Politechnika Gdańska Rok akademicki 2009/2010

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Katedra Konstrukcji Betonowych i Technologii betonu

Laboratorium z przedmiotu

Konstrukcje Betonowe

Wykonali:
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Sprawdziła:

dr hab. inż. Krystyna

Nagrodzka-Godycka

Studenci gr. 1, sem. VI, kierunek Budownictwo

1. Informacje wstępne.

Doświadczenie zostało przeprowadzone w dniu 25 maja 2010 roku w laboratorium Katedry Konstrukcji Betonowych i Technologii Betonu pod nadzorem prowadzących: Pana mgr inż. Jarosława Kondrata oraz Pani mgr inż. Małgorzaty Sikorskiej. W celu usprawnienia przeprowadzenia badania grupę podzielono na 2 podgrupy. Opracowanie to zostało sporządzone przez:

• Iwonę Zapałowicz

• Joannę Zięć

• Macieja Abryckiego

• Michała Adamiaka

• Mikołaja Beltera

• Bartosza Jazłowskiego

• Mikołaja Grodzkiego

• Arkadiusza Zajdzińskiego.

1. Wiadomości ogólne.

   1. Cel doświadczenia.

Celem doświadczenia było zaobserwowanie zależności miedzy stopniem zbrojenia belki a schematem zniszczenia. W ramach doświadczenia przeprowadzono badania dotyczące odkształceń betonu, odkształceń w stali, morfologii zarysowania, przemieszczeń (ugięcia belek) oraz badania towarzyszące: badanie wytrzymałości betonu, badanie średniego modułu siecznego dla betonu, badanie granicy plastyczności, modułu sprężystości oraz siły zrywającej dla stali zbrojeniowej.

1. Przebieg badania.

Ćwiczenie polegało na zginaniu belki żelbetowej poprzez stopniowe zwiększanie przykładanej do niej siły. Belka została ustawiona na stanowisku pomiarowym na dwóch stalowych walcach położonych w poziomie i spełniających rolę podpór przegubowych z możliwością przesuwu. Przykładana siła została rozłożona na dwie przez ułożenie dwóch szyn w odległości 20 cm od osi belki.

Dla usprawnienia przeprowadzenia badań podzieliliśmy się poszczególnymi elementami doświadczenia. Dwu-, trzy- osobowe podgrupy zajmowały się kolejno:

• pomiarem odkształceń z zastosowaniem tensometrii mechanicznej za pomocą ekstensometru,

• pomiarem odkształceń w stali z zastosowaniem tensometrii elektroskopowej za pomoca programu komputerowego,

• pomiarem przemieszczeń pionowych punktu środkowego belki,

• rysowaniem ekspansji rys,

• wykonaniem obliczeń teoretycznych.

Doświadczenie rozpoczęliśmy od określenia geometrii badanych belek oraz narysowania siatki 10x10 [cm] na powierzchni belki w celu ułatwienia późniejszego rysowania powstałych rys.

Następnie do belki przystawiono siłownik w taki sposób aby dotykał on bezpośrednio powierzchni belki i rozpoczęliśmy badanie. Prowadzący przy pomocy komputera obciążał belkę kolejno siłami :

• dla belki B1: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0

• dla belki B2: 5,0; 10,0; 15,0; 25,0; 35,0

Uwaga: siły podane już po podzieleniu na dwa punkty przyłożenia.

Dla każdego zwiększenia siły dokonano odczytu z wszystkich instrumentów, a także zaznaczono powstałe rysy. W momencie zniszczenia belki badanie zostało uznane za zakończone. Kolejne czynności zostały powtórzone dla obu belek: B1 i B2. Całe ćwiczenie było przeprowadzone zgodnie z podstawowymi zasadami BHP.

1. Charakterystyka geometryczna.

Belka B1 i B2 mają identyczną geometrię.

Schemat podparcia i przekazywania siły na belki.

1. Dane materiałowe.

   1. Beton.

Do wykonania belki wykorzystano beton klasy C20/25 (B25) według receptury Laboratorium Konstrukcji Betonowych.

1. Stal.

Zbrojenie belki B1:

- zbrojenie dolne: stal klasy AIII ϕ10

- zbrojenie górne: stal klasy A-I ϕ6

-zbrojenie pionowe: stal klasy A-I ϕ6

Zbrojenie belki B2:

- zbrojenie dolne: stal klasy A-III ϕ16

-zbrojenie górne: stal klasy A-I ϕ6

-zbrojenie pionowe: stal klasy A-I ϕ6

4.0. Stanowisko badawcze.

Stanowisko badawcze przedstawione zostało na poniższym zdjęciu:

Do badania jednostkowych odkształceń powierzchni betonu użyliśmy ekstensometru elektronicznego. Długość bazy pomiarowej urządzenia wynosi 100 mm. Baza pomiarowa wyznacza odległość pomiędzy zagłębieniami w reperach trwale zamocowanych w badanym elemencie. Po każdym zwiększeniu obciążenia w zagłębienia te wkładaliśmy stożkowe ostrza ekstensometru zaczynając od ruchomego. Ostrza połączone są ze sobą za pomocą specjalnie ukształtowanego pręta. Z jednej strony stożkowe ostrze nóżki jest połączone z prętem w sposób nieprzesuwny z drugiej za pomocą łożyska przesuwnego. Od strony łożyska wbudowany jest czujnik. Odkształcenie badanego elementu powoduje zmianę odległości miedzy ostrzami, co możemy odczytać na wyświetlaczu elektronicznym. Urządzenie jest bardzo czułe, toteż zgodnie z zaleceniami prowadzącego laboratoria, przed każdym pomiarem zerowaliśmy ekstensometr. Pomocna była tu stalowa sztabka (wzorzec) z wgłębieniami odległymi od siebie o odcinek równy bazie pomiarowej ekstensometru. Po umieszczeniu ostrzy we wgłębieniach wzorca należało wcisnąć przycisk zerujący urządzenie, znajdujący się przy wyświetlaczu elektronicznym. Postępowanie takie zapewniało stały punkt odniesienia i co za tym idzie dokładny pomiar.

W dwóch spośród badanych belek repery były umieszczone w dolnej i górnej części elementu, w jednej zaś tylko w górnej części belki.

Odkształcenia wyznaczono według wzoru: εi=(ui-u0)*k

ui- i-ty odczyt

u0- odczyt zerowy (przed przyłożeniem obc.)

k- stała ekstensometru (przyjęto k=0,806 *10^-5)

W strefie rozciąganej wartości odkształceń były dodatnie zaś w strefie ściskanej ujemne.

Przemieszczenia odczytywane były przy użyciu tensometru ustawionego pod belką. Naprężenia w stali zaś przy użyciu komputera.