Zbrojenie niesymetryczne

Doświadczenia przeprowadzone przez Habela nad sprężaniem słupów z betonu o wytrzymałości 500 kG/cm2 i u = 3% dowiodły, że słupy sprężone wykazały na ogół mniejsze nośności od słupów niesprężonych. Spadek nośności przy X = 0 wynosił 26,4%. W miarę wzrostu smukłości różnice te zmniejszają się (program uprawnienia budowlane na komputer). Przy bardzo dużych smukłościach i niskich markach betonu obserwuje się nawet pewien wzrost nośności.

Zbrojenie niesymetryczne lub tylko jednostronne w strefie rozciąganej słupa powoduje zmniejszenie nośności słupa (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Doświadczenia Habela, wykonane na słupach z betonu o wytrzymałości 400 kG/cm2 i (j, = 1% pojedynczo zbrojonych oraz słupach o tym samym przekroju i z tego samego betonu symetrycznie zbrojonych o \i = 2%>, wykazały znacznie niższą nośność słupów pojedynczo zbrojonych.

Badania przeprowadzone w 1935 r. przez Gwozdiewa na 90 rozmaicie zbrojonych słupach żelbetowych, w celu opracowania obliczeń słupów mimo- środowo ściskanych według stanów granicznych, wykazały przede wszystkim, że wielkość odkształceń zarówno w strefie ściskanej jak i rozciąganej zależy w znacznym stopniu od metody i czasu trwania badań. Stwierdzono, że odkształcenia zmierzone bezpośrednio po przyłożeniu obciążenia są proporcjonalne do obciążenia, aż do chwili zniszczenia, podobnie jak przy ściskaniu osiowym (uprawnienia budowlane). Odkształcenia mierzone przy długotrwałym obciążeniu rosną szybciej od obciążenia. Zachodzi tu zjawisko przekazywania naprężeń w przekroju z betonu na zbrojenie (pełzanie) i zmiana położenia osi obojętnej.

Przekroje słupa po obciążeniu nie pozostają płaskimi.
Do momentu zniszczenia wartość odpowiednich skrajnych odkształceń waha się w szerokich granicach od 0,8-3%. Zjawisko to zachodzi przy badaniu próbek wykonanych z takich samych betonów i przy tym samym czasie badania (program egzamin ustny).

Pomiary odkształceń

Największe odkształcenia zaobserwowano w słupach o podwójnym zbrojeniu, o wiele mniejsze w słupach zbrojonych tylko na rozciąganie. Znaczny wpływ zbrojenia ściskanego na wielkość odkształceń tłumaczy się częściowo obecnością strzemion, które występowały tylko w słupach o podwójnym zbrojeniu. Jak wykazały pomiary odkształceń, naprężenia w zbrojeniu ściskanym osiągały granice plastyczności bez względu na to, że w niektórych próbkach zastosowano stal o granicy plastyczności dochodzącej do 4500 kG/cm przy betonie marki 110 (opinie o programie).

W poprzednim punkcie mówiliśmy o zależności wytrzymałości pręta od własności materiałów, z jakich się on składa. Rozpatrując nośność pręta nie uwzględnialiśmy jego długości. Nośność słupa nie była określana ze stanu złamania, ale z warunków granicznych odkształceń betonu lub stali. Inaczej przedstawia się sprawa przy pręcie ściskanym mimośrodowo i podlegającym wyboczeniu (segregator aktów prawnych). O ile w obszarze sprężystym moglibyśmy rozpatrywać problem przy nieograniczonej ważności prawa Hooke’a popełniając niewielki błąd, o tyle w przypadku prętów niejednorodnych pracujących w obszarze sprężysto-plastycznym jest to niemożliwe, gdyż dochodzi jeszcze problem stateczności. Pręt o znanej smukłości przy małym, mimośrodowo przyłożonym obciążeniu, wykonany z materiału nie podlegającego prawu Hooke’a będzie jednak pracował w fazie sprężystej. Ze wzrostem siły, naprężenia we włóknach skrajnych w niektórych przekrojach osiągną granicę plastyczności.

Obszar uplastycznienia obejmuje coraz większą część przekroju. Oczywiście, na całej długości pręta wystąpią poszczególną fazy od plastycznej do sprężystej ze względu na zmienny moment (promocja 3 w 1). Rozkład naprężeń może być obliczony z warunku równowagi dla danego przekroju oraz z warunków geometrycznych (równanie różniczkowe linii ugięcia). Możliwość uplastycznienia się przekrojów wzdłuż długości pręta stanowi podstawę do rozpatrywania problemu ściskania mimośrodowego w obszarze plastycznym jako problemu stateczności.