Doświadczalne badania żelbetowych elementów prętowych z betonu wysokiej wytrzymałości
Ładowanie...
Data
1999
Autorzy
Tytuł czasopisma
ISSN czasopisma
Tytuł tomu
Wydawca
Politechnika Łódzka - Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Katedra Budownictwa Betonowego
Lodz University of Technology - Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering. Department of Concrete Structures
Lodz University of Technology - Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering. Department of Concrete Structures
Abstrakt
Badania objęły 8 wolnopodpartych belek, 10 słupów obciążonych ze stałym początkowym mimośrodem i 6 ram portalowych.
Wszystkie elementy wykonano z betonu o wytrzymałości fc.cube=85 - 11 0MPa.
Belki były obciążane dwiema siłami skupionymi. Przyjęto dwie wysokości przekroju - 300 i 500mm - i odpowiednio do
nich dwie rozpiętości w osiach podpór - 3000 i 5000mm. Dla obu typów belek przyjęto po dwa stopnie zbrojenia przekroju
- około 0.4 % i około 1.5%. Zbrojenie strefy ściskanej było stałe (2# 10), przy czym w połowie belek strefa ściskana środkowej
ich części nie była zbrojona.
Słupy o wymiarach przekroju l 40x250mm i długości 3000mm wykonano z dwóch betonów - z kruszywem żwirowym
lub grysem granitowym. Przyjęto stały stopień zbrojenia podłużnego słupów równy około 1 % oraz mimośród początkowy
e=50mm. Dzięki zmianie płaszczyzn obciążenia uzyskano dwie smukłości słupów: 1/h=12 i 1/h=22 oraz możliwość oceny
stopnia wpływu historii obciążenia słupów na ich odkształcenia i nośność.
Ramy portalowe o wysokości 2000mm i rozpiętości 3000mm oraz przekroju poprzecznym słupów i rygla I40x250mm,
były obciążane siłą działającą wzdłuż osi rygla. Przyjęto stały stopień łącznego zbrojenia podłużnego ram, ale układ zbrojenia
zróżnicowano tak, aby wymusić wyraźną redystrybucję sił wewnętrznych. W czasie badania zmieniano kierunek
obciążania, przyjmując dwa poziomy zaawansowania obciążenia w pierwszym kierunku.
Łącznie z badaniami elementów wykonano badania betonu, z rejestracją zależności cr-E oraz badanie stali zbrojeniowej.
Badania wykazały, że obawy o niską graniczną odkształcalność elementów z betonu wysokiej wytrzymałości są nieuzasadnione.
Stwierdzono, że:
- w tych elementach, które zniszczyły się przez zmiażdżenie betonu strefy ściskanej, następowało to przy odkształceniach
znacznie większych niż odkształcenia niszczące rejestrowane na próbkach; w belkach odkształcenia sięgnęły aż 6‰,
- graniczne krzywizny przekrojów były wyraźnie większe niż w elementach z betonu zwykłego, a w ramach następowała
pełna redystrybucja sił wewnętrznych,
- nawet przy bardzo dużych odkształceniach, rzędu kilkudziesięciu promili w poziomie rozciąganego zbrojenia, dobrze
współpracowało ono z betonem,
- w zakresie obciążeń eksploatacyjnych elementy wykazały małą wrażliwość na historię, a także powtarzalność obciążenia,
- ujawniła się tendencja do powstawania rys tzw. zbiorczych, w poziomie zbrojenia dzielących się na kilka o mniejszym
rozwarem.
Investigations concerned 8 simply supported beams, 10 columns loaded with constant initial eccentricity and 6 portal frames. All elements were cast using concrete of 85 to l l 0MPa (fc,cube) strength. Beams were loaded by two concentrated forces. Two cross-section depths were adopted: 300 and 500mm and two spans (to support axes): 3000 and 5000mm correspondingly. Two percentages of reinforcement were adopted - abt 0.4% and abt 1.5% for each of the two types of beams. Compression zone reinforcement was constant (2-10mm dia bars). In a half of the beams the mid-span zone was left unreinforced. Columns of 140x250mm cross-section and 3000mm length were cast using two kinds of concrete: one - with natural gravel aggregate, other - with crushed granite aggregate. Constant percentage of total longitudinal reinforcement was adopted, of abt. 1% and constant eccentricity e=50mm. Thanks to change of loading planes, two column stiffness were obtained: 1/h= 12 and l/h=22, as well as the possibility to assess the degree of load history influence on column strains and carrying capacity. Portal frames of 2000mm height and 3000mm span had beam and column cross-sections of 140x250mm and were loaded by a force acting along beam axis. Total longitudinal reinforcement percentage of frames was adopted as constant, but its arrangement was diversified so as to force distinct redistribution of internal forces. The direction of loading was changed during the test, with two levels of loading in the direction loaded first. Tests on concrete (including recording of relationship) and these on reinforcement were carried out jointly with tests on elements. Tests proved that fears of low limit deformability of elements cast of high strength concrete are unfounded. It was found that: - in elements that failed by crushing of concrete in the compression zone this occurred at much higher strains than those recorded in tests on specimens. In beams strains attained even 6%. - limit curvatures of cross-sections were distinctly greater than in elements cast of ordinary concrete and full redistribution of interna] forces took place in frames, - bond between reinforcement and concrete was retained even at very large strains (of the order of several dozens of per mille), - within the range of service loads, the elements revealed small sensitiveness to history and repetition of loading, - a tendency was revealed for the formation of "cumulative cracks", which were fanning out into several smaller cracks of lesser width at reinforcement level.
Investigations concerned 8 simply supported beams, 10 columns loaded with constant initial eccentricity and 6 portal frames. All elements were cast using concrete of 85 to l l 0MPa (fc,cube) strength. Beams were loaded by two concentrated forces. Two cross-section depths were adopted: 300 and 500mm and two spans (to support axes): 3000 and 5000mm correspondingly. Two percentages of reinforcement were adopted - abt 0.4% and abt 1.5% for each of the two types of beams. Compression zone reinforcement was constant (2-10mm dia bars). In a half of the beams the mid-span zone was left unreinforced. Columns of 140x250mm cross-section and 3000mm length were cast using two kinds of concrete: one - with natural gravel aggregate, other - with crushed granite aggregate. Constant percentage of total longitudinal reinforcement was adopted, of abt. 1% and constant eccentricity e=50mm. Thanks to change of loading planes, two column stiffness were obtained: 1/h= 12 and l/h=22, as well as the possibility to assess the degree of load history influence on column strains and carrying capacity. Portal frames of 2000mm height and 3000mm span had beam and column cross-sections of 140x250mm and were loaded by a force acting along beam axis. Total longitudinal reinforcement percentage of frames was adopted as constant, but its arrangement was diversified so as to force distinct redistribution of internal forces. The direction of loading was changed during the test, with two levels of loading in the direction loaded first. Tests on concrete (including recording of relationship) and these on reinforcement were carried out jointly with tests on elements. Tests proved that fears of low limit deformability of elements cast of high strength concrete are unfounded. It was found that: - in elements that failed by crushing of concrete in the compression zone this occurred at much higher strains than those recorded in tests on specimens. In beams strains attained even 6%. - limit curvatures of cross-sections were distinctly greater than in elements cast of ordinary concrete and full redistribution of interna] forces took place in frames, - bond between reinforcement and concrete was retained even at very large strains (of the order of several dozens of per mille), - within the range of service loads, the elements revealed small sensitiveness to history and repetition of loading, - a tendency was revealed for the formation of "cumulative cracks", which were fanning out into several smaller cracks of lesser width at reinforcement level.
Opis
Tłumacznie / translation : Maciej Winiarski
Opracowanie wyników pomiarów i skład tekstu / preparing of measurement results and text : Jacek Filipczak
Publikacja napisana w dwóch językach : polskim i angielskim.
Opracowanie wyników pomiarów i skład tekstu / preparing of measurement results and text : Jacek Filipczak
Publikacja napisana w dwóch językach : polskim i angielskim.
Słowa kluczowe
żelbetowe elementy prętowe, obciążenia belek, zbrojenie podłużne, odkształcalność elementów, beton wysokiej wytrzymałości, reinforced concrete bar elements, beam loads, longitudinal reinforcement, deformability of elements, high-strength concrete
Cytowanie
Kamińska Maria E., Doświadczalne badania żelbetowych elementów prętowych z betonu wysokiej wytrzymałości. W: Badania Doświadczalne Elementów i Konstrukcji Betonowych, zeszyt nr 8, Politechnika Łódzka - Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Katedra Budownictwa Betonowego, Łódź 1999, ISSN 1230-6010.