Badania Doświadczalne Elementów i Konstrukcji Betonowych

Stały URI zbioruhttp://hdl.handle.net/11652/5578

Dane czasopisma
Tytuł: Badania Doświadczalne Elementów i Konstrukcji Betonowych
Numer ISSN: 1230-6010
DOI czasopisma: 10.34658/kbb
Seria ukazuje się od: 1991 roku
Patronat: Sekcja Konstrukcji Betonowych Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej. Polska Akademia Nauk.
Politechnika Łódzka. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Katedra Budownictwa Betonowego.
Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej.
Język dokumentu: pol.-ang.

W roku 1991 Katedra Budownictwa Betonowego Politechniki Łódzkiej rozpoczęła działalność wydawniczą. Jest to seria Zeszytów Naukowych pt. „Badania doświadczalne elementów i konstrukcji betonowych” obejmująca sprawozdania z badań eksperymentalnych realizowanych w Laboratorium Katedry. Do tej pory ukazało się 21 zeszytów, w których zamieszczono sprawozdania z badań: monolitycznych węzłów ram portalowych, tarcz, ustrojów ramowych, ustrojów płyta – słup, przebicia, słupów, elementów prętowych z betonów wysokowartościowych, elementów żelbetowych poddanych skręcaniu, belek wzmocnionych taśmami CFRP, skurczu i pełzania betonów samozagęszczalnych.

Za realizację pomysłu wydawniczego, Zespół autorski Katedry otrzymał w roku 1995, Wyróżnienie Specjalne Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa.

Wiadomości

Aktualny numer: Nr 23 (2020); Opublikowano 24 kwietnia, 2020

Przeglądaj

Wyniki wyszukiwania

Teraz wyświetlane 1 - 10 z 18

Badania połączeń płyta – słup wzmacnianych zewnętrznie na przebicie
(Politechnika Łódzka - Wydział Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska. Katedra Budownictwa Betonowego, 2003) Urban, Tadeusz; Sitnicki, Marek; Tarka, Jerzy
W ramach projektu badawczego wykonano i zbadano 12 modeli w skali naturalnej stanowiących fragment płyty żelbetowej wraz z odcinkiem słupa. Grubość płyty wynosiła 18cm, wymiary w rzucie 2,3×2,3m, a bok słupa o przekroju kwadratowym wynosił 25cm. Głównym celem badań było sprawdzenie doświadczalne możliwości wzmacniania płyt żelbetowych na przebicie za pomocą zbrojenia zewnętrznego mocowanego do górnej (rozciąganej) powierzchni płyty. Koncepcja ta wykorzystywała zależność nośności na przebicie od stopnia zbrojenia głównego płyty lub inaczej jego mocy (ρ·fy / fc). Jako zbrojenia zewnętrznego użyto płaskowniki stalowe i taśmy typu CFRP. Badania przeprowadzono w 3 seriach po 4 modele w każdej serii. Wszystkie modele w każdej serii były wykonane z tej samej mieszanki betonowej klasy C35/45. W każdej serii wykonywano modele odniesienia bez wzmocnienia. Pierwsza seria dotyczyła zbrojenia w postaci płaskowników stalowych. Parametrami zmiennymi była liczba płaskowników i sposób ich mocowania do płyty. Najskuteczniejszym sposobem mocowania okazało się klejenie płaskowników wraz z ich jednoczesnym mocowaniem za pomocą śrub wklejanych. W modelu tym osiągnięto nośność 825kN, co w odniesieniu do modelu świadka (500kN) stanowiło wzrost nośności o 65%. W drugiej serii wykorzystano taśmy CFRP jako zewnętrzne zbrojenie wzmacniające. Jeden z modeli miał przyklejone 8 taśm o przekroju 1,4×90mm (As = 126 mm2) zgodnie z technologią zalecaną przez firmę Sika. Okazało się, że wzrost nośności tego modelu w stosunku do świadka wyniósł tylko 11%. Zaobserwowano jednocześnie charakterystyczny sposób niszczenia tak wzmocnionego modelu, który polegał na odspajaniu się taśm od betonu w miejscu wylotu rysy ukośnej na górnej powierzchni płyty. Aby ograniczyć ten niekorzystny efekt odrywania się taśm od betonu, w następnym modelu taśmy zostały dodatkowo przytwierdzone wklejanymi śrubami w przewidywanym miejscu wylotu rysy ukośnej. Zabieg ten zaowocował wzrostem nośności o 26% w stosunku do świadka. W trzecim modelu podwojono liczbę taśm do 16 sztuk. Klejono je jedna na drugiej. Jednocześnie zastosowano dodatkowe mocowanie taśm za pomocą śrub. W tym trzecim modelu uzyskano wzrost nośności o 36%. Trzecia seria została poświęcona często spotykanemu problemowi w praktyce zaniżania nośności na przebicie w wyniku przemieszczania się zbrojenia górnego płyty do dołu. W serii tej wykonano oprócz modelu świadka z nominalną otuliną zbrojenia 2cm, modele z otuliną 5cm. Jeden z nich również nie wzmocniono, pozostawiając jako drugiego świadka. Dwa pozostałe wzmocniono 8 płaskownikami stalowymi stosując jednoczesne ich klejenie i mocowanie śrubami. Wzmocnienie aplikowano w jednym z tych modeli do płyty nie obciążonej, a w drugim wypadku operację wzmacniania przeprowadzono na modelu pod obciążeniem. Najpierw badany element został obciążony do poziomu obciążenia odpowiadającemu eksploatacyjnemu, przy założeniu prawidłowego położenia zbrojenia. Ze względu na przemieszczenie zbrojenia, obciążenie to znacznie przekraczało obciążenie eksploatacyjne i odpowiadało sile równej 70% siły niszczącej. Następnie odciążono model do poziomu około 50% siły niszczącej. Po ustabilizowaniu się ugięć przystąpiono do montażu zewnętrznego zbrojenia. Odczekano kilka godzin potrzebnych do związania kleju i kontynuowano obciążanie modelu aż do zniszczenia. Uzyskano następujące wyniki siły niszczącej: - model świadek z nominalną otuliną (2cm) 475kN, - model świadek ze zwiększoną otuliną (5cm) 367kN, - model wzmocniony przy zerowym obciążeniu 700kN (wzrost o 91%), - model wzmocniony pod obciążeniem 675kN (wzrost o 84%). Uzyskane wyniki badań potwierdziły w pełni skuteczność proponowanej koncepcji wzmacniania żelbetowych płyt na przebicie poprzez zwiększenie mocy zbrojenia na zginanie.
Przyczepność zbrojenia kompozytowego do betonu w żelbetowych elementach wzmocnionych za pomocą materiałów kompozytowych CFRP
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2008) Kotynia, Renata
Projekt badawczy dotyczy zagadnienia przyczepności materiałów kompozytowych do betonu. Do badań zaadaptowano model badawczy zaproponowany przez RILEM (badania przyczepności zbrojenia stalowego do betonu, 1982). Badania obejmowały łącznie 50 belek żelbetowych nie wzmocnionych i wzmocnionych materiałami kompozytowymi z włókien węglowych. Elementy podzielono na dwie zasadnicze serie, różniące się rodzajem technologii wzmocnienia (E i N). W serii E, belki wzmocniono taśmami i matami naklejonymi na rozciąganej powierzchni elementów, w serii N, taśmy wklejano w betonową otulinę belek. W każdej z serii podstawowych (E, N) wyodrębniono belki niskie – typ I i wysokie – typ II oraz belki długie – typ L i krótkie – typ S. Zaproponowano również dwa różne stopnie zbrojenia stalowego: typ A - belki zbrojone 2#8mm, typ B - belki zbrojone 2#16mm. W belkach serii N, wzmocnionych wklejonymi taśmami, zaproponowano trzy długości badanego odcinka przyczepności taśm do betonu : 80mm, 120mm i 160mm. W obu seriach (E, N) przyjęto dwie klasy betonu o wytrzymałości 20MPa i 40MPa. W celu zbadania wpływu podłużnego zbrojenia stalowego na warunki przyczepności kompozytu do betonu, w czterech belkach przecięto pręty stalowe. Wzmocnione belki z ciągłym zbrojeniem podłużnym, na ogół niszczyły się na skutek odspojenia zbrojenia kompozytowego wraz z otaczającą betonową otuliną. Ten typ zniszczenia jest charakterystyczny dla odspojenia końców taśm („end strip debonding”), w elementach wzmocnionych kompozytami o zbyt małej długości zakotwienia. Badania wykazały, że wzrost wytrzymałości betonu opóźnia odspojenie taśm i wpływa na wzrost odkształceń granicznych kompozytu przy jego odspojeniu. Z uwagi na model zniszczenia belek (przy zginaniu), wytrzymałość betonu miała nieznaczny wpływ na nośność badanych elementów, zarówno w wypadku belek wzmocnionych wklejanymi taśmami, jak i belek wzmocnionych matami i taśmami przyklejanymi na rozciąganej ich powierzchni. Pomiary odkształceń taśm kompozytowych na długości wklejonego odcinka, wykazały wpływ położenia badanego odcinka na odkształcalność kompozytu. Jeśli ten odcinek położony był w strefie czystego zginania, do odspojenia dochodziło później (przy większych odkształceniach granicznych taśm), niż w wypadku położenia badanego odcinka przyczepności w obszarze jednoczesnego działania momentu i siły tnącej. Belki wzmocnione sztywnymi taśmami, przyklejanymi na powierzchni betonu, wykazały większe naprężenia przyczepności w porównaniu z belkami wzmocnionymi wiotkimi matami. Potwierdzono wpływ zbrojenia zwykłego na warunki przyczepności taśm wklejanych w betonową otulinę. Przecięcie tego zbrojenia spowodowało opóźnienie odspojenia taśm kompozytowych, a tym samym znaczące zwiększenie ich granicznych odkształceń.
Odkształcalność i sposób zniszczenia żelbetowych belek wzmocnionych na zginanie materiałami CFRP
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2003) Kotynia, Renata; Kamińska, Maria E.
Badania dotyczyły mechanizmów zniszczenia żelbetowych belek wzmocnionych materiałami kompozytowymi CFRP, naklejonymi na powierzchni elementu. Wszystkie badania wykazały, że jednym z powodów zniszczenia wzmocnionego elementu może być odspojenie kompozytu, rozpoczynające się w obszarze maksymalnego momentu i postępujące w kie-runku jednej z podpór. Następuje to na skutek poprzecznego nacisku betonowej otuliny stalowego zbrojenia rozciąganego na zewnętrzne zbrojenie CFRP, przy odkształceniach kompozytu rzędu 5 – 10‰. Oznacza to, że wytrzymałość materiału kompozytowego może być wykorzystana w niewielkim stopniu. Badania miały na celu sprawdzenie, czy wprowadzenie dodatkowego zbrojenia kompozytowego może opóźnić proces odspojenia kompozytu, a tym samym spowodować lepsze wykorzystanie jego nośności. Przedmiotem badania były jednoprzęsłowe, swobodnie podparte belki żelbetowe o przekroju prostokątnym 150300mm i rozpiętości 4200mm. Zbadano 6 belek w I serii i 4 belki w II serii. W belkach I serii zastosowano dodatkowe zbrojenie kompozytowe o kierunku włókien prostopadłym do podłużnej osi belki, w postaci mat i kształtek typu L. Badania wykazały, że takie dodatkowe zbrojenie powoduje opóźnienie procesu odspajania głównego zbrojenia kompozytowego, ale nie wpływa znacząco na wzrost nośności elementu na zginanie. Bardziej skuteczny okazał się sposób zbrojenia przyjęty w II serii, z matami CFRP o kierunku włókien równoległym do podłużnej osi belki, zwłaszcza w tym przypadku, gdy maty sięgały na boczne powierzchnie belki. Badania potwierdziły wcześniejsze obserwacje dotyczące sposobu zniszczenia na skutek odspojenia kompozytu od po-wierzchni betonu. Model obliczeniowy, w którym przyjęto zasadę zachowania płaskiego przekroju oraz zależności  -  odpowiadające rzeczywistym właściwościom zastosowanych materiałów, bardzo dobrze opisuje zachowanie się wzmocnionych elementów w całym zakresie obciążenia. Umożliwia on także uwzględnienie obciążenia belki przed jej wzmocnieniem
Doświadczalne badania żelbetowych belek wzmocnionych taśmami CFRP
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2000) Kamińska, Maria E.; Kotynia, Renata
Program doświadczalnych badań objął 8 belek żelbetowych o przekroju 150x300mm i rozpiętości 3000mm. Belki różniły się stopniem zbrojenia zwykłego oraz długością taśmy wzmacniającej CFRP, miejscem jej usytuowania i typem taśmy. W badaniach zastosowano taśmy typu S i M, o modułach sprężystości odpowiednio około 170GPa i 210GPa. W dwóch belkach zastosowano w strefach przypodporowych dodatkowe taśmy przyklejane na bocznych powierzchniach, w celu poprawy warunków zakotwienia taśmy głównej. Belki były obciążane dwiema siłami skupionymi (seria I – 6 elementów) lub jedną siłą skupioną, usytuowaną w środku rozpiętości (seria II – 2 elementy). Wszystkie belki zniszczyły się na skutek odspojenia taśmy CFRP. Podczas badań ujawniły się dwa mechanizmy zniszczenia, różniące się miejscem występowania i obrazem odspojenia taśmy. Pierwszy z nich („P”) miał miejsce w strefie przypodporowej belek, w pobliżu końca taśmy wzmacniającej. Taśma odspajała się wraz z betonem otuliny zbrojenia na krótkim odcinku, obejmującym strefę przypodporową, nie osiągając punktu przyłożenia siły obciążającej. Drugi sposób zniszczenia („Z”) charakteryzował znacznie dłuższy odcinek odspojenia taśmy, obejmujący nie tylko strefę przypodporową, lecz także obszar czystego zginania. Zniszczenie występowało w warstwie kleju, a tylko lokalnie wraz z taśmą odspajały się fragmenty otuliny. Badania wykazały, że nośność taśmy na rozciąganie nie może być wykorzystana, gdyż wcześniej odspaja się ona od powierzchni elementu. Stopień wzmocnienia elementu może być jednak wyraźny, zwłaszcza w elementach o niskim stopniu zwykłego zbrojenia. Efekt wzmocnienia można zwiększyć stosując taśmy o większym współczynniku sprężystości lub wprowadzając wstępne sprężenie taśm przed ich przyklejeniem. Do analizy obliczeniowej zastosowano nieliniowy model betonu z uwzględnieniem zasady „tension stiffening”.
Badania wpływu zbrojenia głównego na nośność ścinania betonowych belek bez zbrojenia poprzecznego
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2020) Kotynia, Renata; Kaszubska, Monika; Flaga, Kazimierz
Praca poświęcona jest tematyce ścinania smukłych belek betonowych bez zbrojenia poprzecznego, z podłużnym zbrojeniem na zginanie, wykonanym z dwóch typów prętów: stalowych i kompozytowych z włókien szklanych (glass fiber reinforced polymer – GFRP). Motywacją do podjęcia badań w tym zakresie była chęć określenia wpływu niskiego modułu sprężystości podłużnej prętów GFRP oraz anizotropowej budowy tych prętów na mechanizm zniszczenia i nośność ścinania. Głównym celem pracy była analiza mechanizmu niszczenia belek z podłużnym zbrojeniem, wykonanym z włókien szklanych lub zbrojeniem stalowym bez zbrojenia poprzecznego oraz analiza nośności na ścinanie i odkształcalności takich elementów. Pozostałe cele obejmowały analizę wpływu następujących parametrów zmiennych na nośność belek i sposób zniszczenia: stopnia zbrojenia podłużnego (1,0%, 1,4%, 1,8%), liczby poziomów prętów (jeden, dwa), liczby i średnicy prętów odpowiadających stopniom zbrojenia oraz grubości betonowej otuliny (15 mm, 35 mm). Do analizy rozwoju zarysowania elementów badawczych użyto systemu cyfrowej korelacji obrazu Aramis, który pozwolił na szczegółową rejestrację mechanizmu niszczenia od chwili zarysowania, przez jego rozwój, do momentu zniszczenia. Korzystając z kinetycznego modelu ścinania opisano proces niszczenia belek, ze wskazaniem różnic dotyczących położenia i nachylenia ukośnych rys niszczących dla poszczególnych belek. Program badawczy obejmował trzydzieści trzy jednoprzęsłowe, swobodnie podparte belki o przekroju teowym (beff = 400 mm, bw = 150 mm, hf = 60 mm, htot = 400 mm) i rozpiętości w osiach podpór (1800 mm)bez zbrojenia poprzecznego. Belki obciążano jedną siłą skupioną położoną w odległości 1100 mm od osi podpory, co od-powiadało smukłości ścinania a/d w granicach 2,9-3,0 i spełniało warunek belek smukłych. Badania ujawniły dwa sposoby zniszczenia. Pierwszy, ścinająco-rozciągający, wystąpił w większości elementów (wszystkich elementach żelbetowych i części elementów zbrojonych prętami GFRP) oraz drugi, związany z utratą przyczepności zbrojenia, który wystąpił w trzech elementach II serii, zbrojonych prętami GFRP. Badania potwierdziły wyraźny wpływ rodzaju zbrojenia podłużnego na zachowanie się belek bez zbrojenia poprzecznego. Czterokrotnie niższy moduł sprężystości zbrojenia szklanego ujawnił łagodnie postępujące zniszczenie ścinająco-rozciągające w porównaniu do gwałtownego zniszczenia belek żelbetowych. Różnica modułów sprężystości obu typów zbrojenia skutkowała od 30% do 66% wyższą nośnością na ścinanie belek żelbetowych niż zbrojonych prętami GFRP o tym samym stopniu zbrojenia. Wraz ze wzrostem stopnia zbrojenia podłużnego zarysowanie belek było mniej intensywne, podobnie jak malała szerokość rozwarcia rys, rosła sztywność elementów po zarysowaniu, malały ugięcia belek oraz rosła nośność na ścinanie. Dwuwarstwowy układ zbrojenia był szczególnie korzystny w elementach zbrojonych prętami GFRP, gdyż znacząco ograniczył szerokość rozwarcia rys, podczas gdy w znacznie sztywniejszych belkach żelbetowych ten efekt nie był tak wyraźny. Wpływ zmiany średnicy zastosowanych prętów głównych był szczególnie widoczny w elementach o niskim stopniu zbrojenia (ok. 1%). Wpływ grubości betonowej otuliny był dość mały, co potwierdza opinię o braku efektu siły klockującej w elementach bez zbrojenia poprzecznego.
Badania krótkich wsporników żelbetowych wzmacnianych zbrojeniem wklejanym i stalowymi akcesoriami
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2019) Urban, Tadeusz; Krawczyk, Łukasz; Gołdyn, Michał; Knauff, Michał; Nagrodzka-Godycka, Krystyna
Przedmiotem zeszytu jest problematyka wzmacniania istniejących krótkich wsporników żelbetowych. Postawiono tezę, że można skutecznie zwiększyć nośność wsporników za pomocą, wklejanego zbrojenia stalowego. Zasadniczą część pracy stanowi opis własnych badań eksperymentalnych. Dotyczyły one dwóch kategorii wsporników: z umiarkowaną smukłością ścinania (ac/d = 0;5÷0;6) i bardzo krępych (ac/d ≈ 0,3). Nim rozpoczęto proces wzmacniania, na każdy ze wsporników działała siła odpowiadająca około połowie obciążenia niszczącego, które ustalano na modelach referencyjnych. Wszystkie elementy były wzmacniane pod działającym obciążeniem. Jako dodatkowe zbrojenie stosowano pręty gwintowane M16 klasy 8.8. Część wsporników została zaopatrzona w stalowe akcesoria kotwione do betonu za po-mocą śrub wklejanych. W trakcie badań mierzono odkształcenia na zbrojeniu wsporników i powierzchni betonu oraz rejestrowano rysy i szerokość ich rozwarcia. W jednej z serii wykonywano pomiary za pomocą˛ systemu cyfrowej korelacji obrazu (Aramis). W sumie zbadano dziewiętnaście wsporników: sześć referencyjnych i trzynaście wzmocnionych. Uzyskano stopień wzmocnienia do 64% (przy zastosowaniu prętów wklejanych) i ponad 150% dla wzmocnienia akcesorium stalowym. W wyniku analiz obliczeniowych stwierdzono, że dla wsporników z umiarkowaną smukłością ścinania metody oparte na modelach kratownicowych bardzo dobrze korespondują z wynikami badań własnych, a zbrojenie wklejone można traktować, tak jak pręty zabetonowane. Odmienna sytuacja jest w przypadku wsporników bardzo krępych. Wykazano, że istniejące sposoby obliczeń prowadzą do wyników tym bardziej konserwatywnych im mniejszy jest mechaniczny stopień zbrojenia elementu. Ze względu na odmienny sposób niszczenia osobno analizowano zachowanie wspornika z akcesorium stalowym (C – III), gdzie o zniszczeniu zadecydowała nośność wklejenia akcesorium. W wyniku przeprowadzonych badań i analiz stwierdzono, że wsporniki o umiarkowanej i dużej smukłości ścinania ac/d ≈ 0,5 i niskim stopniu zbrojenia można skutecznie wzmacniać zbrojeniem wklejanym. Taki sposób wzmacniania jest mniej skuteczny dla elementów bardzo krępych ac/d ≈ 0,3.
Efektywność zastosowania wstępnie naprężonych taśm CFRP do wzmacniania belek żelbetowych na zginanie
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2018) Kotynia, Renata; Lasek, Krzysztof; Radomski, Wojciech
Dotychczasowe badania żelbetowych elementów wzmocnionych na zginanie przy użyciu zewnętrznych (Externally Bounded - EB) materiałów kompozytowych (Fiber Reinforced Polymer - FRP), przyklejonych do rozciąganej powierzchni betonu, wykazały ograniczoną efektywność tej techniki ze względu na nagłe odspojenie kompozytu od powierzchni betonu przed osiągnięciem jego granicznych odkształceń. Należy podkreślić, że wzmocnienie na zginanie przy zastosowaniu przy-klejonych w sposób bierny materiałów FRP, zwiększa nośność elementu, ale jednocześnie ma niewielki wpływ na stan graniczny użytkowalności (zarysowanie i ugięcia elementu). Sprężanie materiału kompozytowego FRP zostało zaproponowane w celu zwiększenia stopnia wykorzystania wytrzymałości materiału kompozytowego na rozciąganie i poprawy efektywności wzmocnienia w stanie granicznym użytkowalności. Program badań obejmował trzy serie belek żelbetowych, zróżnicowanych pod względem stopnia stalowego zbrojenia (4#12 ρs=0.49% i 4#16 ρs=0.87%), wytrzymałości betonu, poziomu wytężenia elementu w chwili wykonywania wzmocnienia oraz przyczepności taśmy CFRP do powierzchni betonu i zastosowanego zakotwienia. Praktyczny aspekt programu badań koncentruje się na wpływie poziomu wstępnego obciążenia elementu, na efektywność wzmocnienia przy użyciu sprężonych taśm CFRP. W praktyce inżynierskiej bardzo często można spotkać elementy konstrukcyjne obciążone przed wzmocnieniem, w których doszło nawet do przekroczenia dopuszczalnych warunków stanu granicznego użytkowalności (zarysowania lub ugięć). Wpływ wcześniejszego wytężenia zginanych elementów konstrukcyjnych wzmocnionych przy użyciu naprężonych kompozytów był dotąd bardzo rzadko analizowany w pracach badawczych. Rozważono dwa poziomy wstępnego obciążenia elementów przed wzmocnieniem: wyłącznie pod ciężarem własnym oraz pod ciężarem własnym i obciążeniem zewnętrznym. Obciążenie ciężarem własnym stanowiło 25% i 14% nośności elementu niewzmocnionego, odpowiednio w elementach o niższym i wyższym stopniu zbrojenia stalowego. Wyższy po-ziom wstępnego wytężenia belek równy 76% nośności na zginanie elementu niewzmocnionego, został wybrany w celu zbadania takiego przypadku, w którym zbrojenie zwykłe było bliskie uplastycznieniu. Przeprowadzone badania doświadczalne dały obiecujące wyniki zarówno w odniesieniu do stanu granicznego nośności, jak i użytkowalności. Stopień wzmocnienia zdefiniowany jako stosunek różnicy nośności elementu wzmocnionego i nie-wzmocnionego do nośności elementu niewzmocnionego, wahał się w zakresie od 0.64 do 1.20. W pracy omówiono wpływ wszystkich rozważanych parametrów, a więc stopnia zbrojenia zwykłego, przyczepności taśmy do betonu, poziomu wstępnego wytężenia elementu podczas wzmocnienia i poziomu wstępnego naprężenia kompozytu.
Nośność słupów żelbetowych z betonu o wysokiej wytrzymałości przewarstwionych żelbetową płytą z betonu o niższej wytrzymałości
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2016) Urban, Tadeusz; Gołdyn, Michał; Krawczyk, Łukasz; Knauff, Michał; Starosolski, Włodzimierz
Względy ekonomiczne jak również konstrukcyjne przemawiają za różnicowaniem wytrzymałości betonu słupów oraz płyt obiektów wielokondygnacyjnych. Powstaje jednak wówczas pytanie, na ile przewarstwienie betonem płyty może wpływać na zmniejszenie nośności słupa. Celem badań było przeanalizowanie czynników nierozważanych w dotychczasowych pracach, mogących determinować nośność słupów z betonów o wysokiej wytrzymałości, przewarstwionych słabszym betonem płyty. W ramach realizowanego projektu badawczego wykonano w skali około 1:2 i zbadano łącznie 10 elementów, zgrupowanych w czterech seriach badawczych. Podstawowe modele badawcze stanowiły słupy o przekroju 200 × 200 mm i wysokości całkowitej 1320 mm, wykonane z betonu o wysokiej wytrzymałości. Były one przewarstwione płytą o grubości 120 mm, wykonaną z betonu zwykłego lub lekkiego betonu kruszywowego. Elementom podstawowym towarzyszyły modele porównawcze, stanowiące słupy o przekroju 200 × 200 mm i wysokości 600 mm, wykonane w całości z betonu o wysokiej wytrzymałości i zbrojone w taki sam sposób jak słupy modeli podstawowych. Ich nośność stanowiła poziom odniesienia dla oceny wpływu przewarstwienia słabszym betonem płyty na nośność słupów modeli podstawowych. Pierwsza i druga seria badawcza obejmowały modele wewnętrznych słupów. Parametry zmienne stanowiły: rodzaj betonu płyty: zwykły (seria M) lub lekki kruszywowy (seria ML), jak również wielkość obciążenia płyty: 50, 100 lub 150 kN. Wyniki badań pokazały, iż nośność słupów modeli z płytami z lekkiego betonu kruszywowego była o około 20% niższa od nośności modeli odniesienia – niezależnie od wielkości obciążenia płyt, a tym samym wykorzystania ich nośności na przebicie. Stwierdzono jednocześnie wyraźne różnice w zachowaniu i nośności modelu z płytą z betonu lekkiego i elementu z płytą z betonu zwykłego, mimo jednakowego obciążenia ich płyt. Badania serii trzeciej obejmowały trzy modele krawędziowych słupów. Jedyny parametr zmienny stanowiło położenie słupa względem krawędzi płyty. Odległość ta równa była pełnej bądź połowie grubości płyty, zaś słup jednego z modeli zlicowany był z jej krawędzią. Nośność modelu z płytą zlicowaną z krawędzią słupa była o około 20% niższa od nośności słupa odniesienia. Jednocześnie stwierdzono, iż nieznaczne przewieszenie płyty poza krawędź słupa może skutkować znaczącym podniesieniem nośności elementu, tak iż o zniszczeniu będzie decydowało wyczerpanie nośności słupa z betonu o wysokiej wytrzymałości – nie zaś zmiażdżenie betonu w strefie węzłowej. Czwarta seria badawcza obejmowała trzy modele narożnych słupów. Jedyny parametr zmienny stanowiła lokalizacja słupa względem krawędzi płyty. Poczynione obserwacje były zbliżone jak w przypadku badań elementów serii trzeciej. Nośność modelu ze słupem zlicowanym z obiema krawędziami płyty była o około 25% niższa od nośności słupa odniesienia. O zniszczeniu modeli z płytami przewieszonymi zadecydowało wyczerpanie nośności słupów poza strefą węzłową. Zarysowanie dolnych powierzchni płyt modeli z płytami przewieszonymi korespondowało z obrazem zarysowania płyt modeli wewnętrznych połączeń płytowo – słupowych. Wyniki badań pokazały istotny wpływ odkształcalności betonu płyty na nośność słupów przewarstwionych, wykonanych z betonu o wysokiej wytrzymałości. Stwierdzono jednocześnie bardzo korzystny wpływ zabiegu polegającego na przewieszaniu płyty poza krawędzie słupa. W rozważanych badaniach pozwoliło to podnieść nośność o około 20 ÷ 25% względem modeli z płytami zlicowanymi z krawędziami słupów.
Przebicie żelbetowych płyt krępych
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2013) Urban, Tadeusz; Krakowski, Jakub; Gołdyn, Michał; Krawczyk, Łukasz; Knauff, Michał
Eurokod 2 w obliczeniach nośności na przebicie fundamentów (płyt grubych) uwzględnia smukłość ścinania za pomocą dodatkowej funkcji f(a)=2d/a wprowadzonej do podstawowego wzoru na naprężenia graniczne. Ten dodatkowy składnik powoduje silny wzrost naprężenia granicznego w miarę zbliżania się obwodu kontrolnego u do słupa. Celem głównym prezentowanych badań była weryfikacja zależności zalecanej przez Eurokod 2 do obliczeń nośności na przebicie fundamentów i płyt krępych. W ramach prowadzonego projektu badawczego wykonano i zbadano trzy serie (łącznie 14 sztuk) modeli płyt fundamentowych w skali około 1:2 charakteryzujących się małą smukłością ścinania λ ≤ 2. Modele miały kształt ośmiokątów foremnych wpisanych w okręg o średnicy 1200 mm, ze zlokalizowanym w centrum odcinkiem okrągłego słupa o średnicy 200 mm. Poszczególne modele w każdej serii różniły się grubością płyty, która wynosiła 150, 200, 250, 300 i 350 mm. Zbrojenie modeli wykonano ze stali o nominalnej granicy plastyczności fyk = 500 MPa. Poszczególne serie badawcze wykonywano z tej samej mieszanki betonu towarowego. W zależności od serii modele różniły się stopniem zbrojenia głównego, jak również jego ukształtowaniem. Pierwsza seria, licząca pięć modeli, charakteryzowała się stałym układem i średnicą zbrojenia niezależnie od wysokości elementów, co skutkowało zróżnicowaniem stopnia zbrojenia głównego. Część modeli o grubościach płyty 250, 300 i 350 mm i zarazem niskich stopniach zbrojenia wykazała mniejszą nośność od teoretycznej, obliczonej zgodnie z zasadami Eurokodu 2. W związku z podejrzeniem iż sposób badania mógł przyczynić się do tego faktu, w następnych seriach zmieniono sposób kotwienia płyty. Zastosowano sztywny stalowy kołnierz, który wymuszał położenie wylotu rysy ukośnej i zarazem jej nachylenie. W drugiej serii, liczącej cztery elementy, starano się zachować stały stopień zbrojenia ρl niezależnie od wysokości użytecznej d. Osiągnięto ten cel różnicując średnice i rozkład zbrojenia głównego. W przeciwieństwie do serii pierwszej, za-stosowano dodatkowo zbrojenie obwodowe krępujące odkształcenia w kierunku promieniowym. Jednocześnie, dzięki modernizacji sposobu kotwienia, wymuszano z dużą dokładnością nachylenie stożka przebicia. Wszystkie wyniki badań dla tej serii znalazły się powyżej teoretycznej krzywej, co może świadczyć o pewnym zapasie nośności w stosunku procedury Eurokodu 2. W pięciu modelach serii trzeciej dla których parametrem zmiennym były wysokość użyteczna d i stopień zbrojenia ρl, poza elementem najwyższym, w którym występowało tylko zbrojenie obwodowe, wyniki eksperymentalne potwierdziły występowanie zapasu nośności na przebicie zaobserwowanego w serii drugiej. Jednocześnie zauważono, że zjawisko to występuje niezależnie od sposobu skrępowania elementów. We wszystkich modelach tej serii, podobnie jak we wcześniejszych, wystąpiły radialne pęknięcia przechodzące przez całą miąższość płyty.
Badania doświadczalne elementów ściskanych wzmocnionych materiałami kompozytowymi CFRP
(Katedra Budownictwa Betonowego. Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska. Politechnika Łódzka., 2003) Ignatowski, Piotr; Kamińska, Maria E.; Kotynia, Renata; Czkwianianc, Artem
Praca dotyczy problemów wzmacniania smukłych słupów żelbetowych za pomocą materiałów na bazie włókien węglowych (CFRP - Carbon Fibre Reinforced Polymer). Dwuetapowy program doświadczalnych badań obejmował betonowe próbki trzech typów, różniące się kształtem i rozmiarami oraz smukłe słupy żelbetowe. W pierwszym etapie zbadano próbki walcowe o średnicy 150mm i wysokości 300mm, próbki prostopadłościenne o przekroju kwadratowym 100×100mm i wysokości 200mm oraz próbki prostopadłościenne o przekroju prostokątnym 105×200mm i wysokości 200mm, które wzmacniano za pomocą mat i taśm o jednokierunkowym układzie włókien węglowych, stosowanych w różnych konfiguracjach. Badanie miało na celu określenie wpływu stopnia zbrojenia poprzecznego w odniesieniu do kształtu próbek, współdziałania kompozytowego zbrojenia podłużnego w przenoszeniu obciążenia ściskającego, wpływu wstępnego obciążenia próbek przed wzmocnieniem oraz mimośrodu obciążenia. W drugim etapie przeprowadzono badania dwóch smukłych słupów żelbetowych o przekroju prostokątnym (140×250mm) i wysokości 3000mm, wzmocnionych materiałami kompozytowymi. Pierwszy ze słupów został wzmocniony w kierunku podłużnym taśmami CFRP, na obu krótszych bokach przekroju, oraz w kierunku poprzecznym dwiema warstwami maty. Drugi słup wzmocniono w kierunku podłużnym trzema warstwami maty, na obu dłuższych bokach przekroju, natomiast w kierunku poprzecznym sposób wzmocnienia nie uległ zmianie. Słupy obciążano siłą działającą na mimośrodzie początkowym e = 50mm, w płaszczyźnie o większej sztywności. Obydwa słupy zniszczyły się poprzez zmiażdżenie betonu w pobliżu środka wysokości słupa. Maksymalna wartość podłużnych odkształceń w strefie ściskanej wynosiła blisko –6,0‰, a po stronie rozciąganej 3-3,5‰. Maksymalne odkształcenia poprzeczne osiągnęły 10‰. Dokonane pomiary przemieszczeń osi słupa i odkształceń podłużnych wykazały dużą plastyczność słupów, objawiającą się wyraźnym przyrostem mierzonych wielkości w obszarze obciążenia niszczącego.

Badania Doświadczalne Elementów i Konstrukcji Betonowych

Wiadomości

Przeglądaj

Filtry

Ustawienia

Sortuj według

Wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania