Файл: Вопросы сейсмостойкого строительства [сборник статей]..pdf

Испытания стенок проводились с помощью гидравличе­ ского пресса ИГ1С-1000.

Деформации и перемещения элементов стенок фиксиро­ вались индикаторами часового типа, тензометрическими прогибомерами и проволочными тензодатчиками. Датчиками с базой 20 мм измерялись деформации арматуры, с базой 50 мм — деформации бетона и камня. Приборы устанавли­ вались по обеим сторонам стенки. Схема расстановки при­ боров в каждом случае предусматривала изучение характера

Стенки с легкобетонным заполнением и равномерно распределенной нагрузкой по верхнему ригелю

При наличии сцепления между заполнением и монолит­ ным бетоном каркаса опытная стенка П-2 по мере загружения вертикальной нагрузкой претерпевала три стадии напря­ женно-деформированного состояния.

Первая стадия характеризовалась совместной работой за­ полнения и элементов каркаса. Вертикальная нагрузка (Р) распределялась через верхний ригель на заполнение (Рз) и стойки (Рс). За счет сцепления между этими элементами стенки наблюдалось перераспределение усилий в пределах каждого этажа конструкции (рис. 3, г, д, е). Причем на 2-м и 3-м этажах по мере удаления от фронта приложения на­ грузки напряжения в заполнении уменьшались, а в стойка'х увеличивались. На первом этаже наблюдалось обратное яв­ ление, объяснить которое можно, проанализировав соотноше­ ние усилий в стойках и заполнении в различных сечениях стенки (табл. 3) с учетом деформативных характеристик этих элементов. В наиболее напряженном состоянии находи­ лось заполнение 3-го этажа. Так, при Р = 20 т равнодейству­ ющая напряжений ау в средних сечениях панелей заполне­ ния 3-го, 2-го и 1-го этажей соответственно была равна 13,7; 10,16; 8,7 т.

В стенке П-1, характеризовавшейся отсутствием сцепле­ ния между заполнением и стойками каркаса, перераспреде­ ление усилий между этими элементами конструкции могло происходить только в уровнях ригелей, при этом, как и в стенке П-2, в наиболее напряженном состоянии оказывалось заполнение 3-го этажа. Таким образом, в обоих случаях раз­ рушение заполнения следовало ожидать в первую счсрсдь на 3-м этаже. Испытания подтвердили этот прогноз. С по-

i27

сеч .5

-гр-2.

-п - 1

•*

128

Примечание. При составлении таблиц 3, 6 и 7, используя экспери-

явлением трещин в заполнении конструкция переходила во вторую стадию напряженно-деформированного состояния.

Принимая во внимание характер распределения напря­ жений по длине панелей заполнения на первых ступенях загружения (рис. За), логично было предположить, что пер-

00 to

О 0,05тf

Рис. 6. Эгиоры деформаций ригелей н стоек стенок П-1 (а) п П-2 (о) при нагрузке 10—60 т.

Рис. 7. Эпюры деформаций s Y в заполнении стенки П-2.

усилий между стоиками и заполнением при этом не изменя­ ется (рис. 3 г), хотя между этими элементами появились тре­ щины. Это можно объяснить тем, что в силу зигзагообраз­ ной конфигурации трещин на отдельных участках заполнение продолжает сохранять контакт со стойками. Через эти участ­ ки и осуществляется перераспределение усилий с заполне­ ния на стойки каркаса в пределах этажа.

В момент появления первых трещин в заполнении 3-го этажа напряжения ау в панелях заполнения 2-го и 1-го эта­ жей достигают максимальных значений посредине горизон­ тальных сечений (табл. 4). Дальнейшее увеличение нагруз­ ки приводит к переходу конструкции на 3-м этаже в третью стадию напряженно-деформированного состояния — стадию разрушения, характеризующуюся полным разрушением за­ полнения и развитием трещин в железобетонных элементах каркаса. В этот момент 2-й этаж конструкции оказывается во второй стадии напряженно-деформированного состояния (появляются первые трещины), а первый этаж — в первой стадии.

В таблице 5 сопоставлены экспериментальные значения разрушающей нагрузки для стенок П-1 и П-2 с теоретичес-

133

Примечание. В числителе даны напряжения в середине сечения, а знаменателе — у его краев.

кими величинами, полученными по формулам (1) и (2) с за­ меной в них R, Rnp и Ra на соответствующие средние значе-г

ния R, Rnp, и ат, установленные испытаниями образцов бето­ на заполнения и элементов каркаса, а также арматурных

стержней.

Существенное различие теоретических и эксперименталь­ ных величин разрушающей нагрузки для испытанных фраг­ ментов стен указывает на неприемлемость метода расчета стен каркасно-каменных зданий II типа как комплексных конструкций. Для случаев, рассмотренных в таблице 5, этот метод дал явно завышенные значения Np.

Стенки К-1 и К-2 с нагрузкой в двух уровнях

Основная цель испытания стенок с нагрузкой по верхним ригелям 1 и 3-го этажей состояла в том, чтобы выявить кар­ тину напряженного состояния 1-го этажа стенки при сов-

134

Рис. 8. Эпюры нормальных напряжений ау в различных сечениях стенок К-1 (а) и К-2 (б) при нагрузке от 10 до 60 т.

135

местном действии нагрузки, передаваемой в уровне этогп> этажа, и нагрузки от вышележащих этажей.

В стенке К-1, с высоким сцеплением между заполнением и элементами каркаса, нагрузка, приложенная к верхнему ригелю 3-го этажа, перераспределялась на стойки в преде­ лах 3-го и 2-го этажей. Например, на 3-й ступени испытаний

делах этажа—58% (табл. 6). На 6-й ступени, когда срезался ригель у опор и вся нагрузка в верхнем сечении была пере­ дана на заполнение, за счет сцепления на стойки в нижнем сечении перераспределялось 73% нагрузки. На 2-м эта­ же наблюдалось дальнейшее перераспределение усилий с за-

136