2. Materiały kompozytowe zastosowane w badaniach
W badaniach zastosowano pręty kompozytowe zawierające włókna szklane, w postaci prętów prostych i spiralnych strzemion (rys. 4), oraz włókna bazaltowe, w postaci prętów prostych.
Rys. 4. Pręty proste i spiralne strzemiona (włókna szklane)
Wykaz zastosowanych prętów wraz z ich podstawową charakterystyką wytrzymałościową i fizyczną zawiera Tablica 1.
Tablica 1. Właściwości prętów kompozytowych
Rodzaj włókna |
Kształt pręta |
Średnica |
Pole przekroju |
Masa |
Wytrzymałość na rozciąganie |
Moduł sprężystości |
Odkształcenie graniczne |
mm |
mm‘ |
kg/m |
MPa |
GPa |
%0 | ||
szkło |
prosty |
5,06 |
20,1 |
40 |
1288 |
45,9 |
28,1 |
prosty |
10,83 |
92,1 |
187 |
1118 |
46,8 |
21,8 | |
spirala |
4 | ||||||
spirala |
8 | ||||||
bazalt |
prosty |
6,68 |
35,1 |
74 |
1185 |
52,8 |
22,5 |
prosty |
8,33 |
54,5 |
120 |
1475 |
56,3 |
26,2 |
3. Program badań
Ogółem badania objęły 8 belek, o rozpiętości w osiach podpór 3,00m, obciążanych dwiema siłami skupionymi, ustawionymi symetrycznie w odległości 0,8m od podpór.
Cztery pierwsze belki zostały tak zaprojektowane, aby wyeksponować wpływ rodzaju prętów FRP i stopnia zbrojenia podłużnego na nośność (tabl. 2 oraz rys. 5 i 6). Zbrojenie podłużne w strefie ściskanej i zamknięte strzemiona umieszczono tylko w strefach przypodporowych (między podporami i siłami obciążającymi belkę), przy czym wykonano je ze stali RB500W. Podłużne zbrojenie rozciągane stanowiły pręty kompozytowe, z włóknami szklanymi lub bazaltowymi.
Tablica 2. Charakterystyka belek badanych ze względu na nośność zginania
Belka |
Wymiary przekroju |
Włókno kompozytu |
Średnica prętów FRP |
Pole pręta A, |
Liczba prętów FRP |
Stopień zbrojenia Pi |
Graniczny stopień zbrojenia Pfb | |
£cu = 0,003 wg ACI TH |
£CU = 0,0035 wg PN-EN [6] | |||||||
mm |
mm |
mm' | ||||||
1-G |
150x300 |
szkło |
5,06 |
20,1 |
3 |
0,00144 |
0,00193 |
0,00221 |
2-G |
10,83 |
92,1 |
2 |
0,00447 |
0,00307 |
0,00351 | ||
1-B |
bazalt |
6,68 |
35,1 |
2 |
0,00170 |
0,00236 |
0,00270 | |
2-B |
8,33 |
54,5 |
3 |
0,00396 |
0,00299 |
0,00342 |
4