Równowaga pręta betonowego

Wobec powyższego, przy ustalaniu równań równowagi pręta betonowego, musimy przyjąć pewne założenia, wynikające oczywiście - z jednej strony z przesłanek teoretycznych, z drugiej zaś - z doświadczeń. Wprawdzie przeprowadzono wiele badań nad ustaleniem własności mechanicznych i fizycznych betonu, jednak nie udało się dotąd ustalić ścisłego prawa rozkładu naprężeń w przekrojach elementów betonowych (program uprawnienia budowlane na komputer). Dokładnemu poznaniu rozkładu naprężeń w betonie stoi na przeszkodzie - jak już wspomniano - jego niejednorodność.

Sprawę jeszcze bardziej komplikuje fakt, że warstwa zewnętrzna betonu jest z reguły twardsza od rdzenia. Nieopanowaną dotychczas również jest metoda pomiaru naprężeń w elementach betonowych poddanych dowolnemu obciążeniu. Do dziś prawo wiążące naprężenia z odkształceniami jest odczytywane z pomiarów dokonywanych na elementach osiowo ściskanych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Niestety tego rodzaju próby nie dają nam wartości, które można przenieść bezpośrednio z elementu ściskanego osiowo na belkę zginaną. Wynika to z faktu, że wytrzymałość betonu przy ściskaniu jest różna od wytrzymałości betonu na ściskanie przy zginaniu. Ponadto o wielkości naprężenia niszczącego, które utożsamiamy z wytrzymałością betonu decyduje również kształt elementu oraz szereg innych czynników, których nie będziemy tu bliżej omawiać.

Stworzenie dokładnej matematycznej teorii nośności elementów betonowych jest w każdym razie bardzo trudne, gdyż brak jest danych doświadczalnych ilustrujących bardzo skomplikowane zjawisko pracy tych elementów. W dalszym ciągu niniejszego podrozdziału omówimy pokrótce wyniki otrzymane z dotychczasowych badań w tym zakresie i wpływ ich na kształtowanie się teorii nośności elementów betonowych (uprawnienia budowlane). Podstawowym wskaźnikiem wytrzymałości elementów zginanych jest wytrzymałość betonu na rozciąganie. Określa się ją przez rozrywanie próbek betonowych, otrzymując wytrzymałość betonu na rozerwanie.

Graniczna odkształcalność betonu

Ponieważ prawidłowe prowadzenie badań na rozciąganie osiowe związane jest ze znacznymi trudnościami technicznymi, wytrzymałość tę określa się drogą zginania beleczek lub zgniatania próbek walcowych po tworzącej. Ustalenie jednak Rr z prób na zginanie jest dość problematyczne (program egzamin ustny).

Prawo rozkładu naprężeń w przekroju zginanym pozostaje dotychczas nieznane, gdyż istnieje szereg bliżej nieokreślonych czynników, z których najbardziej istotnymi są: różnica współczynników odkształcalności betonu przy ściskaniu i rozciąganiu, zmiana wartości naprężeń w poszczególnych włóknach, niejednakowa graniczna odkształcalność betonu przy ściskaniu i rozciąganiu (opinie o programie). Czynniki te powodują, że wytrzymałość betonu na rozciąganie obliczona na podstawie prób na zginanie J?rg = 1,7 Kf, ustalonej drogą rozrywania próbek.

Zależność ta została ustalona na podstawie licznych badań przeprowadzonych na prostokątnych belkach zginanych i na elementach obciążanych osiowo. od cech strukturalnych i fizykomechanicznych betonu, lecz także od sposobu przeprowadzania samych badań i waha się od 1,7 do 2,3. Wchodzą tu w grę takie czynniki, jak wymiary elementów doświadczalnych i szybkość przeprowadzenia badania (segregator aktów prawnych). Doświadczenia przeprowadzone przez Stolarowa wykazały, że rozciągana strefa niezbrojonej belki zdolna jest wytrzymać znaczne odkształcenia plastyczne.

Długość ich jest 1,5 do 3,0 razy większa od największych odkształceń obserwowanych w betonie poddanym rozciąganiu osiowemu. Na przykład dla pewnej serii próbek (o wytrzymałości betonu Rrg = 17,45 kG/cm2 i Rr = = 8,8 kG/cm2) zauważono odkształcenia włókien rozciąganych, wynoszące w chwili osiągnięcia największych naprężeń 8 • 10′, a w chwili rozerwania 20-22 • 10 - " mm/m. Oprócz czasu trwania obciążenia, na wielkość odkształceń plastycznych w rozciąganej strefie belki betonowej wpływa też jakość betonu, tj. jego wytrzymałość na rozciąganie oraz wymiary poprzeczne belki, przede wszystkim wysokość (promocja 3 w 1).