Działanie siły kotwiącej

Nie jest tu zresztą wymagana specjalna dokładność w obliczaniu, gdyż warunki, w jakich działają siły, nie odpowiadają ściśle założeniom teoretycznym (np. wykresy naprężeń sporządzone są dla przypadku działania siły kotwiącej z zewnątrz na czoło belki, podczas gdy w zakotwieniach stożkowych bloki kotwiące umieszczone są na ogół wewnątrz belki) (program uprawnienia budowlane na komputer).

Weźmy np. pod uwagę blok kotwiący, przekazujący siłę 20 T (kabel o 12 0 5 mm) w środku przedziału o wysokości 25 cm i szerokości 15 cm, i wyznaczmy uzbrojenie w kierunku pionowym.
Rozkład naprężeń został potwierdzony z dokładnością 4 do 12% wynikami doświadczeń elastooptycznych.
L. Grenćik analizując zagadnienie strefy zakotwienia rozpatruje stan naprężenia tarczy obciążonej z jednej strony mimośrodową siłą skupioną, z drugiej - liniowo rozłożonym obciążeniem ax, przy czym w rozważaniach swych korzysta z twierdzenia o minimum energii potencjalnej. Wyniki Grenóika, ujęte w wykresy izobar i linii izostatycznych okazały się bardzo zbliżone do wyników Guyona, a więc również do wyników doświadczeń elastooptycznych Tesara (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Rozwiązanie ścisłe problemu strefy zakotwienia, potraktowanego również jako dwuwymiarowe zagadnienie teorii sprężystości podał ostatnio K. T. Sundara Raja Iyengar. Doszedł on do wyników, które w odniesieniu do oy są tylko nieznacznie mniejsze od przybliżonego rozwiązania Guyona; największa różnica nie przekracza 6,5%.
S. P. Cliristodoulides w swych pierwszych doświadczeniach poddał badaniom elastooptycznym dla dwuwymiarowego stanu naprężenia strefę zakotwienia belki prostokątnej, sprężonej dwiema siłami symetrycznie usytuowanymi • względem osi.

Badania te wykazały, że maksymalne naprężenia rozciągające znajdują się w pobliżu przekroju czołowego pomiędzy miejscami działania sił a osią prostopadłościanu; wynoszą one 0,6 am, gdzie om jest średnim naprężeniem ściskającym, równomiernie rozłożonym (uprawnienia budowlane).
Nowsze badania Christodoulidesa przeprowadzone były dla trójwymiarowego stanu naprężenia w strefie zakotwienia prefabrykowanej belki podsuwnicowej przy uwzględnieniu w przekroju betonowym otworów - kanałów uzbrojenia sprężającego.

Naprężenia rozciągające

Naprężenia rozciągające okazały się tu rzędu dwukrotnego naprężenia średniego, przewyższają więc przeszło dwukrotnie wartości otrzymywane z tablic Guyona, czy też obliczone z rozpowszechnionej wciąż jeszcze metody Magnela. Jakkolwiek badania te dotyczyły tylko jednego szczególnego przypadku, to jednak mają one pewne znaczenie ogólne. Wskazuje to na konieczność poświęcenia bacznej uwagi zagadnieniu projektowania strefy zakotwienia (program egzamin ustny).
Dużą zasługą Christodoulidesa jest niewątpliwie fakt, że dzięki swoim badaniom pierwszy zwrócił uwagę na to, iż dotychczasowe metody obliczania naprężeń w strefie zakotwienia nie doceniają ich rzeczywistych wartości.

Ban, Muguruma i Ogaki przeprowadzili w r. 1957 badania nad strefą zakotwienia przy uwzględnieniu właściwości związanych z narzuconym systemem kotwienia, którym był system Lee-McCall. Badania te, potraktowane jako zagadnienia oparte na modelu raz płaskim, drugi raz - przestrzennym miały podwójny cel  (opinie o programie). Oprócz porównania uzyskanych na drodze eksperymentalnej wartości, dotyczących wielkości i rozkładu naprężeń, z wartościami obliczonymi teoretycznie za pomocą poszczególnych metod, miały ponadto określić wpływ, jaki na rozkład naprężeń i stany graniczne wywierają takie czynniki specjalne, jak: grubość płyty kotwiącej, wymiary nakrętki, ilość i rozmieszczenie uzbrojenia oraz wytrzymałość betonu (segregator aktów prawnych).

Wyniki tych badań potwierdziły zaobserwowane przez Christodoulidesa znaczne różnice w porównaniu z rozkładem naprężeń według metod Magnela i Guyona; natomiast wykazały one dobrą zgodność z wynikami Bleicha (analiza dwuwymiarowa) i Sieversa (analiza trójwymiarowa). Obciążenie wywołujące rysy w bloku okazało się niezależne od powierzchni płyty kotwiącej, natomiast zależne od wpływu grubości płyty i wielkości nakrętki.

Podobnie na oba stany graniczne - zarysowanie i złamanie - wpływa w znacznym stopniu procent uzbrojenia poprzecznego, przy czym doświadczeniami stwierdzona została zależność liniowa między wytrzymałością betonu, czy też grubością płyty kotwiącej, a obciążeniem w stanach granicznych (promocja 3 w 1).