2.2. Испытание крупной модели рамы


Испытание проведено в лаборатории моделирования Ленинградского зонального научно-исследовательского института экспериментального проектирования.

Исследуемая модель представляла собой двухпролетную трехъярусную железобетонную раму с ригелями — безраскосными фермами в первом и втором ярусах и балочным ригелем в третьем ярусе. Ригели-фермы имели жесткий стык с колоннами, балочный ригель присоеди­нялся к колоннам шарнирно (рис. 21).

Опытный образец двухпролётной трёхъярусной железобетонной рамы

Модель выполнили в разновеликом масштабе: по высоте и длине в 1/4, а по толщине в 1/2 натуральной величины.

Все элементы рамы (кроме верхнего ригеля) испыты­вают действие изгибающих моментов и продольных сил. Так как площадь сечения уменьшена в 8 раз (масштаб высоты 4, масштаб толщины 2), то продольные силы уменьшаются в 8 раз, а момент уменьшается в 32 раза. Соблюдение этого условия подобия рамы подтверждается известными уравнениями расчета прочности железобетонных внецентренно-сжатых и внецентренно-растянутых элементов:

 

Рассмотрим масштабы всех величин, входящих в выражения (1а) и (1б):

где (3б) и (3г), а также (3в) и (3д) тождественны.

Остаются

 

Масштаб толщины модели Cb = 2, высоты Ch = 4, про­дольных сил CN = 8. Так как при испытании модели ра­мы арматура имела расчетное сопротивление Ra = 2700 кгс/см2 вместо запроектированного в натуре Ra = 3400 кгс/см2, то

 

Подставим выбранные константы в систему (4а) и (4б) и проверим выполнение условия (4а):

 

То же, по условию (4б):

 

Таким образом, условия подобия в этой системе удовлетворяются. Исходя из принятых масштабов, можно сде­лать вывод, что продольные силы в модели должны быть в 8 раз, а изгибающие моменты в 32 раза меньше, чем в натуре. В результате расчета модели условия подобия рамы подтвердились.

Поскольку предварительно-напряженное состояние сечения отличается от обычного напряженного состояния только тем, что появляется сила от предварительного напряжения, индикаторы подобия ничем не отличаются. Следовательно, масштаб силы натяжения равен масштабу сосредоточенных внешних сил, а масштаб предварительного натяжения на единицу площади сечения арматуры — масштабу напряжений.

 

2.2.1. Изготовление опытной модели железобетонной рамы с ригелями

2.2.2. Испытание опытной модели рамы на стенде

2.2.3. Что показали эксперименты

2.2.4. Зоны и условия появления трещин

2.2.5. Работа рамы за пределами упругости

2.2.6. Анализ работы крупной модели в предельном состоянии