Przenoszenie sił ścinających przez zbrojenie osiowo rozciągane w zarysowanych przekrojach elementów żelbetowych Badania doświadczalne

Abstract

Przenoszenie sił ścinających w zarysowanych przekrojach elementów żelbetowych, przy odpowiednio szerokiej rysie, związane jest z efektem klockującym zbrojenia. Głównym celem badań było ustalenie zależności siły klockującej od wartości siły rozciągającej w zbrojeniu przy różnym sposobie i długości kotwienia prętów w betonie. Skupiono się na określeniu granicznej siły klockującej, to jest na przypadku, w którym pręt zbrojeniowy jest wciskany w grubą otulinę (a/d ≥4) lub betonowy blok. Zbadano 10 serii elementów betonowych ze sztuczną rysą, zbrojonych jednym prętem. Serie podstawowe III. I do III.4 miały zbrojenie o różnej długości kotwienia w bloku za rysą (kotwienie mechaniczne, lk = 20d, 12d, 6d). Serie porównawcze różniły się wytrzymałością betonu, średnicą zbrojenia i rodzajem stali. W każdej serii badano elementy, w których zbrojenie rozciągano siłą N = α Nn (przy czym α zmieniało się od α= 0.5 do α= 0.9). Po wprowadzeniu odpowiedniej siły do zbrojenia, obciążano pręt w płaszczyźnie rysy siłą poprzeczną V d zwiększaną aż do zniszczenia. W trakcie badania mierzono względne przemieszczenie brzegów rysy i przyrost szerokości rozwarcia rysy. Wyniki badań zestawiono w Załączniku. W publikacji będącej raportem z badań opisano mechanizm działania efektu klockującego, wpływ sił przyczepności i siły poprzecznej na degradację betonu wokół pręta, podano funkcję zależności Vd- s oraz krzywe graniczne Vduα - N.Transfer of shear forces in the cracked sections of reinforced concrete elements, with suitable crack width, is based on the dowel action of the reinforcement. The main purpose of the investigation was to establish the relation between dowel force and the reinforcement, using various ways and various anchorage length of the bars in the concrete embement. The study was mainly devoted to predict the ultimate dowel force, that means the case when the dowel acts against the thick concrete cover (a/d≥ 4) or against concrete core. 10 series of concrete specimens with a single bar and an artificial crack were tested. The basie series III. I to III.4 contained the reinforcement with various anchorage length in the block behind the crack (mechanical anchorage, lk = 20d, 12d, 6d). The comparative series differed the concrete strength, bar diameter and the kind of steel. There were tested in each series specimens in wich the reinforcement was subjected to tension force N= α Nn (where α changed from α= 0 to α= 0.9). After applying suitable force into the reinforcements, the bar was loaded in the crack plain by the transverse force V d increasing up to the crushing. During the test the normalized displacement of the crack edges and the increase of crack width were measured. The test results are given in the Appendix. The mechanism of the dowel action as well as the influence of bond dowel forces and transversal force on the concrete deterioration around the bar, were described in the research. There were also given the relationship of the dependence V d - s an the limit curves V duα - N.