Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки



страница5/6
Дата23.04.2016
Размер0.66 Mb.
1   2   3   4   5   6

основные результаты испытаний арок


№ се-

рии




Индекс и номер элемента



Уро-вень нагру-жения

кН



Краевые деформации сжатая

Есг. x 10-5



Нормальные сжим, напряжения σ, Мпа

Прогибы в 1/4 L

при, см



К(t),


Примечание












Древ.



Арм.



Древ.



Арм.















1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

I


СИк-I-1


- 2

СИа-1-1


-2


7,6

20,8





315

369


285

360


-

-



262

392




402

465


-

-


-

-



т

т



При2Ррасч
0,85/0,94 0,78/0,94 0,80/0,92 0,89/0,92

-

-



-

-


-

-



-

-


Разрушение через:

48сек


72 сек

76 сек


101 сек

II

СИк-II-1

- 2


СИа-П-1

-2


СИа-П-3

-4


5,04
13,38
13,38

230/406 219/358 221/395 205/432 209/405 232/412

-

-

232/501 240/470 280/519 251/528



251

256 27,8/18,0 21,4/19,7 19,4/13,5 23,7/17,6



-

-

469,0/480,2 447,0/496,8 439,5/455,4 476,0/490,6



0,82/0,94 0,80/0,94 0,95/0,92 1,01/0,92 1,06/0,92 0,86/0,92

1,36/1,41 1,28/1,41 1,72/1,4

1,56/1,4 1,88/1,4

-


0,66

0,63


0,54

0,64


0,56

-


Разрушение через

62 суток


120 суток

181 суток





СИк-III-1

-2

СИa-III-1



-2

СИa-III-3

-4


























Остаточные прогибы после разгружения и выдержки

60 суток, мм

2,05

1,30


0,22

0,90


0,24

0,66


III




3,75

190/282

-

19,1/37,5

-

0,62/0,70

0,96/1,06

0,64













169/245

-

18,9/36,0

-

0,56/0,70

1,04/1,06

0,54










10,04

177/268

193/277

17,9/12,5

3995/5734

0,66/0,69

0,74/1,05

0,89













195/263

208/291

21,3/15,0

4305/602

0,69/0,69

0,80/1,05

0.77










10,04

184/229

199/303

19,3/16,6

4119/6272

0,60/0,69

0,92/1.05

0,65













166/240

195/264

20,6/13,5

4036/5465,

0,58/0,69

0,77/1,05

0,75




IV

СИк-IV-1

-2

СИa-IV-1



-2

СИa-IV-3


-4

2,50

118/167

-

12,0/33,5

-

0,43/0,47

0,76/0,7

0,56

0,81










107/160

-

11,1/32,2

-

0,47/0,47

0,69/0,71

0,68

1,02







6,70

116/149

119/153

11,9/10,4

2463/3208

0,45/0,46

0,61/0,70

0,74

0,20










120/160

131/176

14,3/11,8

2712/3612

0.38/0,46

0,54/0,70

0,64

0,65







6,70

114/171

126/180

12,4/10,9

2608/3733

0,38/0,46

0,50/0,70

0,75

0,14










103/142

142/188

11,1/9,62

2939/3760

0,41/0,46

0,48/0,70

0,85

0,17

№1



правая

Нагрузка

11,68 кН/м




96,3/126,0

94,0/139,8

12,2/10,9

178,0/289,6

24,0/21,5

33,5/29,4

0,74

после 25 суток 6,26




левая




94,4/131,2

90,2/130,4

10,8/9,2

189,4/369,9

22,1/21,5

30,3/29,4

0,73

4,40

№2



правая




96,0/124,8

96,1/126,4

11,5/9,6

192,2/252,8

19,6/21,5

28,0/29,4

0,7

5,72




левая




90,5/122,2

93,0/124,9

10,1/8,9

186,0/239,8

17,5/21,5

24,2/29,4

0,72

3,22

Применение: элементы с индексом «К» - контрольные без армирования.





Рис. 6. Зависимость изменения прогибов элементов арок

от времени действия нагрузки
Установлено что, длительная прочность сжато-изгибаемых армированных деревянных конструкций согласуется с общими временными закономерностями изменения прочности древесины.

При разрушении элементов верхнего пояса арок арматура сохраняет целостность и сцепление с древесиной по всей длине, что позволяет им нести длительное время часть нагрузки 0,5…0,7 за счет арматуры и деревянной не разрушенной части сечения.

Рост деформаций последействия в арках при длительном действии нагрузки, близкой к расчетной эксплуатационной, практически прекращается через 60 – 80 суток, что на 20 – 23 % ниже, чем у неармированных (рис. 6).

С течением времени под нагрузкой в армированных деревянных элементах происходит перераспределение усилий, ведущее к снижению напряжений в древесине и росту их в арматуре на 15 ... 30 %. Этот факт указывает на большую эффективность армированных конструкций, чем обычных, т. к. происходит разгружение древесины, наиболее слабого материала комплексной конструкции.

Предлагаемый метод расчета позволяет определить напряженно-деформированное состояние сжато-изгибаемых элементов в любой момент времени.

Сжато - изгибаемые армированные деревянные элементы имеют несущую способность в 2,5-3 раза превышающую несущую способность неармированных.

Остаточная прочность деревянных армированных сжато-изгибаемых элементов после испытаний длительно действующей нагрузкой составляет 94 ... 99 % от начальной, а у контрольных (неармированных) – 80 ... 87 %.

В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей с армированным деревянным каркасам.

В практике строительства в качестве несущих ребер каркаса панелей, прогонов и т.п. используются армированные балки малой высоты сечения, равной 1/25…1/40 пролета, работ которых изучена недостаточно. С целью определения характера изменения напряженно-деформированного состояния таких предельно низких балок были проведены испытания панелей покрытия с армированным деревянным каркасом.

Были изготовлены и испытаны 3 панели размером 1,5 × 6 м с нижней обшивкой из ЦСП толщиной 10мм и ребрами каркаса сечением 50 × 150 мм, армированные симметрично 214 мм А-III, под кровлю из профнастила или асбестоцементных волнистых листов. Соединение обшивок с элементами каркаса осуществлялось на податливых связях – оцинкованных шурупах 4 ×50 мм.

Нормативная нагрузка создавалась штучными грузами и равномерно распределилась по верхней плоскости панелей.

Испытания проводились в лаборатории ВлГУ, где поддерживался постоянный температурно-влажностный режим.

В процессе испытаний фиксировались прогибы панелей и относительные деформации арматуры и древесины.

Основные результаты испытаний панелей приведены в таблице 4.

Деформативность панелей покрытия с армированным деревянным каркасом подчиняется временным закономерностям изменения упругих характеристик древесины при длительном действии нагрузки, которые могут быть описаны затухающей экспоненциальной зависимостью. При этом значение длительного модуля упругости древесины может быть принято равным .

Получена зависимость, учитывающая характер перераспределения усилий между арматурой и древесиной во времени для армированных деревянных элементов каркаса панелей покрытия.

В результате перераспределения усилий между арматурой и древесиной элементов каркаса при длительном действии нагрузки напряжения в арматуре увеличились в среднем на 23 %, а в древесине уменьшались на 17 %.

Установлено, что для армированных деревянных изгибаемых элементов с относительной высотой сечения равной 1/40 пролета характеристика ползучести t в среднем на 17% выше чем у элементов с высотой сечения 1/17…1/20 пролета и составляет 0,210.

Прирост деформаций панелей покрытия при длительном действии нормативной нагрузки практически прекращается через 30 – 45 суток после загружения, что характерно для балок с высоким (более 3%) коэффициентом армирования.

Панели покрытия с армированным деревянным каркасом обладают повышенной надежностью против обрушения, поскольку даже после разрыва растянутых волокон древесины ребер жесткости сохраняется целостность сцепления арматуры с древесиной, и плиты способны выдерживать нагрузку, составляющую 0,2...0,3 от разрушающей, т. е. близкую к нормативной нагрузке.

Разработана методика расчета армированных деревянных элементов каркаса панелей покрытия с высотой сечения 1/25…1/40 пролета с учетом длительного действия нагрузки. Для практических расчетов предложены формулы, отражающие установившееся напряженно-деформированное состояние при длительном действии нагрузки.



Таблица 4

Результаты испытаний плит нормальной длительно-действующей нагрузкой




Обозначение

панелей


Временное сопротивле-ние

древесины сжатию, , МПа



Относительные деформации, х 10-6

Прогиб, мм








































,

%


П-1

489

581

711

598

758

548

679

560

701

20,3

28,1

24,8

0,221

П-2

504

533

695

540

731

519

668

556

687

19,5

28,1

23,6

0,210

П-3

521

496

703

512

719

465

660

478

652

19,9

28,1

23,9

0,201

Примечание: приведены средние значения относительных деформаций.

1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница