background image

A. Zaborski, Reologia: przykład redystrybucji napr e  

Oszacowanie redystrybucji napr e  w przekroju słupa 

elbetowego,  ciskanego sił  osiow  - przykład. 

Zało enia materiałowe: stal zbrojeniowa pracuje spr y cie (zw. Hooke'a), beton opisuje 

najprostszy model reologiczny Maxwella 

Dane: stopie  zbrojenia s = Fa/Fb = 5% = 1/20, stosunek modułów Younga n = Ea/Eb = 10, 
r. reologiczne stanu dla betonu: 

η

σ

σ

ε

)

(

)

(

)

(

t

E

t

t

+

=

 (Maxwell). 

Rozwi zanie: 

-  równanie statyki: 

b

b

a

a

b

a

F

F

N

N

N

σ

σ

+

=

+

=

 

-  r. zgodno ci odkształce : 

b

a

ε

ε

=  

-  warunek pocz tkowy, = 0: 

b

a

b

b

a

a

n

E

E

σ

σ

σ

σ

=

=

 

sk d dostajemy na podstawie równania statyki: 

b

b

b

b

F

ns

F

N

σ

σ

2

3

)

1

(

=

+

=

 

i w chwili pocz tkowej napr enia wynosz  odpowiednio: 

a

a

b

b

F

N

F

N

3

1

3

2

,

=

=

σ

σ

a siły przenoszone przez beton i zbrojenie: 

N

N

N

N

a

b

3

1

0

3

2

0

,

=

=

Wykonujemy całkowanie metod  trapezów (tylko jeden krok czasowy), wg wzoru: 

t

E

b

b

b

b

b

+

+

=

)

(

2

1

1

0

1

1

1

σ

σ

η

σ

ε

Z warunku zgodno ci odkształce , mamy: 

+

+

=

b

b

b

b

b

b

a

a

a

F

N

F

N

t

F

E

N

F

E

N

3

2

2

1

1

η

 

a mno c obie strony równania przez pole powierzchni betonu i jego moduł spr ysto ci, oraz 

wyra aj c sił  przenoszon  przez zbrojenie poprzez sił  przenoszon  przez beton (z równania 

statyki), dostajemy: 

N

t

E

N

t

E

N

sn

N

sn

N

b

b

b

b

b

3

1

2

1

1

1

1

η

η

+

+

=

Je eli przyjmiemy: 

1

η

t

E

b

(co nie jest dalekie od prawdy), to otrzymamy aktualne warto ci 

sił przenoszonych przez beton i stal: 

N

N

N

N

a

b

21

11

,

21

10

1

1

=

=

. Obliczaj c stosunek napr e  

aktualnych do pocz tkowych: 

71

.

0

42

30

,

57

.

1

21

33

0

1

0

1

0

1

0

1

=

=

=

=

=

=

b

b

b

b

a

a

a

a

N

N

N

N

σ

σ

σ

σ

dochodzimy do wniosku,  e w wyniku redystrybucji napr enia w zbrojeniu rosn  ok. 60% a 

w betonie malej  (relaksacja) o 30%.