Analiza nośności i zarysowania zginanych elementów betonowych słabo zbrojonych

• Autorzy: Słowik M.

Warianty tytułu

EN

The analysis of load carrying capacity and cracking of slightly reinforced concrete members in bending

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elementy betonowe, w których zastosowano zbrojenie o przekroju mniejszym od minimalnego, obowiązującego w konstrukcjach żelbetowych, nazywane są elementami słabo zbrojonymi. Elementy te nie są przy wymiarowaniu wyodrębniane w osobnej grupie, ale traktowane są jak elementy betonowe niezbrojone. W ten sposób pomijany jest wpływ prętów zbrojeniowych na nośność i rysoodporność konstrukcji słabo zbrojonych. Praca elementów z betonu słabo zbrojonego jest stosunkowo słabo rozpoznana przez badaczy, chociaż stanowią one dosyć liczną grupę konstrukcji inżynierskich. Wykonano własne badania doświadczalne dotyczące zginanych elementów słabo zbrojonych w celu określenia ich nośności i rysoodporności. Elementami badawczymi były belki słabo zbrojone o zróżnicowanym stopniu zbrojenia podłużnego. Dodatkowo, w celu porównania, przebadano belki betonowe niezbrojone i belki żelbetowe. Przeanalizowano i porównano przebieg procesu powstawania i rozwoju rys oraz charakter zniszczenia i wielkość sił niszczących w badanych belkach w zależności od stopnia zbrojenia. Przeprowadzona analiza wyników badań stanowi podstawę do szerszego rozpoznania zagadnienia wpływu słabego zbrojenia na charakter pracy elementu z betonu. Jako efekt końcowy przedstawiono propozycję obliczeniowego określania nośności zginanych elementów słabo zbrojonych.

EN

Slightly reinforced concrete members are the members made by concrete with reinforcement less than minimum given in codes for reinforced concrete ones. Plain concrete and slightly reinforced concrete members in bending are treated in the same way during the dimensioning and the influence of longitudinal reinforcement on the load carrying capacity is not taken into account. The mechanism of work and crack formation in slightly reinforced concrete members is not completely recognized. The author's own research program was made. The experiment was aimed at the determination of cracking moment and load carrying capacity of slightly reinforced concrete beams with different reinforcement ratio. Also plain concrete beams and the typical reinforced concrete beam were tested. The analysis of the obtained values of maximum bending moment and crack's widths was made according to the reinforcement ratio. The analysis of test results shows how the presence of longitudinal steel bars in concrete members, even when reinforcement ratio is low, changes cracking process and influences the value of cracking moment in flexural members. On the basis of test results, the method how to calculate the load carrying capacity of slightly reinforced concrete elements in bending has been proposed.

Słowa kluczowe

PL

beton słabo zbrojony; minimalny stopień zbrojenia; nośność; rysoodporność

EN

slightly reinforced concrete; minimum reinforcement ratio; load carrying capacity; cracking

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2008
• Tom: vol. 2, nr 1
• Strony: 65--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Słowik M.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej,

Bibliografia

• [1] Bažant Z.P., Oh B.H., Crack Band Theory for Fracture of Concrete, Materiaux et Constructions. Vol.16-No 93, mai-juin, 1983.
• [2] Bažant Z.P., Pfeiffer P.A., Determination of Fracture Energy from Size Effect and Brittleness Number, ACI Materials Journal, November-December, 1987.
• [3] Bosco C., Carpinteri A., Fracture Mechanics Evaluation of Minimum Reinforcement in Concrete Structures, Off-print from the volume "Applications of Fracture Mechanics to Reinforced Concrete". Elsevier Applied Science, 1992.
• [4] Carpinteri A., Ferro G., Apparent Tensile Strength and Fictitious Fracture Energy of Concrete: A Fractal Geometry Approach to Related Size Effects, Proceedings of the International Conference on Fracture and Damage of Concrete and Rock. Vienna, 1992.
• [5] Chambaud M.R., Le calcule a la supture par flexion des poutres eu beton arme a faible pourcentage d'armature tendue, Inst. Techn. du Beton et des Fr. Publ. nr 78, 1954.
• [6] Dąbrowski K., Prostokątne elementy zginane z betonu słabo zbrojonego, Towarzystwo Naukowe Ekspertów Budownictwa w Polsce. Warszawa, 1962.
• [7] Hillerborg A., Modeer M., Petersson P.E., Analysis of Crack Formation and Crack Growth in Concrete by Means of Fracture Mechanics and Finite Elements, Cement and Concrete Research. Vol. 6, 1976.
• [8] Hjorteset K., Minimum Reinforcement Requirements for Concrete Flexural Members Determined Using Nonlinear Fracture Mechanics, MSc thesis in Civil Engineering. University of Washington, 1990.
• [9] Mianowski K. M., Metoda analizy przyczepności i rys w żelbecie, Archiwum Inżynierii Lądowej, Vol. XXXVI, z. 1-2/1990.
• [10] Saliger R., Nowa teoria żelbetu na podstawie odkształceń plastycznych przy złamaniu, PWN. Warszawa, 1952.
• [11] Słowik M., Analiza nośności elementów z betonu słabo zbrojonego z uwzględnieniem stanów granicznych użytkowania, Rozprawa doktorska. Politechnika Lubelska, Lublin, 2000.
• [12] Słowik M, Błazik-Borowa E., Wpływ doboru prętów zbrojeniowych na rozkład naprężeń w elemencie betonowym, Eksploatacja i Niezawodność, nr4/2001.
• [13] Słowik M., Wyznaczania minimalnego stopnia zbrojenia w zginanych elementach z betonu, XIV Konferencja Naukowa „Metody numeryczne w projektowaniu i analizie konstrukcji hydrotechnicznych”. Korbielów 2002. Materiały pokonferencyjne, 2002.
• [14] Słowik M., O wyznaczaniu minimalnego stopnia zbrojenia zginanych elementów żelbetowych, Inżynieria i Budownictwo, nr 1/2003.
• [15] Styś D., Rejman G., Efekt skali a minimalny stopień zbrojenia belek żelbetowych, XLI Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB, Kraków-Krynica, 1995.
• [16] Woliński Sz., Właściwości betonu rozciąganego i ich zastosowania w nieliniowej mechanice pękania, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej Budownictwo i Inżynieria Środowiska. Vol. 15, No 91. Rzeszów, 1991.
• [17] CEB-FIP Model Code. Bulletin d'information, No. 196, 1990.
• [18] PN-56/B-03260, Konstrukcje żelbetowe. Obliczenia statyczne i projektowanie, 1956.
• [19] PN-B-03260, Konstrukcje żelbetowe. Obliczenia statyczne i projektowanie, 2002.
• [20] PrEN 1992-1-1, Design of Concrete Structures. General Rules and Rules for Buildings, 2002.
• [21] ZN-66/HP/1, Budowle hydrotechniczne. Konstrukcje słabo zbrojone. Obliczenia statyczne i projektowanie, Centralne Biuro Studiów i Projektów Budownictwa Wodnego "Hydroprojekt". Warszawa, 1966.