CC BY
12
УДК 624.012.25
ОСОБЛИВОСТ1 РОБОТИ ЕЛЕМЕНТ1В КЫЬЦЕВОГО ПЕРЕР1ЗУ З1 СТАЛЕФ1БРОБЕТОНУ ПРИ Р1ЗНИХ В1ДСОТКАХ АРМУВАННЯ
О. В. Андртчук, м. н. * *с. Луцький нацгональний техшчний ушверситет, м. Луцьк
Ключовi слова: мщтсть, жорстюсть, трщиносттюсть, елементи кыьцевого перер1зу, сталеф1бробетон, в1дсоток армування.
Постановка проблеми. В останнш час широкого впровадження набувають бетонш конструкци, в як для збшьшення мщносп, трiщиностiйкостi та шших механiчних властивостей додають стальш фiбри [3; 4; 8; 9]. Також поглиблюються експериментальнi та теоретичш дослiдження сталефiбробетону (СФБ) [6; 7].
Аналiз попереднiх дослiджень. Залiзобетоннi безнашрш труби - це унiверсальнi конструкци, яю знайшли свое застосування практично в ушх галузях будiвництва: промисловому, цившьному, гiдротехнiчному, транспортному та мюькому. У свiтовiй практицi використовуються труби дiаметром вiд 300 до 3500 мм. 1з усiх вiдомих конструкцш безнапiрних залiзобетонних труб найбiльш поширеними являеться цилiндричнi з круглим поперечним перерiзом. Така форма рацiональна при гiдравлiчнiй роботi та найбiльш зручна при виготовленнi та монтажi трубопроводiв. Головним недолiком залiзобетонних безнапiрних труб е !х низька трiщиностiйкiсть.
Авторами [1] та [2] обгрунтована техшчна та економiчна доцiльнiсть використання СФБ для виготовлення безнатрних труб iз метою !х використання при бущвнищв водогонiв рiзного призначення. Але потрiбно зазначити, що робота елементiв кшьцевого перетину iз СФБ дослiджена недостатньо.
Мета дослщження. З огляду на наведене вище, експериментальнi дослiдження роботи елеменнв кiльцевого перерiзу, виготовлених зi СФБ е перспективним та актуальним задачею i в статтi ставиться за мету висвгглити результати дослщження мщносп, жорсткостi та трiщиностiйкостi елеменпв кшьцевого перетину iз СФБ при вщсотку армування стальними фiбрами ^ = 1,5 та ^ = 2,5.
Конструкщя та виготовлення дослщних зразкiв. Для дослiдження особливостей роботи СФБ елеменпв кшьцевого перетину при рiзних вщсотках армування випробовуються дослщш зразки тако! конструкци та геометричних розмiрiв: зовнiшнiй дiаметр елементiв кшьцевого перерiзу становить 380 мм, внутршнш - 300 мм при товщиш стiнок 40 мм i висон зразкiв 290 мм (I серiя, iз ц = 2,5) та 200 мм (II серiя, ц = 1,5) (рис. 1).
290 (1-шасер1я)
200 (2-racepk)
И
Рис. 1. Конструктивна схема до^дних елементiв кыьцевого nepepi3y виготовлених 3i сталефiбробетону. В першш та другш серп виготовлено по три елементи з наступним маркуванням: I серiя (и = 2,5) - 1СФБК-1, 1СФБК-2, 1СФБК-3;
II cepiH (и = 1,5) - 2СФБК-1, 2СФБК-2, 2СФБК-3;
Дослщш елементи першо! та друго! серш виготовлялися i3 дрiбнозернистого бетону класу В25, зпдно «ГОСТ 6482-88 Трубы железобетонные безнапорные» [5]. Як дрiбний заповнювач з використовуеться дрiбнозернистий пiсок, як крупний заповнювач - граштний щебiнь фракци 2...5 мм. Елементи кшьцевого перерiзу виготовлялися в спещальнш опалубцi, яка складаеться iз внутрiшнiх i зовнiшнiх кiлець, зафшсованих таким чином, щоб чiтко витримувалися розмiри дослiдних зразкiв.
Для отримання сталефiбробетонних елементiв кiльцевого перерiзу до бетонно! сумiшi -матрицi в процес приготування додаються стальнi фiбри, пiсля чого вiдбуваеться процес вкладання сталефiбробетону в пiдготовлену спецiальну опалубку. Зразки розпалублювалися через три доби, далi вони пересипалися вологою тирсою та вкривалися полiетиленовою плiвкою i зберiгалися у такому середовищi протягом 28 дiб.
Як армування використовувалися стальш анкернi фiбри дiаметром 0,8 мм та довжиною 50 мм виробництва Укра!нсько Канадського СП ТОВ «Донбас Лiбертi» з м. Харцизьк Донецько! областi (табл. 1 i рис. 2).
Таблиця 1
Геометричш розм1ри стальних анкерних ф1бр
Рис. 2. Фото стальних анкерних фгбр, що використовувалися тд час до^дження
Випробовування зразк^в. Робота дослщних елеменпв кшьцевого перерiзу вивчасться в гiдравлiчному пресi ПСУ - 125 на основi схеми випробування безнапiрних труб згщно з [5] (рис. 3, 4).
Оскшьки зразки мають довжину вздовж ос 290 мм (I серiя) та 200 мм (II серiя), то визначення навантаження в цьому прес його силовимiрювачем мае суттеву похибку. З огляду на це прес використовуеться як жорстка рама, а навантаження створюеться гiдравлiчним домкратом потужшстю 50 кН з вимiрюванням зусилля зразковим динамометром (рис. 3). Динамометр перед початком випробувань протестовуеться. Цша одше! подiлки динамометра становить - 50 Н, що дае можливють визначати навантаження на дослщний зразок iз високою точнютю.
Рис. 3. Схема випробування безнатрног труби зггдно з ГОСТ 6482 - 88: 1 - гумовий килим або цементний розчин; 2 - металева траверса; 3 - нерухома основа.
У процес навантаження прогини елеменив кшьцевого перерiзу вимiрюються за допомогою iндикаторiв годинникового типу 1Ч - 10 з цшою подшки 0,01 мм яю прикршлюються за допомогою металевих тримачiв. Для вимiрювання деформацш бетону на внутршш та зовшшш поверхнi зразкiв наклеюються тензорезистори на базi 50 мм, показники яких фшсуються тензометричним вимiрювальним комплексом. Також вiдслiдковуеться поява та ширина розкриття трiщин в бетош i вимiрюеться за допомогою мшроскопа МПБ - 3 з цшою подшки 0,02 мм.
Рис. 4. Загальний вигляд випробування елемент!в кыьцевого перергзу тд час проведення
дослгдження:
1 - верхня опорна плита преса ПСУ-125; 2 - зразковий динамометр; 3 - домкрат; 4 - металева траверса; 5 - досл1дний зразок кыьцевого перер1зу; 6 - гумовий килим; 7 - нижня опорна плита преса ПСУ-125.
Результати експериментальних дослщжень. Оскшьки зразки першо! та друго! серп мали pi3Hy довжину вздовж oci (290 мм та 200 мм вщповщно), то результати випробування для взаемного спiвставлення та порiвняння були приведет тд навантаження, як для елеменив кiльцевого перерiзy iз довжиною вздовж осi в 1 м.
Перемщення стiнок зразкiв у дiаметральних горизонтальному (Alh ) i вертикальному (Alv) напрямках показано на рисунках 5 та 6 вщповщно.
/чкН 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
Рис. 5. Перем1щення ст1нок зразюв у горизонтальному (Д^) напрямку: 1 - зразки /з СФБ /з ¡л = 2,5 (I сер1я), 2 - зразки 7з СФБ 7з ¡л = 1,5 (II сер1я)
Я, кН
55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
-0.9 -0.85 -0.8 -0.75 -0.7 -0.65 -0.6 -0.55 -0.5 -0.45 -0.4 -0.35 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05
Рис. 6. Перем1щення ст1нок зразюв у вертикальному (Д1У) напрямку: 1 - зразки 7з СФБ 7з ¡л = 2,5 (I сер1я), 2 - зразки 7з СФБ 7з ¡л = 1,5 (II сер1я).
Елементи кшьцевого перерiзу зi сталефiбробетону iз ц = 1,5 зруйнувалися при значенш перемщень стшок зразюв у дiаметральних горизонтальному та вертикальному напрямках 0,5 -0,55 мм i руйшвнш силi 44,25 кН (2СФБК-1 при 46,73 кН, 2СФБК-2 при 40,18 кН, 2СФБК-3 при 45,84 кН), а зразки iз ц = 2,5 зруйнувалися при значенш перемщень стшок 1,8 - 2 мм i руйшвнш ^ 51,72 кН (1СФБК-1 при 53,6 кН, 1СФБК-2 при 48,95 кН, 1СФБК-3 при 52,61 кН). Тобто руйшвна сила для зразюв 1СФБК-1..3 на 16,88 % бшьша, шж для зразюв 2СФБК-1...3.
Максимальна ширина розкриття трiщин в зразках iз ц = 1,5, при якш вони ще сприймали навантаження, становила 0,05 мм, а в зразках iз ц = 2,5 трщини розкривалися до 0,2 - 0,26 мм, а далi дослщш елементи переставали чинити ошр збiльшенню навантаження i вiдбувалося 1хруйнування. В бшьшосп випадкiв у зразках iз ц = 1,5 трщини виникали та розвивалися тд час прикладання останнього ступеня навантаження (руйнiвного). А в зразках iз ц = 2,5 трщини виникали за одним - два ступеш навантаження ( 44,8 - 48,3 кН) вщ руйшвного зусилля.
Висновок. Як видно з вищенаведеного, Д^ та Д1У стшок як для зразюв 1СФБК-1..3, так i для зразкiв 2СФБК-1..3 майже однаков^ Це пiдтверджуe, що в дiаметральних горизонтальних i вертикальних перерiзах пiд навантаженням в елементах кшьцевого перетину виникають
практично однаковi згинальш моменти.
KpiM параметра мщносп, також i жорстюсть та трiщиностiйкiсть у зразках 1СФБК-1..3 були вищ^ нiж у зразках 2СФБК-1.. .3.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Бабич G. М., Андрiйчук О. В. Дослщження роботи сталефiбробетонних елеменпв кiльцевого перетину при одноразовому i повторному навантаженш // Ресурсоекономнi матерiали, конструкцiï, будiвлi та споруди: Зб. наук. пр. - Рiвне : НУВГП, 2009. - Вип. 19. - С. 82 - 90.
2. Бабич G. М., Андршчук О. В. Про доцiльнiсть використання сталефiбробетону для виготовлення безнапiрних труб // Ресурсоекономш матерiали, конструкцiï, будiвлi та споруди: Зб. наук. пр. - Рiвне : НУВГП, 2009. - Вип.18. - С. 119 - 126.
3. Бабич G. М., Дробишинець С. Я. Розрахунок сталефiбробетонних i сталефiброзалiзобетонних елементiв: Рекомендаций Рiвне : НУВГП, 2006. - 40 с.
4. Билозир В. В. Образование и раскрытие трещин в нормальных сечениях изгибаемых сталефибробетонных элементов на фибре из листа: Дисс. канд. техн. наук: 05.23.01 - М., 1991.
- 164 с.
5. ГОСТ 6482-88. Трубы железобетонные безнапорные.
6. Дорошенко Ю., Дорошенко О., Чиженко Н., Гудименко К. Дисперсно-армований бетон
- надшний та ефективний матерiал для транспортного бущвництва // Транспортное строительство Украины. - 2007. - № 121 (5) - С. 16 - 19.
7. Дробишинець С. Я. Дослщження мехашчних характеристик сталефiбробетону при повторному стисненш та розтягненш // Перспективи розвитку бущвельних конструкцш, бущвель, споруд та ï^ основ: Мiжвiдомчий науково-техшчний збiрник. К. : НД1БК, 2003. - Вип. 58: - С. 39 - 45.
8. Рабинович Ф. Н. Дисперсно - армированый бетон. М. : Стройиздат, 1989. - 176 с.
9. Сунак О. П. Сталевi фiбробетоннi конструкци. - К. : 1З1МН, 1999. - 158 с.
УДК 624.012.25
Особливост роботи елемен^в кшьцевого nepepi3y 3i сталефiбробетону при pi3H^ вiдсотках армування / О. В. Андршчук // В1сник ПридншровськоТ державно'1 академн будiвництва та архiтектури. - Днепропетровск : ПГАСА. - 2009. -- № 12 - С. 44 - 49. - рис. 6. - табл. 1. - Бiблiогр.: (9 назв.).
Наведеш результати експериментальних дослщжень мщносп, жорсткосп та трщиностшкосп елементiв кшьцевого перерiзy зi сталефiбробетонy (СФБ) при вщсотках армування / = 1,5 та / = 2,5.
Ключевые слова: мщтсть, жорстюсть, трщиносттюсть, елементи кшьцевого перер1зу, сталеф1бробетон, в1дсоток армування.
Особенности работы элементов кольцевого сечения из сталефибробетона при разных процентах армирования / А.В. Андрийчук // Вкник ПридншровськоТ державно"! академн будiвництва та арх^ектури. - Днiпропетровськ: ПДАБА. - 2009. -- № 12. - С. 44 - 49. - рис. 6. - табл. - 1. Бiблiогр. : (9 назв.).
Приведены результаты экспериментальных исследований прочности, жесткости и трещиностойкости элементов кольцевого сечения из сталефибробетона (СФБ) при процентах армирования / = 1,5 и / = 2,5.
Ключовi слова: прочность, жесткость, трещиностойкостъ, элементы кольцевого сечения, сталефибробетон, процент армирования.
Features of the elements of the ring section of stalefibrobetona at different percentages of reinforcement / AV Andriichuk / / Visnyk Pridneprovskaya State Academy of Engineering and Architecture. - Dnepropetrovsk : PGASA. - 2009. - № 12. - C. 44 - 49. - Fig. 6. - Tabl. - 1. Bibliogr. : (9 names).
The results of experimental researches to durability, inflexibilities and firmness is to the cracks of elements of ring are resulted to the cut from steel-fibre-concrete (SFC) at the percents of reinforcing / = 1,5 and / = 2,5.
Keywords: durability, inflexibility, firmness is to the cracks, elements of ring to the cut, s steel-fibre-concrete, percents of reinforcing.
