Экспериментальное исследование треугольных трехшарнирных деревянных клееных арок со стеклопластиковой арматурой

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 
Модернизация арки позволила изменить сечение верхнего пояса с 140x480 на 120x380 мм, т.е. получить экономию древесины, равную 22,8%. Замена стальной затяжки стеклопластиковой устранила эксплуатационные затраты, связанные с предохранением затяжки от коррозии.
Элементы верхнего пояса арки армировались шестью стержнями диаметром 6 мм, которые располагались по два в трех пазах сечением 10x18 мм. Предварительно напряженная арматура в пазах верхних элементов арки заливалась эпоксидноцементным клеем ЭПЦ-1 следующего состава (ч. по массе): эпоксидная смола ЭД-20 100, полиэфир МГФ-9 20, полиэтилен-полиамин ПЭПА 15, цемент 200. Приопорные участки элементов усиливались деревянными накладками из досок толщиной 15 мм на всю высоту сечения, а по длине элементов — на 2,5/7^=1000 мм. Накладки наклеивались фенолформальдегидным клеем с запрессовкой гвоздевым забоем (прижимом). Конструкция конькового узла в модернизированной арке не была изменена.
В качестве стеклопластиковой затяжки при испытаниях опытных арок использовались два стержня диаметром 12 мм или восемь стержней диаметром 6 мм. Стеклопластиковые стержни затяжки с элементами деревянного клееного верхнего пояса арок в опорных узлах сопрягались оцинкованными стальными деталями — гильзами и швеллерами (рис. 38). Стеклопластиковые стержни вставлялись в стальные гильзы на эпоксидной смоле холодного отверждения и до полимеризации смолы запрессовывались в матрицах на прессе (рис. 39). При испытании на выдергивание стержней из гильз происходил разрыв стеклопластиковой арматуры, что подтверждает надежность предложенного сопряжения.
Испытание арок производилось на силовом полу в корпусе испытаний ИСиА Госстроя БССР (рис. 40). Нагружение пятью сосредоточенными силами на каждой полуарке осуществлялось ступенями посредством гидравлических домкратов с выдержками до затухания деформаций и перемещений.
Рис. 38. Опорный узел арки со стеклопластиковой затяжкой из восьми стержней диаметром 6 мм
кых клееных элементов верхнего пояса, просадки опор и конькового узла фиксировались прогибомерами Максимова. Деформации в нормальных сечениях в середине пролета элементов верхнего пояса и в затяжке замерялись тензодатчиками соответственно с базой 25 и 50 мм. Для замера смещений стеклопластиковых стержней в стальных гильзах и арматуры в элементах верхнего пояса устанавливались индикаторы часового типа.
Прогибы полуарок со стеклопластиковой затяжкой при нормативной нагрузке не превысили их первоначального выгиба, полученного при предварительном напряжении. К моменту, предшествующему разрушению арки , прогибы элементов полуарок составили /
= 49 мм и f
= 54 мм. Нормальные сечения в середине пролетов полуарок при расчетной нагрузке были сжаты по всей высоте. Краевые напряжения в верхних волокнах были примерно равны 5 МПа, а в нижних — 2,5 МПа. К моменту разрушения арки эпюры напряжений в этих сечениях были двухзначными: краевые напряжения сжатия в верхних волокнах достигали 20 МПа, растяжения в нижних волокнах — 5,5 МПа.
Стеклопластиковая затяжка при расчетной нагрузке удлинилась на 78 мм, что меньше расчетного примерно в два раза. Это объясняется тем, что свободному перемещению опор в некоторой степени, очевидно, могли препятствовать тяжи, связывающие гидродомкраты (установленные над верхним поясом арки) с силовым полом.
Причиной разрушения арки явилось скалывание древесины по нейтральной оси в коньковом узле в связи с концентрацией напряжений за счет поворота сечений полуарок в коньке при усилии 13.9 кН на1 м длины.
Рис. 39 Cxeма полуарки стальной
Условный коэффициент запаса составил
Таким образом, при условии некоторого изменения конькового узла конструкция арки была рекомендована для экспериментального проектирования и строительства. Для уменьшения концентрации напряжений в коньковом узле предлагается устраивать упругую прокладку в месте стыка полуарок.
В результате выполненных работ представилось возможным составить технические условия на трехшарнирные клееные арки со стеклогшастиковой арматурой, приступить к освоению их производства на Гомельском заводе деревянных клееных конструкций для экспериментального строительства.
Рис. 40. Испытание трехшарнирных арок с армированным предварительно напряженным верхним поясом и стеклопластиковой затяжкой из и^ух стержней диаметром 12 мм