Серия балки железобетонные: 3БСД 21-2-1-10 АIV по стандарту: Серия 1.462.1-24
3БСД 21-2-1-10 АIV по стандарту: Серия 1.462.1-24
Балки стропильные двускатные 3БСД 21-2-1-10 АIV – железобетонные несущие конструкции, представляющие собой изделия постоянного трапециевидного сечения с тонкой стенкой. Опорные части имеют уширение, совпадающее с толщиной полок консолей. Его рассчитывают с учетом создания надежной и долговечной опоры, способной работать в условиях высоких нагрузок. Ширина также учитывает нормальное расположение арматуры и натяжных устройств. Двускатная балка данного типа имеет ломаный верхний и прямой нижний пояс. Между ними располагается тонкая стенка, переходы к которой образованы закруглениями под углом 45 градусов. Средний уклон крыши составляет 1:12.
1. Варианты написания маркировки
Знаки условного обозначения могут быть записаны следующими модификациями:
1. 3БСД 21-2-1-1 АIIIв;
2. 3БСД 21-2-1-1 АIV;
3.
4. 3БСД 21-2-1-2 к7;
5. 3БСД 21-2-1-3 АIIIв;
6. 3БСД 21-2-1-3 АIV;
7. 3БСД 21-2-1-4 АV;
8. 3БСД 21-2-1-5 к7.
2. Основная сфера применения
Железобетонные балки 3БСД 21-2-1-10 АIV применяется в строительстве сборного каркаса одноэтажных промышленных зданий и сооружений пролетом до 21 метров. Располагают элементы перекрытия в поперечном направлении ходу движения, при этом их закрепление по месту установки осуществляется за счет собственного веса балки и посредством соединения арматурных выпусков и закладных деталей контактной точечной сваркой (сейсмически-стойкий шов). Поверх укладывают плиты покрытия, их приваривают к балкам.
Железобетонные ригели 3БСД 21-2-1-10 АIV запроектированы на работу в агрессивной газовой среде. Оптимально монтировать стропильные элементы в неотапливаемых или отапливаемых зданиях. Допускается действие значительных вертикальных и равномерно-сосредоточенных нагрузок. Помимо этого, на балки действуют фактические нагрузки от фонарей, подвесного оборудования и многого другого.
3. Обозначение маркировки
Маркировочные знаки, нанесенные на торцевую грань опорной части балки, позволяют классифицировать изделия по видам и маркам. Обозначение формируется согласно требованиям Серии 1.462.1-24. В основной группе цифробуквенного шифра 3БСД 21-2-1-10 АIV включены следующие данные:
1. 3 – типоразмер;
2. БСД – тип изделия, балка стропильная двускатная;
3. 21 – координационная длина, указывается в метрах с округлением до целого числа для удобства восприятия и чтения маркировки;
5. 1 – обозначение уклона ската, принимается равным 5%;
6. 10 – номер несущей способности;
7. АIV – тип армирования, класс стали А-300 с упрочнением методом механической вытяжки с контролем удлинений и напряжений.
В дополнительной маркировке указывается дата выпуска партии ЖБИ, краткое наименование завода-изготовителя и масса конкретного изделия. Знаки пишут черной краской, нестираемой на всем протяжении срока эксплуатации.
Технические параметры:
Ширина = 430;
Высота = 1425;
Вес = 16700;
Объем бетона = 6,69;
Геометрический объем = 12,8432.
4. Основные материалы для применения
Балки 3БСД 21-2-1-10 АIV производят из высокомарочного бетона класса прочности В30, армируемого продольной предварительно напряженной арматурой класса А-300в. Следует применять групповое натяжение прутков, однако при обосновании технико-экономических показателей выполняют натяжение по одному арматурному элементу. Стыкование стальных стержней в каркас осуществляется методом контактной точечной сваркой типа С1-Ко согласно данным
Производство ЖБИ данного вида осуществляется на специализированных заводах, где организуется проведение приемо-сдаточных испытаний. Бетонирование выполняют в металлических опалубках в силовых формах или стендах в вертикальном положении. Для удобства подъема на высоту массивных балок, имеются строповочные отверстия, но в случае отсутствия на производстве приспособлений для выемки изделий из форм, в брус внедряются две монтажные петли.
5. Транспортировка и хранение
Балки стропильные двускатные 3БСД 21-2-1-10 АIV перевозят автомобильным специализированным транспортом. Перевозка осуществляется также железнодорожным и водным способом. Каждое изделие после погрузки фиксируется стальной проволокой и изолируется от бортов машины деревянными инвентарными подкладками. Складируют балки штабелями.
Уважаемые покупатели! Сайт носит информационный характер. Указанные на сайте информация не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ). Стоимость и наличие товара просьба уточнять в офисе продаж или по телефону 8 (800) 500-22-52
Обозначение | Дата введения | Статус | |
Серия ПК-01-06 Выпуск 8*.![]() | 06.06.1963 | Действует | |
Область применения: В выпуске 8* серии ПК-01-06 разработаны рабочие чертежи сборных предварительно напряженных железобетонных двускатных балок, бетонируемых в вертикальном положении, с проволочной, стержневой и прядевой арматурой, натягиваемой на упоры стенда Входит в:Заменяет собой: | |||
Серия ПК-01-23 Балки для покрытий производственных зданий сборные струнобетонные стендового изготовления | — | Не действует | |
Серия ПК-01-23 Выпуск 1. Балки пролетом 6, 9, 12, 15, 18, 24 и 30 м | — | Не действует | |
Входит в: | |||
Серия ПК-01-115 Железобетонные балки пролетами 6 и 9 метров для покрытий с рулонной кровлей | — | Не действует | |
Чем заменён: | |||
Серия ПК-01-116 Сборные железобетонные предварительно напряженные односкатные балки для покрытий зданий пролетом 12 м с шагом балок 6 м | — | Не действует | |
Серия ПК-01-116 Выпуск 1 | — | Не действует | |
Входит в: | |||
Серия ПК-01-116 Выпуск 2.![]() | 01.11.1965 | Действует | |
Входит в: | |||
Серия 1.462.1-10/93 Выпуск 0. Указания по применению | 01.03.1994 | Не определен законодательством | |
Входит в: | |||
Серия 1.462.1-3/89 Железобетонные стропильные решетчатые балки для покрытий одноэтажных зданий | 01.09.1989 | Не определен законодательством | |
Заменяет собой: | |||
Серия 1.462.1-3/80 Железобетонные стропильные решетчатые балки для покрытий одноэтажных зданий | 01.07.1983 | Не действует | |
Заменяет собой: |
Железобетонные балки: разновидности, маркировка
Строительная индустрия очень часто использует железобетонные балки. Опорные элементы применяются для монтажа плит перекрытий, несущих стен и укрепления фундаментов. Механизм воздействия заключается в распределении нагрузки от половой основы ко всем составляющим конструкциям. Однако при применении всегда учитывается тяжелый вес балок и зависимость от технического обеспечения.
Разновидности: по разрядам
Железобетонные балки и тип сечения классифицируются следующим образом:
- прямоугольная форма;
- балки таврового сечения;
- L-подобные;
- прогоночные;
- 2-таврового типа;
- двускатная балка, имеющая двутавровое сечение.
Отличия деталей из железобетона заключены и в способе производства конструкций:
- Сборные бетонные балки перекрытия. Изготавливаются на мобильных специализированных заводах. Их отличия — тавровая или прямоугольная насечка.
- Балки, изготовленные в момент строительства. Такими элементами закрепляется монолитная основа.
- Комплексно сконструктуированные детали.
Двухтипное применение.
Виды железобетонных перекрытий:
- двускатная плита обыкновенная или решетчатая;
- односкатное перекрытие из бетона;
- бетонные стропильные балки.
Строительство включает использование ломаных или криволинейных элементов из железобетона. Основное направление в применении заключено в цели возведения сооружения с прочным и надежным пролетом, который способный выдерживать максимальную силовую и механическую нагрузку.
Типы ЖБИ в зависимости от целевой эксплуатации
Для укладки аэродромных полос или дорожного полотна используются балки с различными насечками.- Двутавровые плиточные элементы. Используются при возведении масштабных объектов. Дорогостоящий вариант с положительными прочностными качествами.
- Обвязочный материал. Для отстроя перемыкающих деталей, которые устанавливаются между проемами и основой стены.
- Подкрановые конструкции. Для улучшения балансировочных манипуляций подъемного механизма (крана).
- Решетчатый вид материала с различной насечкой. Для укладки аэродромных полос и дорожных полотен.
- Стропильного типа. Для кровельного покрытия малогабаритных объектов.
- Фундаментные элементы. Для создания монолитного фундамента ленточным методом.
Требования и контроль за качеством
Основные аспекты, которые контролируют качество строительного укрепляющего материала, заключены в государственных нормативах, а именно в ГОСТ 20372–2015 «Балки стропильные и подстропильные железобетонные. Технические условия». Существует большой перечень требований к материалу, базовыми считаются:
- Индивидуальный подбор прочностных качеств к каждому типу сооружения. Для сооружений жилищного класса и чердаков выдержка перед механическим давлением 110 кг/м2. Нагрузка на цокольный этаж или междуэтажное перекрытие — 205.
- Жесткостные параметры. Междуэтажный пролет — 1 к 230, для чердачного перекрытия — 1 к 190.
- Шумоизоляционные и теплоизоляционные качества.
- Дополнительные моменты. Иногда рабочий процесс требует манипуляций, включающий обшивку балочных деталей или наполнение межбалочного пространства специфическим заполнителем.
Посмотреть «ГОСТ 20372–2015» или cкачать в PDF (1.6 MB)
Материал: преимущества и недостатки
Строительный материал отличается особой прочностью и длительными сроками эксплуатации.ЖБИ балки отличаются такими плюсами:
- длительные эксплуатационные сроки;
- сопротивление к износу;
- выдержка перед атмосферными и климатическими показателями;
- высокий модуль прочности;
- индивидуальные формы и размеры;
- самостоятельный процесс изготовления.
К минусам относятся:
- большой вес;
- трудоемкая процедура расчета;
- необходимость в технике, обеспечивающей монтаж.
Маркировка: подробная классификация
Аббревиатура маркировки | Тип балок |
БСП | Железобетонные стропильные балки, параллельно опоясанные |
БСО | Стропильный односкатный элемент |
БСД | Двускатная стропильная деталь |

К буквенной аббревиатуре прилагаются арабские цифры, которые информируют о размере элемента перекрытия для пролетных площадей, проценте несущих особенностей, классификации арматуры и типе применяемого бетона. Строительные работы осуществляются одним образцом из 3 типов балочных перекрытий, которые отличаются размерным показателем:
- Параметр длины, что обозначается буквой L. Величина материала на 0,45 метров больше, чем пролетная дистанция, и заходит за края опор по 0,2 м на несущие стены.
- Предполагаемая высота — H. Параметры должны осуществляться в соотношении 5,5% от длины балочного элемента.
- Показатели ширины — В. Эта величина высчитывается соотношением к высоте, которое должно быть не менее чем 5 к 7.
Изготовление и особенности монтажа
Для строительства масштабных объектов можно купить или заказать на производстве уже вылитые ЖБИ балки, а можно сделать самостоятельно, соблюдая технологические указания. Индивидуальные способы разработки включают наличие таких обязательных аспектов, как подробный расчет железобетонной балки и предполагаемый чертеж конструкции. Самостоятельное производство включает такие этапы:
- Сооружение опалубки. Материал — древесина (доска) или фанерный лист. Мера толщины — от 2,5 до 4,8 см. Величина в соответствии с предполагаемыми размерами сооружаемого изделия.
- Оклейка внутренней полости опалубки водонепроницаемой пленкой.
- Монтаж арматуры. Монтируется 4 стальных стержня, тавровое сечение которых 1,35—1,45 см. При сопряжении арматуры применяется нахлест в рамках 85 см, соединительные стыки обвязываются стальной проволокой. Чтобы избежать коррозийного процесса внутри структуры материала, создается бетонная прослойка между арматурой и поверхностью изделия, актуальный зазор — 4,5—5,5 см.
Профессионалы рекомендуют использовать бетон марки М300. Процесс заливки следует осуществлять одним заходом. Готовое изделие помещается на 48 часов под гидроизоляционный материал. Если производство балок проводится в жаркую пору года, бетонную конструкцию поливают холодной водой раз в сутки на протяжении недели. Эксплуатировать можно только через полных 15—18 дней. Такой метод позволяет изготовить железобетонные балки перекрытия любых размеров, которые способны выдержать максимальную нагрузку.
Статическая и динамическая жесткость железобетонных балок, усиленных полосами из углепластика, скрепленными снаружи
Принадлежности Расширять
принадлежность
- 1 Факультет гражданского строительства, Вроцлавский университет науки и технологий, Грюнвальдски 11, 50-370 Вроцлав, Польша.
Элемент в буфере обмена
Михал Мусял и др. Материалы (Базель). .
Бесплатная статья ЧВК Показать детали Показать вариантыПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
принадлежность
Элемент в буфере обмена
Полнотекстовые ссылки Параметры отображения цитированияПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
Абстрактный

Ключевые слова: углепластик; модальное тестирование; железобетон; жесткость; укрепление.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Цифры
Рисунок 1
Собственные частоты f в зависимости от нагрузки для…
Рисунок 1
Собственные частоты f в зависимости от нагрузки для балок с различным коэффициентом растянутой арматуры ρ [9].
Рисунок 1 Собственные частоты f в зависимости от нагрузки для балок с различным коэффициентом растянутой арматуры ρ [9].
Рисунок 2
Зависимость собственных частот от нагрузки для балок…
Рисунок 2
Зависимость собственных частот от нагрузки для балок с коэффициентом растянутой арматуры ρ of ( a…
фигура 2Зависимость собственных частот от нагрузки для балок с коэффициентом растянутой арматуры ρ, равным ( a ) 0.71% и ( б ) 0,56%.
Рисунок 3
Иллюстрация использования волокна…
Рисунок 3
Иллюстрация использования армированного волокном полимера (FRP) для усиления сдвига в армированных…
Рисунок 3Иллюстрация использования армированного волокном полимера (FRP) для усиления сдвига в железобетонных (ЖБ) балках: ( a ) типичная армированная балка из FRP, ( b ) различные схемы FRP
Рисунок 4
Балка — образец для испытаний (размеры в мм).
Рисунок 4
Балка — образец для испытаний (размеры в мм).
Рисунок 4Балка — образец для испытаний (размеры в мм).
Рисунок 5
Схема испытательного стенда…
Рисунок 5
Схема испытательного стенда для статических измерений (размеры в мм).
Рисунок 5 Схема испытательного стенда для статических измерений (размеры в мм).
Рисунок 6
Стенд для статических измерений.
Рисунок 6
Стенд для статических измерений.
Рисунок 6Стенд для статических измерений.
Рисунок 7
Теоретические и экспериментальные первые собственные формы…
Рисунок 7
Теоретические и экспериментальные первые собственные формы для двух диаграмм нагружения [11].
Теоретические и экспериментальные первые собственные формы для двух диаграмм нагружения [11].
Рисунок 8
Принципиальная схема испытания…
Рисунок 8
Схема испытательного стенда для динамических измерений (размеры в мм).
Рисунок 8Схема испытательного стенда для динамических измерений (размеры в мм).
Рисунок 9
Стенд для динамических измерений.
Рисунок 9
Стенд для динамических измерений.
Рисунок 9Стенд для динамических измерений.
Рисунок 10
Пьезоэлектрический акселерометр ThetaShear 4507B-005.
Рисунок 10
Пьезоэлектрический акселерометр ThetaShear 4507B-005.
Рисунок 10Пьезоэлектрический акселерометр ThetaShear 4507B-005.
Рисунок 11
Брюль и Кьер PULSE 3560-C…
Рисунок 11
Brüel and Kjær PULSE 3560-C.
Brüel and Kjær PULSE 3560-C.
Рисунок 12
Сингулярные значения спектральной плотности…
Рисунок 12
Сингулярные значения матриц спектральной плотности.
Рисунок 12Сингулярные значения матриц спектральной плотности.
Рисунок 13
Поперечные сечения проверенных балок.
Рисунок 13
Поперечные сечения проверенных балок.
Поперечные сечения проверенных балок.
Рисунок 14
Схема стенда для…
Рисунок 14
Схема стенда для предварительного напряжения балок серии Б-III (описание в тексте).
Рисунок 14Схема стенда для предварительного напряжения балок серии Б-III (описание в тексте).
Рисунок 15
Графики прогиба балки Б-0…
Рисунок 15
Графики прогиба балки Б-0 и балки серии Б-I до усиления.
Графики прогиба балки Б-0 и балки серии Б-I до усиления.
Рисунок 16
Графики прогиба для балок серии…
Рисунок 16
Графики прогиба балок серии Б-I до и после усиления.
Рисунок 16Графики прогиба балок серии Б-I до и после усиления.
Рисунок 17
Графики прогиба для балок серии…
Рисунок 17
Графики прогиба балок серий Б-II и Б-I после усиления.
Графики прогиба балок серий Б-II и Б-I после усиления.
Рисунок 18
Графики прогиба для балок серии…
Рисунок 18
Графики прогиба для балок серии B-III.
Рисунок 18Графики прогиба для балок серии B-III.
Рисунок 19
Сравнение выбранных статических параметров…
Рисунок 19
Сравнение выбранных статических параметров балок.
Сравнение выбранных статических параметров балок.
Рисунок 20
Собственные частоты лучей B-I и…
Рисунок 20
Собственные частоты балок B-I и B-II в зависимости от нагрузки.
Рисунок 20Собственные частоты балок B-I и B-II в зависимости от нагрузки.
Рисунок 21
Собственные частоты лучей серии B-III…
Рисунок 21
Собственные частоты балок серии B-III в зависимости от нагрузки.
Собственные частоты балок серии B-III в зависимости от нагрузки.
Рисунок 22
Статическая и динамическая жесткость для…
Рисунок 22
Статическая и динамическая жесткости для балок серии B-I.
Рисунок 22Статическая и динамическая жесткости для балок серии B-I.
Рисунок 23
Статическая и динамическая жесткость для…
Рисунок 23
Статическая и динамическая жесткости балок серий Б-II и Б-I после усиления.
Статическая и динамическая жесткости балок серий Б-II и Б-I после усиления.
Рисунок 24
Статическая и динамическая жесткости…
Рисунок 24
Статическая и динамическая жесткости балок серии В-III.
Рисунок 24Статическая и динамическая жесткости балок серии В-III.
Все фигурки (24)
Похожие статьи
- Усиление сплошных железобетонных балок глубокого заложения с большими проемами полосами из углепластика.
Халаф М.Р., Аль-Ахмед А.А., Аллави А.А., Эль-Зохайри А. Халаф М.Р. и соавт. Материалы (Базель). 2021 6 июня; 14 (11): 3119. дои: 10.3390/ma14113119. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34204155 Бесплатная статья ЧВК.
- Поведение связи приповерхностных полос в железобетонных балках — экспериментальное исследование и численное моделирование.
Котыня Р., Бакы Х.А., Нил К.В.Котыня Р. и соавт. Материалы (Базель). 2021 4 августа; 14 (16): 4362. дои: 10.3390/ma14164362. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34442885 Бесплатная статья ЧВК.
- Характеристики изгиба железобетонных балок, усиленных методом армирования с внешней стороны (E-SBR) с использованием композитов CFRP.
Хосен М.А., Алтои Ф., Джумаат М.З.
, Аленгарам У.Дж., Сулонг Н.Х.Р. Хосен М.А. и соавт.Материалы (Базель). 2021 25 мая; 14 (11): 2809. дои: 10.3390/ma14112809. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34070373 Бесплатная статья ЧВК.
- Оценка стандартов и норм, посвященных армированию углепластиком железобетонных колонн.
Казеберг С., Мессерер Д., Хольшемахер К. Казеберг С. и соавт. Материалы (Базель). 2019 26 июля; 12 (15): 2390. дои: 10.3390/ma12152390. Материалы (Базель).2019. PMID: 31357495 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
- Армированное волокном полимерное усиление конструкций методом приповерхностного монтажа.
Парвин А, Сайед Шах Т. Парвин А. и др. Полимеры (Базель). 2016 11 августа; 8 (8): 298. doi: 10.3390/polym8080298. Полимеры (Базель).
2016. PMID: 30974575 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
использованная литература
- Шабович К.Ультразвуковая томография – новейший неразрушающий метод контроля бетонных элементов – описание, методика испытаний, пример применения. Арка Гражданский мех. англ. 2014 г.: 10.1016/j.acme.2013.10.006. — DOI
- Шабович К., Горжеланьчик Т., Шимков М. Определение степени деградации фиброцементных плит под воздействием высокой температуры. автомат. Констр. 2019 г.: 10.1016/j.autcon.2019.01.021. — DOI
- Бател М.
Оперативный модальный анализ – еще один способ модального тестирования.Звук Виб. 2002; 36: 22–27.
- Бател М.
- Вуйчицки З., Гросел Дж., Савицкий В. Экспериментальные динамические испытания конструкций. Нижнесилезское издательство; Вроцлав, Польша: 2015 г. (на польском языке).
- Магальяйнс Ф., Кунья А. Объяснение операционного модального анализа данными арочного моста.мех. Сист. Сигнальный процесс. :2011. doi: 10.1016/j.ymssp.2010.08.001. — DOI
Показать все 43 ссылки
LinkOut — больше ресурсов
Полнотекстовые источники
Прочие литературные источники
Несущая способность железобетонной балки, исследованная методами оптических измерений
Испытательная установка
Конструкция балки
Железобетонная балка была спроектирована в соответствии с DIN EN 1992-1-1 (Еврокод 2) [24] без частичных коэффициенты безопасности для свойств материала и действия соответственно. Балка была рассчитана на результирующий момент в испытании на четырехточечный изгиб с учетом граничных условий имеющейся испытательной машины с точки зрения максимальной нагрузки (100 кН) и максимального пролета (3 м). Полученная статическая система показана на рисунке 1.
Статическая система и поперечное сечение балки
Таблица 1 Состав смеси и свойства бетона по DIN EN 1766 [32] для литья балки.{2}}\). Верхнее армирование не требовалось, так как балка была рассчитана только на разрушение изгиба без разрушения бетона в зоне сжатия. С учетом этих граничных условий предел текучести арматуры достигается прибл. 60 кН. На рис. 2 показано положение арматуры балки и заливка соответствующей балки. Балка была спроектирована без поперечной арматуры, чтобы избежать уменьшения поперечного сечения бетона вокруг хомутов и, следовательно, избежать предопределенного растрескивания в этих областях.Расчетная поперечная сила балки при максимальной нагрузке ниже, чем расчетная поперечная сила без хомутов (\(V_{Ed} \le V_{Rd,c}\)). Следовательно, нежелательного разрушения при сдвиге не произойдет.
Изгибающаяся балка: a Положение стальных стержней; b Форма перед отливкой балки
Нагрузка и сбор данных
Конструктивные элементы, такие как мостовые балки, предназначены для того, чтобы нести приложенные нагрузки и собственный вес на большом пролете.Это приводит к почти постоянным растягивающим напряжениям на больших расстояниях в зоне растяжения. Чтобы вызвать сравнимую нагрузку в лабораторном эксперименте, балка была подвергнута испытанию на четырехточечный изгиб, что приводит к постоянному изгибающему моменту в средней части балки без поперечных сил.
Пролет балки составлял 275 см, обеспечиваемый двумя опорами на основании силовой рамы сервогидравлической испытательной машины. Жесткая траверса передавала усилие гидравлического привода, встроенного в верхнюю траверсу машины, на два нагрузочных штифта на верхней поверхности балки. Погрузочные штифты имели размах 75 см. Чтобы избежать неожиданных перемещений или внезапного разрушения балки, нагрузка применялась с постоянной скоростью перемещения (см. рис. 3). Управляющей переменной был ход поршня, который измерялся датчиком перемещения, установленным в гидроприводе. Результирующая сила измерялась тензодатчиком на 100 кН, установленным между поперечной балкой и штоком поршня. Деформация балки измерялась между нижней поверхностью балки и основанием силовой рамы машины с помощью трех LVDT.Два преобразователя располагались непосредственно рядом с подшипниками и один в середине балки (см. рис. 4). Таким образом корректируется возможное влияние деформаций нагружающей рамы или опор.
Скорость нагружения, результирующая сила и шаги нагружения. Шаги нагрузки, выделенные черным цветом, соответствуют интервалам измерения DOFS, которые подробно обсуждаются
Рис. 4Балка, установленная в испытательной машине и применяемые измерительные системы
После приложения предварительной нагрузки 0. 25 кН и коррекция смещения датчиков перемещения и тензодатчика, первое измерение фотограмметрических измерительных систем и волоконно-оптических датчиков было проведено с помощью запускаемого вручную триггера. Это первое измерение служит эталоном для следующих измерений. Дальнейшие измерения системы ДИК проводились с помощью автоматических триггерных сигналов, которые подавались с сервогидравлической испытательной машины с интервалом около 5 секунд. Кроме того, измеренная сила передавалась в систему ДИК с помощью сигнала напряжения.Система FBG позволяет проводить измерения с постоянной частотой дискретизации 10 Гц.
В начале была применена низкая скорость смещения 0,2 мм/мин для детального изучения образования микротрещин. Таким образом, обе фотограмметрические измерительные системы срабатывали через каждые 0,013 мм смещения поршня. Поскольку для распределенных волоконно-оптических датчиков (DOFS) требуется время измерения около 3 секунд, дополнительное время задержки около 20 секунд было добавлено каждые 0,5 мм смещения поршня. После перехода из безтрещинного в трещиноватое состояние скорость перемещения увеличили до 0,5 мм/мин. Время между триггерными сигналами теперь коррелирует со смещением поршня 0,033 мм. На этом этапе измерение DOFS проводилось через каждые 3 мм смещения поршня. После того, как была обнаружена деформация арматурных стержней, балка была разгружена со скоростью 6 мм/сек, чтобы предотвратить разрыв арматурных стержней и, как следствие, повреждение датчиков. Полная нагрузка и реакция балки показаны на рис.3. На этапе разгрузки измерения волокна не проводились, но все остальные измерительные системы оставались активными.
Методы фотограмметрических измерений
Для анализа деформации нагруженной балки использовались две фотограмметрические измерительные системы. Две используемые фотограмметрические системы основаны на устройствах стереокамер для определения трехмерных координат посредством пространственной триангуляции высококонтрастных элементов поверхности исследуемого образца [33, 34]. Точное определение пространственной ориентации двух камер относительно друг друга и параметров каждой камеры с учетом i.е. датчик и дефекты изображения, являются требованиями для высокой степени точности координат. Этот процесс обычно называют калибровкой системы. Следует избегать изменений в системе камеры, которые могут повлиять на упомянутые выше параметры.
Цифровая корреляция изображений
Цифровая корреляция изображений (DIC) — это один из методов фотограмметрических измерений, который применялся в среднем сечении балки для анализа образования и распространения трещин. Соответствующее поле ДИК, имеющее площадь около 200 мм на 400 мм, показано на рис.4. Расположение камер позволяет наблюдать высококонтрастную стохастическую картину. DIC позволяет индивидуально отслеживать движение небольших участков размером, например, 20 x 20 пикселей в пределах стохастического паттерна при всех условиях загрузки. Изменения координат подучастков можно использовать либо для анализа раскрытия трещины, либо можно получить значения деформации, которые позволяют визуализировать трещины с точки зрения концентрации деформации.
Стереофотограмметрия
Вторым фотограмметрическим методом измерения, который использовался для испытания на изгиб, является стереофотограмметрия (СФ).Этот метод наблюдает за всей передней стороной балки и фокусируется на высококонтрастных круглых маркерах, которые видны на рис. 4. Круглые маркеры расположены как на поверхности балки, так и на траверсе, передающей нагрузку, а также на основании машины для целей контроля. . Трехмерные координаты центра круговых маркеров используются для вычисления трехмерных компонентов соответствующих векторов смещения для всех условий нагрузки. Таким образом, можно получить полное отклонение балки и соответствующую линию изгиба.
Волоконно-оптические датчики
Два одномодовых (SM) сенсорных волокна были приклеены по всей длине одного арматурного стержня балки для определения прогрессии распределения деформации и возникающих трещин во время испытания на четырехточечный изгиб. Волокна были защищены эпоксидным покрытием и выступали с обоих концов балки. На рис. 5 показано положение различных сенсорных волокон. Одно волокно служило сенсорным волокном для измерения распределенной деформации. Для этого использовалось стандартное SM-волокно (SMF-28e) согласно DIN EN 60793-2-50 [35].Второе волокно содержит массив волоконных брэгговских решеток (ВБР), состоящий из пяти датчиков ВБР с повторным покрытием и различными длинами волн Брэгга для непрерывного измерения локальной деформации в соответствии со стандартом DIN EN 61757-1-1 [36]. Два метода оптоволоконных измерений, используемые для сенсорных волокон, дополняют друг друга и ссылаются друг на друга.
Схематическое изображение применяемых волоконно-оптических датчиков и их положения вдоль арматурного стального стержня
Распределенные волоконно-оптические датчики
В качестве системы измерения распределенной деформации использовался оптический рефлектометр обратного рассеяния LUNA (LUNA OBR 4600). измерения.Измерение деформации основано на оценке рэлеевского рассеяния в волокне. Принцип интерферометра со свипирующей длиной волны (SWI) используется для получения профиля обратного рассеяния с высоким разрешением вдоль пути измерения путем анализа информации о комплексной амплитуде и фазе в частотной области и преобразования ее в локальную область. Если полученные данные соотносятся с эталонным измерением, результат представляет собой распределенную деформацию или изменение температуры волокна. Распределенное зондирование обеспечивает локальное разрешение \({\pm 1.0} \hbox {см/м}\) и разрешение деформации \({\pm 1,0}\,{\upmu \hbox {м/м}}\).
Волоконная брэгговская решетка
Волоконная брэгговская решетка (ВБР) представляет собой периодические изменения показателя преломления, записанные в оптическое волокно, которые образуют интерференционный фильтр. ВБР отражает свет определенной длины волны. Деформация решетки Брэгга изменяет период решетки и, следовательно, длину волны Брэгга. Для измерения использовался опросчик ВБР HBM DI 410. Этот прибор представляет собой 4-канальную, долговременно стабильную многоканальную измерительную систему с возможностью калибровки и встроенным эталонным источником для датчиков ВБР. Опросчик направляет свет перестраиваемого лазера на волокно датчика. Если связанная длина волны и длина волны Брэгга ВБР идентичны, свет, отраженный ВБР, регистрируется фотодетектором. Затем сигналы обрабатываются опросчиком и становятся доступными в виде значений длины волны или деформации. Устройство допускает частоту дискретизации до 1 кГц с повторяемостью 1 мкм (эквивалентно примерно \({1}\,{\upmu \hbox {м/м}}\) деформации) для длин волн в диапазоне от 1510 до 1590 нм. нм.
Характеристики изгиба железобетонных балок, содержащих легкий заполнитель, в зоне растяжения Джамал Хатиб, Али Джахами, Оссама Баалбаки :: SSRN
9 страниц Опубликовано: 14 фев 2020
Дата написания: 21 июля 2019 г.
Аннотация
Предполагается, что в железобетонных конструкциях бетон в зоне растяжения неэффективен и увеличивает статическую нагрузку конструкции.Чтобы уменьшить собственный вес железобетонной балки, в этой статье исследуются изгибные характеристики железобетонных балок, содержащих легкий и нормальный вес бетона. Легкий бетон был изготовлен из отходов полистирола. Были подготовлены четыре железобетонные балки с различной толщиной легкого бетона. Контрольная балка B1 состоит из обычного бетона. В балках B2, B3 и B4 толщина легкого бетона составляла 25%, 50% и 75% от общей глубины балки, измеренной от нижней поверхности соответственно.Балки подвергались испытанию на четырехточечный изгиб и нагружались поэтапно до разрушения. При каждом приращении нагрузки определяли центральный прогиб. Следили за распространением трещин и характером разрушения. По мере увеличения толщины легкого бетона разрушающая нагрузка уменьшалась. Присутствие легкого заполнителя имеет тенденцию вызывать хрупкое разрушение. Кроме того, режим разрушения железобетонных балок, содержащих легкий бетон, был разрушен при сдвиге.
Ключевые слова: трещины, легкий вес, прогиб под нагрузкой, структурные характеристики, отходы
Рекомендуемое цитирование: Рекомендуемая ссылка
Конструктивное поведение бетонных балок, содержащих переработанные крупные заполнители, при изгибе
Конструктивное поведение бетонных балок, содержащих переработанные крупные заполнители (RCA), было исследовано в этом исследовании с использованием подробных экспериментальных данных. В экспериментальной программе были испытаны двенадцать бетонных балок: девять балок с разным содержанием РКК и три контрольных балки с натуральными крупными заполнителями (НКК). Параметрами для исследования структурного поведения бетонных балок RCA при изгибе были содержание RCA (30%, 50% и 100%) и коэффициент арматуры при растяжении (0,50%, 0,79% и 1,14%). Картина трещины балок RCA была аналогична балкам NCA; однако балки RCA показали меньшее расстояние между трещинами, чем балки NCA.На прочность на изгиб незначительно повлияло содержание RCA. Однако на пластичность луча существенно не повлияло содержание RCA. Сравнение экспериментальных результатов и расчетов из положений ACI 318 и EC 2 для прочности на изгиб показало, что текущие положения консервативно предсказывали прочность на изгиб железобетонных балок RCA.
1. Введение
Замена устаревшей инфраструктуры и зданий приводит к образованию большого количества строительных отходов, особенно отходов бетона.Бетонные отходы, образующиеся в результате работ по сносу, содержат много заполнителей. Поскольку заполнители занимают большую часть объема бетона, целесообразно исследовать повторное использование заполнителей из бетонных отходов для создания нового бетона [1-3]. Вторичные крупные заполнители (RCA) использовались во многих лабораторных экспериментах [4–6].
В связи с потенциальными экономическими и экологическими преимуществами быстро возрастает интерес к технологии переработки отходов бетона и использованию ББК [7, 8].Преимущества использования RCA включают сокращение использования ресурсов природного крупного заполнителя (NCA) и уменьшение количества отходов, размещаемых на свалках, что снижает загрязнение окружающей среды.
Несмотря на высокий спрос, RCA в основном используются в основаниях дорог и неконструкционном бетоне. Только небольшой процент RCA используется в конструкционном бетоне, потому что качество RCA менее надежно, чем качество NCA. Были проведены комплексные экспериментальные исследования для оценки свойств бетона NCA и RCA на уровне материала [9–14]. В нескольких экспериментальных исследованиях изучалось поведение бетонных балок RCA на изгиб на конструктивном уровне [15–21]; однако результаты этих исследований противоречивы.
Seare-Paz et al. [15] изучали структурное поведение бетонных балок, содержащих три различных содержания RCA: 20%, 50% и 100%. Их результаты показали, что мощность момента балок RCA была аналогична обычным бетонным балкам. Они также сообщили, что картина трещин в балках RCA была аналогична трещинам в обычных бетонных балках.
Сунаяна и Бараи [16] провели экспериментальное исследование бетонных балок со 100% переработанными заполнителями при трех различных соотношениях арматуры. Их результаты показали, что допустимая нагрузка на момент RCA и обычных бетонных балок была одинаковой при низком соотношении арматуры. Кроме того, в балках RCA присутствовали многочисленные близко расположенные трещины.
Чтобы исследовать поведение на изгиб полусборных тавровых балок, Фахми и Идрисс [17] провели испытания на изгиб трех балок, содержащих комбинацию переработанных мелких заполнителей и RCA, и сравнили результаты с результатами для бетонной балки NCA. Результаты их испытаний показали, что грузоподъемность балок RCA была больше, чем у контрольной балки.
Канг и др. [18] испытали RCA-балки сечением 135 270 мм 2 как для обычного, так и для высокопрочного бетона. Балки RCA имели содержание RCA до 30% для высокопрочного бетона и до 50% для бетона нормальной прочности. Результаты испытаний показали, что балки RCA выдержали больше трещин и показали меньшую пластичность, чем обычные бетонные балки.
Арезуманди и др.[19] испытали восемь лучей, в том числе четыре луча RCA. Результаты их испытаний показали, что расстояние между трещинами в балках RCA было меньше, чем в обычных бетонных балках. Кроме того, балки RCA показали более высокий предельный прогиб, чем обычные бетонные балки. Однако предельные моменты балок RCA и обычных бетонных балок были одинаковыми.
Несмотря на то, что в нескольких исследованиях изучались характеристики изгиба железобетонных балок, результаты противоречивы.Кроме того, мало результатов испытаний крупномасштабных пучков ВКА с содержанием ВКА до 100%. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы изучить структурное поведение железобетонных балок RCA при изгибе.
Всего было изготовлено двенадцать бетонных балок, которые затем были испытаны на четырехточечный изгиб. Девять балок были построены из бетона RCA, а три контрольные балки были построены из бетона NCA. Параметрами в этом исследовании были содержание RCA (30%, 50% и 100%) и коэффициент растягивающей арматуры (0.50%, 0,79% и 1,14%). Исследование поведения конструкции включало трещинообразование, пластичность и предел прочности при изгибе.
2. Значение исследований
Обширные экспериментальные исследования характеристик изгиба для балок из железобетона проводятся редко, особенно для бетонных балок с содержанием железобетона более 50%. Использование RCA растет, поскольку мировые экологические проблемы требуют более экологичных решений. Таким образом, в этом исследовании были исследованы характеристики структурного поведения, картины трещин, картины разрушения, пластичность и предел прочности бетонных балок с содержанием RCA в диапазоне от 0 до 100% при изгибе. Экспериментальные данные, представленные в этом исследовании, предоставляют ценную информацию для понимания прочности на изгиб и структурного поведения бетонных балок, содержащих RCA.
3. Свойства материалов
3.1. Материалы и свойства смесей
В этой экспериментальной установке использовались два типа крупных заполнителей, как показано на рисунке 1. RCA, использованные в этом исследовании, были получены при разрушении бетонных конструкций и, соответственно, они не включали керамику. РКА были получены путем дробления отходов бетона до максимального размера 13 мм, тогда как НКА были получены из щебня до максимального диаметра 25 мм.
NCA с максимальным размером 25 мм обычно используются в Корее. Поэтому в этом исследовании были применены 25-мм NCA. RCA были получены путем сноса существующих старых бетонных конструкций и дробления бетона, что уменьшило размер RCA. В Корее максимальный размер RCA обычно не превышает 18 мм. Влияние размера крупного заполнителя на механические свойства бетона RCA было исследовано в исследовании Meddah et al. [22]. Это исследование показало, что бетонные смеси с малыми RCA (3–15 мм) имеют 1.Прочность на сжатие на 8 % выше, чем у бетонных смесей с большими RCA (15–25 мм). Таким образом, размер влияние RCAs на прочность бетона RCA не рассматривался в этом исследовании.
В качестве мелкого заполнителя использовался природный песок. Свойства крупных заполнителей, включая плотность (или удельный вес) даже в сухом состоянии, абсорбцию и максимальный диаметр, показаны в таблице 1. Как и ожидалось, РКА имели более низкий удельный вес и более высокую абсорбцию, чем НКА.