здесь необходимо отметить исследования и предложения по расчету Г.К.Хайдунова, Л.Г.Курбатова, Л.Л.Лемыша, Е.И.Митрофанова, Ф.Н.Рабиновича, В.П.Романова.
Однако до настоящего времени ряд вопросов, касающихся работы изгибаемых сталефйбробетонных элементов до и после образования трещин, изучено недостаточно; в частности, требуют более глубокого изучения вопросы трещиностойкости нормальных сечений. Данная работа посвящена этой проблеме и выполнена в рамках Государственной научно-технической программы 014.02.02 "Стройпрогресс -2000". Работа выполнена в лаборатории пространственных конструкций НИИЖБ Госстроя СССР под научным руководством доктора технических наук, профессора Г.К.ХаЙдукова. При разработке методики исследований учтены ценные замечания и пожелания, высказанные заведующим лабораторией пространственных конструкций НИИЖБ доктором техн.наук, профессором В.Б.Шугаевым и ведущим научн.сотрудником, канд.техн. наук И.В.Волковым.
-7 Ц е ль работы- исследование образования и раскрытия нормальных трещин изгибаемых сталефибробетонных элементов на фибре из листа, усовершенствование методов расчета момента образования, ширины раскрытия нормальных трещин, а также прочности по нормальным сечениям изгибаемых сталефибробетонных элементов.
Автор защищает:
- результаты экспериментальных исследований прочностных и де-формативных характеристик фибры из листа и фибробетона на этой фибре;
- результаты экспериментальных исследований образования, раскрытия трещин в нормальных сечениях изгибаемых элементов балочного и плитного типа, а также комбинированно армированных элементов таврового сечения;
- результаты исследований прочности по нормальным сечениям изгибаемых сталефибробетонных и комбинированно армированных элементов на фибре из листа;
- предложения по расчету момента образования я ширины раскрытия нормальных трещин, а также прочности по нормальным сечениям изгибаемых сталефибробетонных и комбинированно-армированных элементов на фибре из листа.
Научная новизна работы На основании проведенных экспериментальных исследований и сопоставления с другими экспериментальными и теоретическими результатами:
- получены данные о прочности и деформативности фибры из листа и сталефибробетона на этой фибре при осевом растяжении и сжатии;
- выявлено влияние содержания фибровой арматуры и прочности бетона-матрицы на образование, раскрытие нормальных трещин и проч -8 носгь по нормальным сечениям изгибаемых сталефибробетонных и комбинированно армированных элементов на фибре из листа;
- предложены методы расчета момента образования, ширины раскрытия нормальных трещин и прочности по нормальным сечениям изгибаемых сталефибробетонных и комбинированно армированных элементов на фибре из листа.
Практическое значение выполненной работы заключается в том, что исследована фибра из листа двух типов, предложенные методы расчета трещиностойкости и прочности нормальных сечений сталефибробетонных элементов дают возможность более правильно рассчитывать сталефибробетонные конструкции, позволяют проектировать их более экономичными.
Предложения по расчету трещиностойкости и прочности нормальных сечений изгибаемых элементов использованы ГПКИ "Карагандинский Промстройпроект" при проектировании плит покрытия типа 2Т размерами 3x18 м и 3x24 м, а также трестом "Таджикоргтехстрой" при внедрении ребристых плит покрытия промзданий.
Результаты исследований проведенных автором, использованы малым научно-производственным предприятием "АІА" при разработке рабочего проекта пространственного здания из сборных гнутоформо-Еанных элементов на фибре из листа, строительство которого начато в октябре 1991 года на производственной базе опытно-экспериментального предприятия "Агродеталь" в г. Хотьково Московской области.
По данным наших испытаний и предложений усовершенствована фибра "Зкскар", которую предполагает изготавливать Карагандинский металлургический комбинат на технологической линии, разработанной Карагандинским Промстройпроектом.
Результаты исследований проведенных автором предполагается использовать при разработке дополнения к СНиП 2.03.03-85 и "Посо -9 бяя по проектированию сталефибробетонных конструкций".
Апробация работы. Основные положения диссер-ташонноі работы были доложены и одобрены на заседаниях подсекции пространственных конструкций секции J 2 НТС НИИКБ Госстроя СССР в январе и декабре 1990 г., секции технического совета Карагандинского Промстройпроекта в июне 1991 г.
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 2 печатные работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения 5 глав, выводов, приложения и списка использованной литературы, включающего 115 наименований. Работа изложена на И4 страницах машинописного текста, включая 40 рисунков и 21 таблицу.
Современные представления об образовании и раскрытии нормальных трещин Б изгибаемых железобетонных и армоцементных элементах
Трещины в железобетоне и армоцементе могут быть Еызваны нагрузкой, усадкой, изменением температури, а также совместным воздействием этих факторов. Как известно, при растяжении почти с самого начала загружения бетон работает неупруго. При достижении значений, близких к пределу прочности на растяжение, бетон не разрывается, а продолжает некоторое время пластически деформироваться. Незначительное увеличение напряжений протекает до тех пор, когда удлинения достигнут возможной предельной величины,при которой происходит разрыв бетона. Предельная растяжимость бетона (5 в как показывают эксперименты, в 10-20 раз меньше предельной сжимаемости и составляет в среднем 15 Ю-5.
Наличие арматуры в бетоне растянутой зоны элемента несколько сглаживает отрицательное влияние неоднородности структуры и нарушений сплошности бетона. При обычном содержаний арматуры предельная растяжимость армированного бетона лишь незначительно превышает предельную растяжимость неармированного бетона.
Таким образом, при определении момента образования трещин в армированном бетоне руководствуются следующим положением: при одноосном напряженном СОСТОЯНИЙ ЕОЗНИКНОЕЄНИЄ трещин происходит тогда, когда удлинения в бетоне достигают предельной величины, а растягивающие напряжения в бетоне равны пределу прочности на растяжение .
Ряд исследователей придерживается мнения, что предельная растяжимость армированного бетона может значительно превышать вышеуказанное среднее значение / 12, 40, 43, 49, 85, 99, 103 /. В связи с этим прочность на растяжение и момент образования трещин армированного бетона "возрастает" в несколько, а иногда в десятки раз / 92, 93, 94 /. Большинство же исследователей считает, что предельная растяжимость и, соответственно, прочность армированного бетона на растяжение незначительно отличаются от таковых обычного бетона / 7, 53, 90 /, а наделение бетона повышенной де-формативностъю и прочностью на растяжение ведет к необоснованному увеличению момента образования трещин / 44 /. Такие разные суждения объясняются отсутствием единой методики исследований, или различными трактованиями самого понятия "момент образования трещин" / 90 /.
Как показывают результаты опытов, микротрещины в железобетоне возникают на ранних этапах загружения, либо уже существуют до начала загружения / 38, 45, 80 /. Это же выявлено для композиционных материалов и, в частности, для бетона при использовании теоретических подходов механики разрушения /21» 60 /.
Арматура, расположенная в растянутой зоне сечения, при возникновении трещины воспринимает усилия, которые перетекают с бетона, и придает железобетону свойство фиктивной пластичности.При этом происходит некоторое искривление бетонного сечения около трещины и сдвиг бетона относительно арматуры. Напряжения в арматуре в зоне трещины возрастают. Б момент появления трещин бетон частично выключается из работы не только у трещины, но и на некотором расстоянии от них / 53 /. Значительное приращение напряжений Б арматуре, сопровождающееся сдвигом относительно бетона, приводит к раскрытию трещин. Ширша раскрытия трещин при их возникновении тем больше, чем больше усилие, передающееся с бетона на арматуру и чем меньше сила сцепления арматуры с бетоном. Поэтому, как показывают опыты /7, 8, 53 /.начальная ширина раскрытия трещин зависит от процента армирования й количества стержней, которые можно довести до таких величин,что трещины прд возникно-ЕЄНИИ, Еследствие незначительных сил сдвига и малого приращения напряжений в арматуре,будут иметь настолько малое раскрытие,что его зафиксировать можно лишь микроскопом с большим увеличением. Таким образом,процесс развития трещин охватывает три этапа: 1) возникновение трещин, когда они могут быть еще невидимыми; 2) появление трещин, когда ОНИ уже несколько раскрылись и становятся ВИДИМЫМИ (примерно 0,05 мм) невооруженным глазам; 3) дальнейшее раскрытие трещин до предельно возможной величины / 53 /. Для обычно применяемых процентов армирования (до 1,5-2,0) разница между первым и вторым этапом незначительна, поэтому рассматривают два этапа: I) образование трещин; 2) раскрытие трещин.
За основу расчета момента образования трещин в железобетоне берут конен стадий I напряженно-деформированного состояния в нормальных сечениях при изгибе элемента,принимая эпюру напряжений, предложенную В.И.Мурашешм / 52, 53 / (рис. І.І).
Непосредственно перед образованием трещин в крайних растянутых волокнах бетона изгибаемого элемента предельные деформаций состоят ИЗ упругих и неупругих пластических деформаций,которые,согласно опытам,в среднем равны между собой.
Конструкции опытных образцов
Кроме того, нами исследована фибровая арматура из листа "Экс-кар", разработанная совместно с Карагандинским промстройпроектом. Опыты с фиброй обоих типов проводились перед исследованиями свойств фябробетош и приведены в п. п. 2.3, 3,3 и 3,4.
Конструкции опытных образцов
Для исследования прочностных и деформативных характеристик сталефибробетона, армированного фиброй из листа, а также трещино-стойкости изгибаемых элементов с фибровым армированием было изготовлено и испытано по четыре серии образцов каждого из четырех упомянутых выше типов. Серии отличались между собой количественным содержанием фибры, а внутри серии образцы отличались прочностью бетона - матрицы. Программа испытаний образцов приведена в табл. 2.1.
Армировали образцы фиброй из листа с процентами армирования по объему JLfy - 0; 0,7; 1,25; 1,8. При содержании фибры более 1,8 % конструкции становятся зачастую неконкурентноспособными, а при содержании ее менее 0,7 % эффективность армирования с точки зрения прочности и трещиностойкости мала. Образцы без фибрового армирования изготовлены и испытаны с той целью, чтобы можно было оценить роль фибрового армирования в повышении прочности на растяжение, сжатие и изгиб. Растянутые образцы были снабжены анкерными стержнями, заделанными в торцы на глубину 100 мм.
Размеры поперечных сечений образцов отличались от проектных не более, чем на I...2 мм.
Для решения поставленных задач исследовали балки таврового сечения, объединенные в четыре серии, отличающиеся содержанием фибрового армирования. Поперечное сечение балки показано на рис. 2.2. В пределах серии образцы отличались прочностью бетона--матрицн, а также диаметром стержневой арматури. Программа испытаний балок приведена в таблице 2.2.
Длина балок принята равной 260 см, чтобы исключить возможность проявления эффекта балки - стенкя и обеспечить удобную для исследования длину зоны чистого изгиба. Высота балок принята равной 300 мм, ширина полки - 420 мм (из расчета 6г = 6 tr ),
Размеры сечения назначены таким образом, чтобы они отвечали размерам реальных конструкций, а также принятым в ранее проводимых экспериментах другими авторами.
В крайних третях пролета былки армировались поперечными стержнями, чтобы исключить разрушение по наклонным сечениям. Расчетный пролет составлял 2100 мм. Армирование балок таврового сечения показано на рис. 2,3. Защитный слой бетона принят равным 20 мм для всех балок как реально применяемый в ребристых конструкциях. Одновременно с балками изготавливали призмы 400x100x100 мн и кубы 100x100x100 мм для определения кубикогой и призменнсй прочности бетона, а также прочности на растяжение бетона при изгибе. Опытные образцы изготавливали из мелкозернистого бетона на песке Курского карьера.
В качестве вяжущего применяли цемент марки 400 (активностью 42,3 МПа) Подольского завода для получения мелкозернистого бетона класса Б25 и цемент марки 400 (активностью 49,5 МПа) Воскресенского завода для мелкозернистого бетона класса Б35.
Для дисперсного армирования использовали профилированную фибру из листа размерами 40x0,5x0,5 мм, изготовленную Магнитогорским калибровочным заводом по технологии, разработанной в Челябинском политехническом институте. Фибру испытывали на разрывной машине Р-0,5 с записью диаграмм "нагрузка-деформация" Модуль упругости фибре в среднем составлял 2,1-Ю5 МПа, среднее значение предела текучести - 400 Ша при коэффициенте вариаций 0,0122.
Продольное армирование осуществлено арматурой класса А-Ш, а поперечное - арматурой класса Б-І и А-Ш в зависимости от диаметра рабочей арматуры.
Арматуру испытывали на растяжение на разрывной машине "Карл-Шенк РБ0-2000" с записью диаграмм "нагрузка-деформация", Модуль упругости арматуры обоих диаметров составил в среднем 2 10Ша. Предел текучести арматуре диаметром 12 мм составил в среднем 425 МПа, а арматури диаметром 22 мм - 461 МПа.
Прочность, деформативность, образование и раскрытие трещин при растяжений
Фибровое армирование позволило увеличить прочность на растяжение и начальний модуль упругости. При проценте фибрового армирования Ji - 1,$ значения Rjfc превышали прочность матрицы Б среднем на 40$, а при / к = 0,7 - на 1(. Начальный модуль упругости Ettf і как и для сжатых призм, повысился при jUry = IfQ приблизительно на 14$, причем также прослеживается линейная зависимость между его значениями и fltv .
Деформация в момент образования трещин растянутых фябробе-тонных образцов составляли (12...18). КГ5 и практически не отличались от таковых для образцов без фибрового армирования. Коэффициенты упругопластических деформаций в момент образования трещин сгс jtjg. бетонных и фябробетонных образцов отличались несущественно, наблюдался только рост их средних значений с повышением ju,v .
Трещины в растянутых образцах образовались при нагрузках, равных (0,7..,0,85) Rt . , в зависимости от процента фибрового армирования. Именно при этих нагрузках начали более интенсивно нарастать деформации, а показания датчиков с разными базами -существенно различаться между собой. Трещины же, видимые в микроскоп с 86-кратным увеличением, ширина которзх составляла около 5 мкм, были обнаружены на следующей ступени нагрузки, которая на 3..,55 превышала вышеупомянутые значения.
При напряжениях в образце, равных R,&i , деформации фибро-бетонных образцов достигали значений (215...281).10 , которым соответствует ширина раскрытия трещин 80...160 мкм.
Опыты показали, что с увеличением ju y повышается и R t . Расчетные зависимости "Рекомендаций..." / 69 / недостаточно точно оценивают величину R , Связано это с тем, что переоценена отрицательная роль увеличения JJfV , снижающего R из-за недостаточного уплотнения смеси.
Результаты испытаний фибри на выдергивание из бетонных призм, приведенные в табл. 3.4, свидетельствуют о том, что увеличение длины заделки в исследуемом диапазоне практически прямо пропорционально повышает значения выдергивающих усилий.
При классе бетона В25 призм, из которых выдергивали фибру, и при длине заделки 15 мм и 20 мм напряжения в фибре практически достигали среднего значения предела текучести фибрк. При прочное ти призм, равной 34,1 №а (В35), заделка фибр на 10 мм позволила ДОСТИЧЬ напряжений в фибре, равных 342...389 МПа, что составляет 0,86 - 0,97) / .
Таким образом, повышение прочности матрицы позволяет СНИЗИТЬ длину анкеровка фибры, что полностью согласуется с данными СНиП 2.03.01-84, по методике которых обработаны результаты эксперимента. Значение коэффициента в известной формуле: J % (3.2) где ifQn - длина анкеровки; &, - прочность фибры на растяжение; dr - диаметр фибры; Rg - прязменная прочность бетона, составило в среднем 1,6, которое мы использовали в расчетных зависимостях.
Результаты исследований фибры из листа "Экскар"
Технология, предложенная Карагандинским промстройпроектом, позволяет изготавливать фибровую арматуру из листа "Экскар", ширина которой составляет 1,6 мы, а толщина ее равна толщине листа. Нами исследована фибра толщиной 0,3 мм я 0,5 мм.
Задача состояла в определении механических характеристик фибры и назначения ее геометрических параметров. Эта задача была реализована следующим образом. Вначале испытывали фибру на разрыв с записью диаграммы на разрывной машне Р-0,5. После этого провели испытание фибры на выдергивание из бетонных призм 100x50x50 мм, что позволило получить значение коэффициента анке-рующей способности. Упомянутые выше исследования позволили назначить геометрические и определить прочностные параметры фибры "Экскар", а также сделать вывод о том, что фибру толщиной 0,5 мм целесообразно профилировать. Далее проводили исследования с профилированной фиброй "Экскар". испытывали эту фибру на разрыв и выдергивание из бетонных призм.
В результате проведенных опытов оказалось,что среднее значение предела текучести фибрн из жести сечением 1,6x0,3 мм составило 240 МПа при коэффициенте вариации 5,6$. Нормативное и расчетное сопротивление растяжению этой фибры - 220 МПа и 200 МПа соответственно при коэффициенте надежности по арматуре f. - 1,1. Основные прочностные характеристики фибре сечением 1,6x0,5 мм были следующими: среднее значение предела текучести - 443 МПа, коэффициент вариации - 1,8$, нормативное сопротивление - 430 МПа, расчетное сопротивление - 400 МПа, fy = 1,07. Как оказалось, профилирование не снизило прочностных параметров фибры. Модуль упругости фибр составил 2-Ю5 МПа и не зависел от толщины фибры и наличия либо отсутствия профиля.
В результате опытов на выдергивание было установлено, что коэффициент IV из формулы (3.2) для непрофилированной фибры толщиной 0,3 мм и 0,5 мм был в среднем равен 1,8.
Опыты с фибрами разной длины позволили сделать вывод, что фибру толщиной 0,3 мм необходимо изготавливать длиной 40 мм, а толщиной 0,5 мм - 60 мм. Обусловлено это технологическими факторами, так как при длине большей, чем указанная, намечается тенденция к изгибу фибр из своей плоскости во время перемешивания смеси и ведет к образованию "ежей"»
Раскрытие трещин, нормальных к продольной оси изгибаемых стаяефибробе тонных элементов
С увеличением внешней нагрузки после образования первой трещины в фйбробетонных элементах балочного и плитного типа началось ее раскрытие, а также образование новых трещин, которое продолжалось до нагрузок,достигающих 9($ от разрушающих. После этого шаг трещин стабилизировался и был тем меньше, чем выше процент Фибрового армирования.
Характерным является то, что разрушение в образцах обоих типов проходило по одной трещине, причем той, которая образовалась первой. Трещины, которые образовались после первой, как правило, разЕйвались на высоту не более 5...10 мм, а в элементах плитного типа - не более 3...5 мм; зачастую они оставались прерывистыми, не пересекая даже всей растянутой грани (рис. 4.3; 4.5).
Развитие трещин вело к уменьшению относительной высоты сжатой зоны бетона, которая изменялась от 0,5 в момент образования трещин до 0,25 в момент непосредственно близкий к разрушающему (рис. 4.4; 4.6). Это было характерным для обоих типов образцов независимо от содержания фибры.
Трещина, которая образовалась перЕОй, увеличивалась гораздо быстрее других трещин, причем с ростом внешней нагрузки ширина ее раскрытия нарастала все более интенсивно. Б результате зависимость М- Qcre " нелинейна, зависимости M Qcrc , а также оценка опытных данных расчетом по различным методикам приведены на рис. 4.7.,.4.10.
В сечении с трещиной с максимальной шириной ее раскрытия в момент непосредственно перед разрушением деформации растянутой грани балочных и плитных образцов достигали (180...300)-ІО 5, в то время, как деформаций сжатой грани были приблизительно Е три раза меньше, составляя (60...100)-10-5. Непосредственно перед разрушением максимальная ширина раскрытия трещин существенно колебалась, составляя 87...150 мкм.
После появления микротрещин в балках таврового сечения, которое фиксировалось по показаниям тензорезясторов с разными базами, обнаружить видимых Е микроскоп трещин не удалось. При этом незначительно увеличилось приращение деформаций арматуры, что было характерным для элементов без фибрового армирования. На следующих ступенях загружения это приращение постепенно нарастало,причем тем быстрее, чем меньше процент фибрового армирования. После этого трещины оказалось возможным фиксировать и замерять микроскопом.
Новые трещины образовались в некотором диапазоне ЕНЄШНЄЙ на грузки. Характерным было наиболее быстрое завершение процесса образования нормальных трфвдн в балках без фибре с арматурой диаметром 12 км. С увеличением содержания стержневой и фибровой арматуры этот процесс был более продолжительным. Так, например, в балках без фибры при диаметре арматуры 12 мм, отношение изгибающего момента в конце стадии трещинообразования к изгибающему моменту Е начале этой стадии составило ІД, в то время как в балках с арматурой диаметром 22 мм и содержанием фиброЕой арматури ЇМ - 1,25.
Расстояние между трещинами также зависит от содержания как стержнеЕой, так фибровой арматуры, что показано в табл. 4.5. Характерным является то, что при одинаковом содержании фибры в балках с арматурой диаметром 22 мм средняя величина шага трещин была несколько меньшей, чем в балках с арматурой диаметром 12 мм,
С ростом внешней нагрузки ширина раскрытия нормальных тревдн Е балках о комбинированным армированием нарастала менее интенсивно по сравнению с балками без фибре. Уменьшение объемного содержания фибровой арматуры вело к увеличению ширины раскрытия нормальных трещин. Зависимость ширины раскрытия трещин от внешней нагрузка характеризовалось слабой криволинейностью (рис.4.II -4.13).
С увеличением внешней нагрузки трещины развивались по высоте сечения довольно равномерно. Следует заметить, что какой-то строгой зависимости между приращением высоты трещин и приращением нагрузки после момента тре ценообразования обнаружить не удалось. Балки таврового сечения после испытаний показаны на рис. 4.14-4.16.
Нарастание деформаций арматуры и сжатой грани полки происходило более интенсивно с уменьшением Jl , что показано на рис. 4.17-4.19.
Непосредственно после образования трещин относительная высота сжатой зоны во всех балках уменьшалась, причем для всех балок характерным является протяженный участок, на котором Ё -Л77 уменьшается очень медленно (рис. 4.20).
