Предварительно напряженный железобетон

Раздел: Учебники

Эти опыты были выполнены в лаборатории профессора Маньеля . Они были описаны следующим образом в сообщении, сделанном на конгрессе в Амстердаме.

«Четыре двухпролетные неразрезные балки были изготовлены в нашей лаборатории (ABCD). Балки пролетом 7,50 м имели поперечное сечение 20X40 см.

Процесс предварительного напряжения был выполнен посредством пучка из 32 проволок 0 5 мм с пределом прочности на разрыв в 180 кг/мм2; проволоки были растянуты таким образом, что после потери предварительного напряжения в размере 15%, остаточное напряжение, справа от центральной стойки, равнялось 85 кг/м2.

Все балки были совершенно одинаковые, за исключением того, что для В и D были предусмотрены два стержня из мягкой стали 0 14 мм в верхней части балок над стойкой и в нижней части в пределах пролета.

Нагрузка состояла из двух сосредоточенных грузов, приложенных на расстоянии 2,60 м от средней опоры.

Пучки арматуры были совмещенные. Эксплуатационная нагрузка была принята в виде сосредоточенного груза в 11 т.

Балки А и В были подвергнуты статическому испытанию вплоть до разрушения. Балки В и D были подвергнуты пробе на усталость металла согласно следующей схеме: сначала 500 000 повторных загружений в пределах до половинной нагрузки и один раз — эксплуатационная нагрузка; затем 50 000 — до половинной нагрузки и 1,2 раза эксплуатационная нагрузка, далее 1,4, 1,6 и т. д. вплоть до образования трещин, затем — до разрушения».

Эти испытания были произведены проф. Т. И. Лином в Калифорнийском университете.

Для нас представляет в них особый интерес их результаты в свете теории пластичности.

Моменты в различных стадиях загружения были определены с большой точностью благодаря точным замерам реакций крайних опор.

 Х.14 относится к балкам Л и В, подвергнутым только единственному статическому испытанию. На нем нанесены прямые, дающие величины этих реакций (по оси абсцисс) в функции нагрузки Р; имеются две прямые — одна, полученная из расчета по упругой стадии, другая — по теории образования пластичных шарниров (три пластичных шарнира).

Реакции, измеряемые вплоть до стадии разрушения, обозначены маленькими кружками, образующими вершины многоугольника.

Можно прийти к бесспорному выводу, что почти до момента образования первой трещины над средней опорой реакции имеют величину, определяемую расчетом по упругой стадии.

С другой стороны, совсем близко от разрушения, закон изменения реакций еще не соответствует тому, который вытекает из теории образования пластических шарниров.

Подобные же явления можно установить из  Х.15 относительно балок С и D, подвергнутых динамическим испытаниям на усталость металла при 500000 повторных загружениях и одному статическому испытанию после каждого такого цикла.

Таким образом, установлено, что влияние пластичности не имеет существенного значения в процессе образования первых трещин.

 X. 16 посвящен статическим прогибам балок А и В. Здесь еще раз можно убедиться в том, что с достаточной степенью приближения стрелы прогибов могут быть определены на основании расчета по упругой стадии в пределах до стадии трещинообразования.

Эти выводы равным образом верны и как для балок В и А снабженных легкой арматурой из мягкой стали, так и для балок Л и С, не имеющих ее. Мягкая сталь дает возможность слегка повышать нагрузку, соответствующую началу трещинообразования, и еще в большей мере — величину разрушающей нагрузки, но нагрузка, вызывающая

начало трещинообразования, всегда может быть получена расчетом по упругой стадии.

Принимая напряжение в пучке над центральной опорой равным 85 кг/мм2 усилия предварительного напряжения (пучок из 32 проволок диаметром 5 лш = 630 мм2), F получим =53500 кг.

Предел прочности бетона на сжатие в день испытания был равен 600 кг/см2 (в кубиках), и порядка 64 кг/см2 в призмах на изгиб (Маньель в своем письме дает нам следующее разъяснение: «Наличие стержней из мягкой стали оказывает весьма ощутительное влияние на разрушение конструкции из-за усталости по причине того, что образуется не единственная трещина, быстро обнаруживаемая, а множество мелких трещин, которые незаметны, пока сталь не достигнет своего предела упругости».