2.2.1. Изготовление опытной модели железобетонной рамы с ригелями


Раму изготовили и смонтировали по рабочим чертежам, разработанным с учетом особенностей статического расчета рам с ригелями-фермами (см. главу I). Она состояла из колонн, ферм и балок, перекрывающих верхний ярус (см. рис. 21). Железобетонную балку, свободно опертую на верхние колонны, заменили стальной. Такая замена при свободном опирании на работу остальных элементов рамы не повлияла.

Сборные элементы рамы изготовляли в деревянной опалубке, выполненной с допусками ±2 мм. Арматурные каркасы для элементов рамы изготовили с применением точечной сварки с точностью ±2 мм. Нижние пояса безраскосных ферм имели четыре предварительно-напряженных арматурных стержня. Натяжение производили на специальном стенде винтовым домкратом. Каждый стержень натягивали отдельно. Напряжение контролировалось электродатчиками с базой 20 мм до и после бетонирования. Потери напряжения после укладки бетонной смеси и вибрирования составляли не более 2%.

При натягивании арматурных стержней контролировали их удлинение. Для этого на прессе испытали шесть арма­турных стержней длиной 50 см, диаметром 10 мм класса A-IIB. Испытания показали, что все шесть стержней под нагрузкой 3 тс получили напряжение 4000 кгс/см2 и имели удлинение в пределах 0,25 – 0,3%.

Проверка величины удлинения напрягаемой арматуры показала, что удлинение стержней (l = 3500 мм) во всех четырех фермах было равно 9 – 14 мм, что составило 0,25 – 0,36%.

Опалубка с уложенной арматурой ригеля-фермы показана на рис. 22.

Опалубка с уложенной арматурой для изготовления ригелей-ферм

Для бетонной смеси взяли цемент марки 500 и мелкозернистый наполнитель, который просеивался через сито с отверстиями 0,6 мм. Укладку и уплотнение бетонной смеси осуществляли на вибростенде с пригрузом 0,03 кгс/см2.

Из каждого замеса бетонной смеси изготовляли по 9 кубиков (10×10×10 см) и по 3 призмы (10×10×30 см). Кубики испытывали по 3 шт. перед передачей предварительного напряжения арматуры на бетон, перед началом испытания рамы и сразу же после разрушения конструкции.

После укладки и уплотнения бетонной смеси элементы рамы выдерживали при температуре 20° С в течение 7 суток. К этому моменту кубиковая прочность бетона достигала 340 – 400 кгс/см2, после чего опалубку снимали и напряжение арматуры переводили со стенда на упорные шайбы, расположенные в теле бетона ферм. Колонны изготовляли в деревянной опалубке из материалов тех же марок. Готовые сборные элементы рамы при прочности, превышающей 70% проектной, смонтировали, выверили и сварили в каркас. Узлы каркаса выполнили в соответствии с проектом.

На металле и бетоне рамы установили 800 датчиков сопротивления. Тензометры не использовали, так как необходимое для их размещения оголение арматуры могло сказаться на прочности модели. Углы поворота узлов и прогибы конструкции на различных этапах ее загружения замеряли фотограмметрическим методом по «маякам», предварительно установленным на всех узлах и пролетах рамы. Точность измерения составляла 0,3 – 0,4 мм. Кроме того, в середине пролетов панелей ферм первого яруса установили контрольные прогибомеры, измеряющие прогибы с точностью до 0,05 мм.