Akademia Górniczo – Hutnicza

Im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

SPRAWOZDANIE Z PRZEDMIOTU

„KONSTRUKCJE BETONOWE”

Prowadzący: dr inż. Daniel Wałach

Temat laboratorium:

„Badanie niszczące belki żelbetowej”

Martyna CHOMICZ

Katarzyna OSTRADECKA

Andrzej PACHURA

Adam PAZDUR

Justyna RAWICKA

Małgorzata SMOK

Kierunek: Budownictwo

Rok studiów: III

Grupa 4; Zespół badawczy nr 3

Rok akademicki: 2013/2014

SPIS TREŚCI:

SPIS TABEL: 2

1. Wstęp teoretyczny 3

2. Przebieg ćwiczenia 4

3. Skład mieszanki betonowej 4

4. Schemat belki i jej zbrojenia 5

5. Schemat sposoby przyłożenia obciążenia 5

6. Schemat belki w miejscu pomiaru 5

7. Wyznaczenie momentu maksymalnego w belce 5

8. Badanie ugięcia belki 6

a) Wstęp teoretyczny do obliczeń ugięcia: 6

b) Zarejestrowane wyniki ugięcia belki pod obciążeniem: 7

c) Obliczenia ugięcia belki pod obciążeniem: 7

d) Obliczenia teoretyczne ugięcia belki: 7

9. Badanie rys belki 9

a) Schemat rys na badanym odcinku belki 9

b) Wstęp teoretyczny do obliczeń zarysowania 9

c) Zestawienie pomiarów szerokości rys na poszczególnych etapach obciążenia 9

d) Zestawienie szczegółowe pomiarów i analiz rys na poszczególnych etapach obciążenia 10

e) Rozstaw rys 10

f) Zbrojenie minimalne 11

g) Obliczenie wartości teoretycznych rozwarć rys 12

10.Porównanie wyników teoretycznych z doświadczalnymi 16

11.Wnioski 16

SPIS TABEL:

Tabela 1.Momenty zginające………………………………………………………………………………………………………………………………………5

Tabela 2.Wyniki pomiarów ugięcia. ……………………………………………………………………………………………………………………………7

Tabela 3. Wyniki obliczeń teoretycznych ugięcia. ………………………………………………………………………………………………………9

Tabela 4. Wyniki pomiarów szerokości poszczególnych rys. ………………………………………………………………………………………9

Tabela 5. Zestawienie szczegółowe pomiarów rys oraz ich analiz. ……………………………………………………………………………10

Tabela 6. Średnie wartości rozstawu rys. …………………………………………………………………………………………………………………10

Tabela 7. Maksymalne i minimalne rozstawy rys. ……………………………………………………………………………………………………11

Tabela 8. Teoretyczne rozstawy rys. …………………………………………………………………………………………………………………………15

Tabela 9. Porównanie otrzymanych wartości ugięcia. ………………………………………………………………………………………………16

Tabela 10. Porównanie otrzymanych wartości rozwartości rys. ………………………………………………………………………………16

Wstęp teoretyczny

Zjawiska związane z zarysowaniem mają zasadniczy wpływ na użyteczność i trwałość konstrukcji żelbetowych. Zjawisko zarysowania rozumiane jako pojawienie się rys, ewentualne szkodliwe skutki nadmiernej szerokości rys oraz wywołane zarysowaniem zmiany sztywności mają zasadniczy wpływ na użyteczność i trwałość konstrukcji żelbetowych.

Stan zarysowania konstrukcji zależy od obciążeń oraz oddziaływań pośrednich. Wiele z czynników wpływających na stan konstrukcji zależy od warunków w jakich wznoszona jest konstrukcja. Projektując konstrukcję żelbetową, należy zakładać, że rysy mogą powstać i zastosować zbrojenie, które uniemożliwi niekontrolowany rozwój zarysowania.

Graniczna szerokość rys zależy od funkcji i rodzaju konstrukcji oraz kosztów, jakie ponosi się ograniczając zarysowania. Nie trzeba ograniczać szerokości rys jeśli nie będą szkodliwe dla konstrukcji. Wg Eurokodu 2 zalecana graniczna szerokość rys w elementach żelbetowych wynosi 0,4mm dla klasy ekspozycji X0 i XC1
a dla pozostałych klas 0,3mm.
Warto tu podkreślić, że norma mówi tu o rysach obliczeniowych, a nie szerokości realnej rysy którą można zmierzyć podczas badania.

Poniżej przedstawiono typowe układy rys wywołane oddziaływaniami bezpośrednimi:

1. Rysy wywołane rozciąganiem z małymi mimośrodem

2. Rysy wywołane osiowym rozciąganiem – rozstaw i szerokość rys ograniczone przez intensywne zbrojenie przy krawędziach

3. Rysy wywołane zginaniem – równomierny rozkład rys normalnych

4. Rysy zbiorcze w wysokim elemencie z silnie zbrojonym brzegiem

5. Rysy główne i rysy drugorzędne przy zginaniu

6. Rysy ukośne wywołane ścinaniem.

Ścinanie to zjawisko związane z działaniem naprężeń stycznych proporcjonalnych do siły poprzecznej. Zjawisko to analizuje się głównie w przypodporowych strefach belek.

Przy podporze belki swobodnie podpartej naprężenia normalne wywołane momentem zginającym są małe,
a naprężenia ukośne mają decydujący wpływ. Gdy siła poprzeczna osiągnie odpowiednią wartość powstają rysy w przybliżeniu prostopadłe do kierunku największych wewnętrznych sił rozciągających. W innych częściach belek naprężenia normalne wywołane zginaniem powodują, że w pobliżu krawędzi dominują naprężenia główne
w przybliżeniu równoległe do tej krawędzi, a rysy są do tej krawędzi prostopadłe. Zbrojenie poprzeczne
w postaci pionowych strzemion ma łączyć ze sobą części belki rozdzielane rysami. Zadaniem tego zbrojenia jest przeciwdziałanie utracie nośności i ograniczenie szerokości rys, mogących powstać na skutek ścinania. Ścinanie wywołuje siły rozciągające w zbrojeniu poprzecznym. Siłom tym towarzyszą ukośne siły ściskające beton między rysami.

Stan zarysowania jest zwykle zainicjowany zjawiskiem zginania. Powstające od ścinania ukośne rysy są początkowo nachylone pod kątem około 45 ͦ. Po pojawieniu się wielu rys powstaje nowy stan równowagi, inny niż przed zarysowaniem czy na początku zarysowania. Kierunki rys są stałe, zależne od intensywności zbrojenia poprzecznego i podłużnego. Gdy w strzemionach rozpoczyna się proces plastycznego płynięcia, kąt nachylenia rys zmniejsza się, co powoduje że pracuje większa liczba strzemion. Naprężenia ściskające w strefie ściskania betonu nad rysami rosną, aż w krzyżulcach osiąga się wytrzymałość na ściskanie i wyczerpuje się nośność elementu.

Na nośność na ścinanie i zarysowanie elementu żelbetowego maja wpływ różne czynniki. Jednym z nich jest zakleszczanie się kruszywa, co zwiększa nośność elementu w porównaniu z nośnością obliczeniową. Ponadto zwykle przyjmuje się że zbrojenie przenosi tylko siły podłużne w rzeczywistości występuje jednak efekt klockowania. W stanie granicznym w warunkach równowagi podstawową rolę odgrywają siły w zbrojeniu. Nie uwzględnia się siły przenoszonej przez niezarysowany beton nad rysą.

Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie polegało na wykonaniu belki żelbetowej o długości 250cm, wysokości 20cm i szerokości 15 cm,
a następnie obciążaniu jej w celu przeprowadzenia analizy granicznych stanów nośności i użytkowalności. Dokonano tego w trzech etapach:

- wykonanie zbrojenia składającego się z prętów głównych-2 x 8mm na ściskanie, 2 x 20mm na rozciąganie oraz strzemion 10 x 6mm co 24cm

-zmontowanie deskowania PERI oraz odpowiednie przygotowanie szalunku, odpowiednie ułożenie zbrojenia, przygotowanie mieszanki betonowej i zalanie formy według podanych wytycznych

-właściwa pielęgnacja dojrzewającego betonu

-rozszalunkowanie gotowej belki, białkowanie oraz naniesienie siatki odniesień 5 x 10cm, przeprowadzenie badania doprowadzającego do zniszczenia belki oraz ciągła obserwacja stopniowo powstających rys i pomiar ich rozwarcia w miejscach przecięcia z liniami odniesień.

Ćwiczenie pozwoliło nabyć wiedzę na temat zasad projektowania oraz oceny stanu technicznego podstawowych elementów konstrukcji żelbetowych.

Skład mieszanki betonowej

50 kg cementu CEM I 42,5 Dyckenhoff, 2kg pyłu krzemionkowego wsypanego po wlaniu wody, 65kg piasku, 120 kg grubego kruszywa, 20 litrów wody oraz dodatek –superplastyfikator Sika ViscoCrele 23 Gold w celu zmniejszenia ilości wody oraz podniesienia wytrzymałości betonu. Beton został zaklasyfikowany jako B70 (Beton wysokowartościowy- BWW). Z pozostałej mieszanki wykonano normowe próbki sześcienne i walcowe, gdzie następnie miały po zakończeniu procesu dojrzewania się betonu być zbadane w laboratorium.

Schemat belki i jej zbrojenia

Wykonana belka miała wymiary 250 x 20 x 15 cm. Dokładny schemat belki przedstawiono na Rys. 1. Zbrojenie zostało przycięte i wygięte według odgórnych wytycznych. Użyto stali o klasie A III N średnicy 20 dla zbrojenia dołem oraz średnicy 8 dla zbrojenia konstrukcyjnego. Strzemiona w strefie przypodporowej ułożono co 24cm według odgórnych wytycznych. Schemat wykonanego przez zespół zbrojenia belki przedstawiono na Rys. 2.

Schemat sposoby przyłożenia obciążenia

Schemat sposobu przyłożenia obciążenia przedstawiono na Rys. 3. Działającą siłę rozłożono na symetrycznie przyłożone siły. Belka natomiast była podparta przegubowo, gdzie podpory były od siebie oddalone o 2m.

Schemat belki w miejscu pomiaru

Schemat belki w miejscu wykonywania pomiarów przedstawiono na Rys. 4. Widać na nim przebieg poszczególnych rys oraz ich kąty nachylenia przy przecięciu się z daną linią odniesienia.

Wyznaczenie momentu maksymalnego w belce

Momenty zginające
Poziom obciążenia
I
II
III
IV
V
VI
VII
VII
IX

Tabela 1. Momenty zginające.

Badanie ugięcia belki

Wstęp teoretyczny do obliczeń ugięcia:

Kontrola ugięć elementów żelbetowych ma istotne znaczenie z uwagi na takie wymagania jak zapewnienie określonej użytkowalności konstrukcji, możliwość uszkodzeń przylegających elementów niekonstrukcyjnych czy wygląd konstrukcji rzutujący na jej estetykę. Ugięcia elementów żelbetowych zależą od wielu czynników, trudnych do uwzględnienia w sposób ścisły m. in. zależą od charakteru obciążenia i czasu jego działania, efektów reologicznych (skurczu i pełzania) oraz warunków środowiska. Stan graniczny może być analizowany poprzez uproszczoną metodę kontroli ilorazu rozpiętości do wysokości przekroju lub też przez porównanie obliczeniowej strzałki ugięcia elementu z wartością graniczną. By obliczyć ugięcie wykonanej belki w sposób dokładny należy w elemencie zginanym uwzględnić zarysowanie elementu. Z Eurokodu 2 wynika, że każdy przekrój w analizie liniowo-sprężystej może pracować w dwóch fazach: niezarysowanej oraz zarysowanej. Kiedy w danym projektowanym elemencie moment zginający nie przekracza momentu rysującego to dany element pracuje w fazie pierwszej (niezarysowanej). Dla takiego przypadku strzałkę ugięcia obliczamy jako:

Sztywność elementu możemy wyznaczyć za pomocą wzoru:

Gdzie B_I to sztywność elementu w fazie pierwszej, I_I – moment bezwładności przekroju w fazie I, a natomiast

α_k – współczynnik wpływu rodzaju obciążenia i warunków brzegowych.

Jeżeli moment zginający przekracza wartość momentu rysującego to badany element pracuje w fazie drugiej-zarysowanej. W elemencie zarysowanym strzałkę ugięcia można wyznaczyć za pomocą tego samego wzoru

jednak z uwzględnieniem zmiany sztywności elementu:

Sztywność dla elementu pracującego w fazie II wyznacza się:

Gdzie β to współczynnik w przypadku obciążeń krótkotrwałych, równy 1, I_II- moment bezwładności przekroju w fazie II, α_e – wskaźnik wspólnej odkształcalności betonu i stali zbrojeniowej, E_s- obliczeniowa wartość modułu sprężystości, E_cm – średni moduł sprężystości betonu

Zarejestrowane wyniki ugięcia belki pod obciążeniem:

Obciążenie [kN]	Pomiar ugięcia a [mm]	Ugięcie a [mm]
0	39,50	0
5,30	39,99	0,49
10,02	40,69	1,19
14,84	41,42	1,92
19,92	42,25	2,75
39,83	45,25	5,75
60,08	48,10	8,6
80,11	50,80	11,3
100,03	53,92	14,42
155	zniszczenie	zniszczenie

Tabela 2. Wyniki pomiarów ugięcia.

Powyżej obciążenia 100kN nastąpiła awaria maszyny i belka uległa zniszczeniu przy ok. 150kN bez możliwości pomiaru ugięć i rozwarcia rys.

Obliczenia ugięcia belki pod obciążeniem:

W ustrojach konstrukcyjnych, które nie mają możliwości uszkodzeń elementów przyległych, graniczna strzałka ugięcia (określona względem podpór sprawdzanego elementu) nie powinna przekraczać l/250 ich rozpiętości:

a_lim = l/250cm = 1cm = 10mm

Pomierzone ugięcie: 53,92mm Siła: V=100,03kN

Położenie początkowe: 39,50mm

Ugięcie rzeczywiste a: 53,92 - 39,50 = 14,42 mm > a_lim = 10mm

Obliczenia teoretyczne ugięcia belki:

Potrzebne dane do dalszych obliczeń:

β=1.0 współczynnik pomocniczy, E_s=200GPa obliczeniowa wartość modułu sprężystości

By wyznaczyć α_e należało określić wartości współczynnika pełzania na podstawie nomogramów z Eurokodu 2. Dokonano założeń, iż cement był normalnie twardniejący, a klasa betonu wynosiła C60/75. Wiek betonu mierzony w dniach przyjęto jako 28 dni. W ten oto sposób określono wartość średniego modułu sprężystości

betonu: E_cm=30GPa . Następnie wyznaczono α_e ze wzoru:

Moment rysujący

Następnie wyznaczono moment rysujący za pomocą wytrzymałości betonu na rozciąganie oraz wskaźnika wytrzymałości przekroju.

Gdzie : f_ctm=4,4MPa

A_s=A_s1=6,28cm² (przy przyjęciu założenia, iż zbrojenie konstrukcyjne nie jest traktowane jako zbrojenie na ścinanie)

Pole przekroju sprowadzonego:

Moment statyczny przekroju sprowadzonego:

Płożenie osi obojętnej w fazie pierwszej:

Moment bezwładności przekroju w fazie pierwszej:

Sztywność belki w fazie pierwszej:

Dlatego wartość wskaźnika bezwładności przekroju kształtuje się następująco

Dzięki temu wskaźnikowi możemy wyznaczyć moment rysujący:

Obliczenia dla drugiej fazy i współczynnika

Współczynniki pomocnicze:

Położenie osi obojętnej po zarysowaniu:

Moment bezwładności przekroju w fazie drugiej:

Sztywność belki w fazie pierwszej:

Współczynnik pomocniczy:

Współczynnik uwzględniający wpływ rodzaju obciążenia i warunków brzegowych

Z momentów bezwładności przekroju w II fazie wyznaczono sztywność belki, a następnie ugięcia w poszczególnych fazach obciążenia belki. Zestawienie wyników przedstawiono w tabeli:

Ugięcia
Poziom obciążenia
I
II
III
IV
V
VI
VII
VII
IX

Tabela 3. Wyniki obliczeń teoretycznych wartości ugięcia.

Badanie rys belki

Schemat rys na badanym odcinku belki

Schemat przebiegu rys na badanym odcinku belki przedstawia Rys. 4, są również na nim zaznaczone poszczególne kąty nachyleń w miejscach przecięcia się z linią odniesień.

Wstęp teoretyczny do obliczeń zarysowania

Eurokod 2 zawiera szereg wytycznych do projektowania elementów rozciąganych i zginanych w stanie granicznym użytkowalności. Projektowanie elementów ze względu na SGU polega na kontroli ugięć
i zarysowań obciążonych elementów, czyli aby powstał e wskutek obciążania elementu rysy i ugięcia nie przekraczał y wartości maksymalnych określonych w normie.

W pracy badawczej skupialiśmy się na kontroli zarysowania. Pojawienie się pierwszej rysy, rozwój rys i ich stabilizacja są uzależnione między innymi od rozwoju naprężeń przyczepności betonu ze zbrojeniem zwykłym i sprężającym, jak również od tego, czy mamy do czynienia z elementem rozciąganym czy zginanym.

Zestawienie pomiarów szerokości rys na poszczególnych etapach obciążenia

Zestawienie pomiarów przedstawiono w następującej tabeli:

Tabela 4 Wyniki pomiarów szerokości poszczególnych rys.

Zestawienie szczegółowe pomiarów i analiz rys na poszczególnych etapach obciążenia

Zestawienie szczegółowe pomiarów i analiz rys przedstawiono w tabeli poniżej:

Tabela 5. Zestawienie szczegółowe pomiarów rys oraz ich analiz.

Rozstaw rys

Średnią wartość rozstawu rys obliczono mierząc w AutoCadzie odległość od pierwszej do ostatniej rysy przecinającej się z daną linią poziomą, a następnie dzielono przez liczbę rys przecinających się z tymi liniami. Wyniki zostały przedstawione w tabeli poniżej:

Nr linii	Odległość [cm]	Ilość rys [-]	S śr
A	76,59	10	7,659
B	75,21	9
C	jedna rysa
D	brak rys

Tabela 6. Średnie wartości rozstawu rys.

Odczytano także maksymalny i minimalny rozstaw rys dla poszczególnych linii, zestawienie wyników w tabeli poniżej:

Nr linii	S max [cm]	S min [cm]
A	17,88	2,82
B	15,13	5,17
C	jedna rysa
D	brak rys

Tabela 7. Maksymalne i minimalne rozstawy rys.

Zbrojenie minimalne

Jeżeli w przekroju betonowym wymagane jest sprawdzenie rys, to w obszarach rozciąganych, w których spodziewamy się ich pojawienia, należ y umieścić zbrojenie nie mniejsze od minimalnego określonego przez normę EN 1992-1-1:2004+AC:2008 w punkcie 7.3.2. Mają c na uwadze przyczepność stali do betonu, możemy z warunków równowagi między siłą rozciągającą w betonie tuż przed zarysowaniem a siłą rozciągającą w zbrojeniu bezpośrednio po zarysowaniu, obliczyć potrzebny przekrój prętów.

Obliczenie wartości teoretycznych rozwarć rys

Belka została zniszczona pod wpływem zginania i ścinania elementu belkowego. W celu obliczenia nośności belki i późniejszego porównania otrzymanych wartości z wynikami badania posłużono się Eurokodem 2. Obliczenia nośności przedstawiono poniżej.

Zarysowanie powstaje w wyniku działania momentu rysującego:

Dla naszego przekroju jego wartość zostało już wcześniej wyznaczona w punkcie 8 w podpunkcie d
i kształtuje się ona następująco

Maksymalna charakterystyczna szerokość rys

Następnie kontynuujemy obliczenia i wyznaczamy maksymalną charakterystyczną szerokość rys, każdorazowo sprawdzając czy spełnia ona warunek 0,4 mm ( dla X0 i XC1). Wartości te wyznaczyć można za pomocą wzoru:

Przyjęte dane do dalszych obliczeń:

f_yk=400MPa – wytrzymałość charakterystyczna stali zbrojeniowej

f_ck=60MPa- wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie dla betonu

Φ_g=20mm- średnica zbrojenia głównego

Φ_s=8mm- średnica strzemion

- wytrzymałość obliczeniowa stali zbrojeniowej

- wytrzymałość obliczeniowa dla betonu

- pole przekroju zbrojenia głównego (pomijamy zbrojenie górne Φ_s=8mm, gdyż jest ono traktowane jako zbrojenie konstrukcyjne)

- pole przekroju poprzecznego strzemion

h=20cm – wysokość przekroju belki

c_nom=2,5cm – otulina nominalna belki

- wysokość użytkowa belki

b_w=15cm – szerokość belki

η=0,95 – współczynnik do określania wytrzymałości obliczeniowej betonu na ściskanie dla klasy C60/75

s=24 cm – rozstaw strzemion w strefie przypodporowej

s_p=29 cm- rozstaw strzemion w pozostałej części belki

z=0,9d=14,13cm- ramię sił wewnętrznych

Nośność na zginanie

Względny zasięg strefy ściskanej:

Wymagany warunek został spełniony :

Wartość nośności na zginanie przekroju

Nośność na ścinanie

θ- kąt nachylenia krzyżulców betonowych przyjęto jako 26,7^o, czyli cot(θ)=2

- nośność na ścinanie pionowego zbrojenia na ścinanie (w strefie przypodporowej)

- nośność na ścinanie pionowego zbrojenia na ścinanie
(w pozostałej części belki)

- współczynnik wyrażający redukcję wytrzymałości betonu w dwuosiowym stanie naprężenia

- współczynnik zależny od stanu naprężenia w ściskanym pasie (belka jest niesprężona)

- nośność na ścinanie ograniczona przez zmiażdżenie ściskanych krzyżulców betonowych

W strefie przypodporowej:

W pozostałej części belki:

Gdzie : S_r.max- maksymalny rozstaw rys w obliczanym elemencie

ε_sm- średnie odkształcenie zbrojenia rozciąganego pod wpływem odpowiedniej kombinacji obciążeń

ε_cm- średnie odkształcenie betonu na odcinku między rysami

Wyrażenie (ε_sm- ε_cm) obliczamy za pomocą wzoru:

f_ct.eff=f_ctm=4,4MPa – średnia wartość wytrzymałości betonu na rozciąganie w chwili przewidywanego zarysowania

Efektywne pole przekroju:

Efektywny stopień zbrojenia:

Współczynnik zależny od rodzaju obciążenia (dla krótkotrwałych) k_t=0,6

Naprężenie w zbrojeniu rozciąganym w przekroju zarysowanym zmienia się wraz ze zmianą momentu

zginającego:

Natomiast maksymalny rozstaw rys wyznaczam ze wzoru:

Współczynniki w zależności od rodzaju prętów: k₁=0,8, k₂=0,5, k₃=3,4, k₅=0,43.

Maksymalny rozstaw rys wyznaczono jako 17,88cm. Moment rysujący został przekroczony w poziomie III i od tej chwili liczono rozwartość rys.

Obliczenia rozwarcia rys i maksymalnego ich rozstawu dla kolejnych poziomów obciążenia wykonano i przedstawiono w tabeli poniżej:

Poziom obciążenia	Wartość momentu zginającego [kN*m]	Naprężenie w zbrojeniu rozciąganym [MPa]	Wyrażenie Δε	Spełnienie warunku 0,6 *σs/Es	Rozwartość rys [mm]
I	1,59	-	-	-	-
II	3,01	-	-	-	-
III	4,45	53,01	-0,00015	0,00016	0,028
IV	5,98	71,16	-0,00006	0,00021	0,038
V	11,95	142,28	0,00029	0,00043	0,076
VI	18,02	214,61	0,00066	0,00064	0,115
VII	24,03	286,16	0,00101	0,00086	0,153
VII	30,01	357,32	0,00137	0,00107	0,192
IX	46,50	553,67	0,00235	0,00166	0,297

Tabela 8. Teoretyczna rozwartość rys.

10.Porównanie wyników teoretycznych z doświadczalnymi

W tabeli zestawiono wyznaczone wcześniej obydwoma sposobami wartości ugięcia , a także rozwartość rys.

Poziom obciążenia	Ugięcie doświadczalne [mm]	Ugięcie teoretyczne [mm]
I	0	0,25
II	0,49	0,48
III	1,19	0,71
IV	1,92	1,36
V	2,75	3,37
VI	5,75	5,27
VII	8,6	7,11
VII	11,3	8,92
IX	14,42	13,91

Tabela 9. Porównanie otrzymanych wartości ugięcia

Poziom obciążenia	Maksymalna rozwartość rys wyznaczona doświadczalnie [mm]	Maksymalna rozwartość rys wyznaczona teoretycznie [mm]
I	0,00	0,00
II	0,00	0,00
III	0,00	0,03
IV	0,05	0,04
V	0,10	0,08
VI	0,15	0,12
VII	0,20	0,15
VII	-	0,19
IX	-	0,29

Tabela 10. Porównanie otrzymanych wartości rozwartości rys.

11.Wnioski

Celem ćwiczenia było wykonanie belki żelbetowej w kolejnych krokach takich jak: skręcenie deskowania, wykonanie zbrojenia, utworzenie mieszanki betonowej o wymaganym składzie, białkowanie oraz badanie jej podczas obciążania, a w końcu całkowite zniszczenie. Zajęcia te pomagały poszerzyć swoją wiedzę z przedmiotu konstrukcje betonowe już zdobytą w czasie studiów.

W czasie wykonywania ćwiczenia można było zauważyć iż stan zarysowania ma wpływ na zjawisko ugięcia. Zauważono również, iż sztywność elementu malała ze wzrostem zarysowania. W czasie badania nie przekroczono granicznej wartości w_max=0,4mm.

Po oględzinach zniszczonej belki można wnioskować, iż nasza belka zniszczyła się ze względu na zjawisko ścinania. Najprawdopodobniej wynikało to ze względu na zbyt duży rozstaw strzemion.

Na podstawie wykonanych obliczeń i porównań wyników otrzymanych teoretycznie i obliczeniowo można stwierdzić, że wartości są do siebie zbliżone. Maksymalna rozwartość rys, którą udało się zmierzyć przy obciążeniu IV-VII, różni się maksymalnie o 0,05mm od obliczonej teoretycznie, co można przyporządkować do błędu naszego narzędzia pomiarowego, a także błędu osoby mierzącej. Na uwagę zasługuje również fakt, iż powyżej obciążenie 100kN nastąpiła awaria maszyny i belka uległa zniszczeniu przy około 150kN bez możliwości pomiaru ugięcia i rozwartości którejkolwiek z rys.

Otrzymane przez zespół wartości ugięcia również kształtują się podobnie do tych obliczonych teoretycznie. Największą różnicę pomiędzy tymi wartościami można zauważyć przy poziomie obciążenia VII, gdzie błąd wynosi 2,38mm.

Rozbieżności wartości mogą być wynikami różnych czynników, takich jak: niedokładność przyrządów pomiarowych oraz osób ich używających. Na kształtowanie się wyników mógł mieć wpływ idealizacji badanego układu, założenie uproszczonego przekroju, przyjęcia jednorodności materiału, idealności warunków podporowych. Nasz badany obiekt nie posiada idealnych wymiarów, może posiadać wady czy wtrącenia, mieszanka betonowa mogła być nie pielęgnowania we właściwy sposób oraz wiele innych.

Jak wynika to z przeprowadzonego ćwiczenia widzimy pewną różnicę w wynikach otrzymanych drogą teoretyczną i doświadczalną, dlatego warto w czasie projektowania stosować współczynniki bezpieczeństwa, a gdy zajdzie konieczność wziąć pod uwagę wykonanie badań doświadczalnych.

Rozbieżność wyników jednak nie jest zbyt duża, dlatego możemy stwierdzić, iż algorytmy zawarte w Eurokodzie 2 są prawidłowe i każdy konstruktor może posiłkować się tą normą w czasie projektowania.