В настоящий момент обеспечение автоматизированного мониторинга технического состояния железобетонных конструкций осложненно рядом факторов.

 

- традиционные расчетные модели железобетонных конструкций, построенные на эмпирических зависимостях, не отражают действительную работу материала под нагрузкой;

- неоднородность материала, нарушение проектной геометрии, общее снижение качества монолитных железобетонных конструкций, изготовленных непосредственно на строительной площадке, затрудняют определение физико-механических свойств;

- чувствительность характеристик НДС железобетонных конструкций к факторам окружающей среды;

- зависимость характеристик напряженно деформированного состояния от времени;

- железобетон является композитным материалом, состоящим из бетона и арматуры, что при определенных условиях приводит к тому, что арматура может “проскальзывать” через бетон;

- сложность составления конечно-элементной модели, удовлетворяющей задачам автоматизированного мониторинга, даже при простейших видах напряженно-деформированных состояний;

- отсутствие полноценных нормативных документов на проведение автоматизированного мониторинга железобетонных конструкций.

 

В связи с перечисленными выше факторами, было решено провести исследование железобетонных изгибаемых элементов.

 

Цели, решаемые в ходе исследования:

 

- сравнение экспериментальных данных, полученных на основании показаний тензодатчиков, с результатами теоретического расчета, выполненного по действующим нормам (СП 63.13330.2012) и с помощью программных комплексов;

- изучение особенностей работы системы автоматизированного мониторинга СP -1000 для определения НДС железобетонных изгибаемых элементов;

- изучение особенностей определения индикаторных интервалов на предварительно нагруженных железобетонных балках.

 

Испытания железобетонных балок

 

Для достижения поставленных целей были проведены три серии испытаний.

 

В первой серии испытания проводились на трех железобетонных балках со специальными замоноличенными тензодатчиками, расположенными на стержнях рабочей продольной арматуры. Остальные тензодатчики крепились на наружную поверхность ненагруженной железобетонной балки.

 

Во второй серии испытания проводились на трех железобетонных балках, для которых тензодатчики на растянутую арматуру устанавливались после набора бетоном марочной прочности.

 

В третьей серии испытывались девять железобетонных балок с установкой тензодатчиков на предварительно нагруженные балки. Третья серия эксперимента была максимально приближена к реальным задачам мониторинга железобетонных конструкций.

 

Испытание балки было выполнено на гидравлическом прессе.

 

Опытный образец устанавливался растянутой зоной вверх, а нагрузка прикладывалась снизу через распределительную траверсу. В местах передачи нагрузки и на опорах балки установлены цилиндрические шарниры, при этом одна опора   шарнирно неподвижная, вторая   шарнирно подвижная.

 

Для измерения деформаций в бетоне и арматуре были использованы тензодатчики, установленные с одной стороны по нормальному сечению в середине пролета балки, с другой стороны   в зоне чистого изгиба, на расстоянии 100 мм справа и слева от центра балки. Прогиб балки был измерен с помощью прогибомера, установленного в середине пролета.

 

Стенд испытаний и места расстановки датчиков показаны на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1. Экспериментальный стенд