Tworzywa mineralne

Modele z polerowanej blachy aluminiowej stosowane były dla badań stateczności powłok. Deformacje powłoki są wyraźnie widoczne w świetle odbitym od powierzchni blachy (program uprawnienia budowlane na komputer).
Do tworzyw pochodzenia mineralnego używanych do wykonania modeli typu II zaliczyć można tzw. mikrobeton, składający się z cementu i drobnego kruszywa. Własności sprężyste mikrobetonu są na ogół różne od betonu konstrukcji rzeczywistej szczególnie w zakresie odkształceń plastycznych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Z tego względu modele z mikrobetonu nie mogą być zaliczone do typu I i II. Poważną zaletą mikrobetonu jest mały współczynnik Poissona, natomiast niewątpliwą wadą jest trudność mierzenia odkształceń a zwłaszcza wydłużeń, powstających w związku z rysowaniem się mikrobetonu w strefach rozciąganych.
Do pomiarów odkształceń trzeba stosować specjalne tensometry.
W przypadku modelowania konstrukcji cienkościennych mikrobeton otrzymuje zbrojenie z cienkich drutów.
Znacznie częściej stosowany jest gips. Wytrzymałość na ściskanie gipsu alabastrowego badana na kostkach 4X4X4 cm wynosi powyżej 150 kG/cm2. Próby na beleczkach zginanych 16X4X4 cm wykazują wytrzymałość na zginanie powyżej 50 kG/cm (uprawnienia budowlane).

Riihle stwierdził, że moduł sprężystości badany na elementach ściskanych o przekroju 4X4 cm i wysokości 16 cm różni się znacznie od modułu sprężystości określonego przez pomiar ugięć beleczek, których przekrój miał te same wymiary. Dla elementów ściskanych było 56 000 < Es < 75 500 kG/cm2, dla zginanych zaś 15 200 < Ez < 21 510 kG/cm2.
Tak znaczna różnica modułów sprężystości przy zginaniu i ściskaniu uniemożliwia stosowanie modeli gipsowych do badań konstrukcji, w których dominującym stanem naprężeń jest mimośrodowe ściskanie lub rozciąganie (program egzamin ustny).

Materiały modelu i obiektu

Zaznaczyć należy, że inni badacze (Mitzel i Borcz) wyznaczają współczynnik E nie na próbkach lecz wprost na modelu uzyskując stałą wartość E. Uzbrojenie gipsu prętami stalowymi lub aluminiowymi podwyższa moduł sprężystości przy zginaniu. Niewątpliwą zaletą gipsu jest niska wartość współczynnika Poissona 0,08 < v < 0,20 bliska odpowiedniej wartości dla betonu.
Do materiałów mineralnych zalicza się szkło stosowane do płyt o stałej grubości (opinie o programie).

Mimo znacznej trudności obrabiania szkło szlifowane (lustrzane) wykorzystuje się ze względu na małe tolerancje grubości tafli, wynoszące ± 0,01 mm. Moduł sprężystości szkła wynosi ok. 800 000 kG/cm2, a zatem do badań modeli szklanych ze względu na ich małe odkształcenia stosować trzeba czułe przyrządy.
Znacznie rzadziej stosowane są dla wykonania modeli: papier, guma, parafina lub wosk. Na modelach z parafiny przeprowadził obserwacje Pogany. W miejscach koncentracji naprężeń i powstawania przegubów plastycznych parafina i wosk zmieniają zabarwienie (matowieją). Umożliwia to obserwację wizualną modeli.

Tworzywa gumowe używane były dla wykonania modeli zapór wodnych (segregator aktów prawnych).
W rozdziale tym omówiono modelowanie bezpośrednie konstrukcji betonowych. Modele, na których wyznaczamy poszukiwane wielkości statyczne, muszą spełniać warunki podobieństwa: ścisłego lub rozszerzonego. W przypadku podobieństwa ścisłego wyróżnić można jeszcze dwa typy, w zależności od wielkości skali naprężeń.

Materiały modelu i obiektu powinny mieć te same cechy mechaniczne. Jeżeli przedmiotem badań są konstrukcje betonowe, to dla wykonania modeli używa się takiego samego kruszywa jak w konstrukcji, odsiewając jedynie największe ziarna. Brak największych frakcji kruszywa nie wpływa praktycznie na zmianę cech mechanicznych betonu, dzięki czemu można przyjąć, że konstrukcja i jej model są wykonane z identycznego tworzywa (promocja 3 w 1).

Zbrojenie modelu wykonuje się zmniejszając liczbę prętów a zachowując ich średnicę lub zmniejszając średnicę prętów. W obu przypadkach powinna być zachowana proporcja powierzchni przekroju zbrojenia.