This paper reports an experimental on the flexural performance of prestressed concrete-encased high-strength steel beams (PCEHSSBs). To study the applicability of high-strength steel (HSS) in prestressed concrete-encased steel beams (PCESBs), one simply supported prestressed concrete-encased ordinary strength steel beam (PCEOSSB) and eight simply supported PCEHSSBs were tested under a four-point bending load. The influence of steel strength grade, I-steel ratio, reinforcement ratio and stirrup ratio on the flexural performance of such members was investigated. The test results show that increasing the I-steel grade and I-steel ratio can significantly improve the bearing capacity of PCESB. Increasing the compressive reinforcement ratio of PCEHSSB can effectively improve its bearing capacity and ductility properties, making full use of the performance of HSS in composite beams. Increasing the hoop ratio has a small improvement on the load capacity of the test beams; setting up shear connectors can improve the ductile properties of the specimens although it does not lead to a significant increase in the load capacity of the combined beams. Then, combined with the test data, the comprehensive reinforcement index considering the location of reinforcement was proposed to evaluate the crack resistance of specimens. The relationship between the comprehensive reinforcement index and the crack resistance of specimens was given.
Nowadays, among many existing reinforced concrete (RC) columns, it is impossible to find samples that work only as centrally compressed members – their vast majority work as eccentrically compressed members. On the other hand, the significant volumes of reconstruction in Ukraine will require studies of the work of various RC structures strengthened under different load levels. In addition to choosing the method of strengthening itself, the relevant tasks will be studies of bearing capacity, crack resistance, reliability (including residual resource) of structures, etc. This article presents the method of crack resistance experimental study of eccentrically compressed RC members. The proposed method was tested on unstrengthened (ordinary) and strengthened (in a stretched zone) RC columns; the results of experimental studies for ordinary and strengthened samples were also obtained. The columns were strengthened with a composite material (from many carbon-fiber-reinforced polymers) – the Sika Carbodur S512 strip. The feature of the crack resistance study of columns was that they were strengthened under the initial load level of 30 %. As a result of experimental research on the samples strengthened under load, we stated that the width of the crack decreased on average by about 36 % (at the comparable values of the active load). In turn, the average maximum length of cracks decreased to about 50 % of the height of the cross-section (for unstrengthened samples, this value was approximately 80 %), and the eccentric compressive ultimate load was increased by about 33 %.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano badania ścian z autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) w skali naturalnej, w których zastosowano nowy typ zbrojenia z siatki stalowej. Omówiono wpływ zbrojenia na strefę połączenia ścian prostopadłych. Przeanalizowano nośność i rysoodporność połączenia. Wyniki porównano z wynikami badań wcześniejszych [1, 2]. Artykuł jest drugą częścią publikacji [3] oraz kontynuacją badań opisanych w [1, 2].
EN
The article describes the tests of walls made of autoclaved aerated concrete (AAC) on a full scale, in which the new type of steel mesh reinforcement was used. The influence of reinforcement on the connection zone of perpendicular walls was described. The load capacity and crack resistance of the connection zone were analysed. The results were compared with those of earlier studies [1, 2]. The article is the second part of the tests published in [3] and a continuation of earlier research [1, 2].
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pękanie wodoropochodne (Hydrogen Induced Cracking, HIC) jest poważnym problemem w eksploatacji infrastruktury przesyłowej węglowodorów oraz zbiorników do magazynowania paliw zawierających wodór. Rozmiary atomów wodoru sprawiają, że dyfunduje on łatwo i wnika w strukturę metalu, co może być przyczyną obniżenia jego wytrzymałości. W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań pękania wodoropochodnego HIC dwóch rodzajów płyt stalowych, wykonanych zgodnie z obowiązującymi normami. Badania przeprowadzono na zmodernizowanym stanowisku badawczym Instytutu Nafty i Gazu - Państwowego Instytutu Badawczego w Krakowie. Zidentyfikowano łącznie 67 pęknięć wodoropochodnych o wymiarach od 0,1 mm do ponad 15 mm. Wykazano, że próbki obu płyt stalowych nie spełniają kryteriów norm w odniesieniu do współczynników CLR i CTR.
EN
Hydrogen Induced Cracking (HIC) causes a serious problem in the operation of hydrocarbon transmission infrastructure and hydrogen storage tanks. Due to size of hydrogen atoms, it diffuses easily and penetrates into metal structure, which may be a cause of reduce its strength. This paper presents results of laboratory HIC tests of two types of steel plates, carried out in the accordance with the applicable standards. The tests were performed on upgraded research stand in Oil and Gas Institute - National Research Institute (Krakow, Poland) laboratory. A total of 67 hydrogen induced fractures, ranging in size from 0.1 mm to greater than 15 mm have been identified. It has been shown, that the samples of both steel plates do not meet the standards criteria especially regarding to the CLR and CTR coefficients.
The paper presents the research results on using eco-friendly impregnation materials to reduce cracking in load-bearing timber elements. The behaviour of pine elements was studied when impregnation materials based on linseed oil were used. Statistical data are given on the reduction in the growth rate of the length and width of cracks, dependent on the number of protective layers of the finishing material. The effect of the absence of cracks on timber elements during atmospheric drying is described, considering the use of a three-layer paint and varnish coating. The effect of the increase in timber structures’ durability and corresponding cost and material consumption reduction in timber structures have been proven.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zbrojenie w konstrukcjach murowych stosuje się w celu ograniczenia zarysowań i zwiększenia nośności ścian. W artykule opisano badania ścian z autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) w skali naturalnej, w których zastosowano nowy typ zbrojenia z siatki stalowej. Określono wpływ zbrojenia na strefę wokół okna. Prezentowane badania są kontynuacją wcześniejszych podobnych analiz, opublikowanych w miesięczniku „Materiały Budowlane” [1, 2]. Uzyskane wyniki badań porównano z wynikami opublikowanymi w [1, 2, 3].
EN
Reinforcement in masonry structures is used to reduce cracks' width and increase the load-bearing capacity of walls. The article describes the study of autoclaved aerated concrete (AAC) walls in a full scale. A new type of steel mesh reinforcement was used in the tests. The influence of the reinforcement on the zone around the window was determined. The presented research is a continuation of previous similar analyzes published in Building Materials [1, 2]. The obtained tests results were compared with the results published in [1, 2, 3].
This article presents a literature review into the current state of the theory and practice of spraying complex titanium and zirconium nitride on steel P6M5, as well as a study of the effect of spraying time on the structural and mechanical characteristics of the applied coating. With the help of microstructural analysis and the measurement of the mechanical properties of the sprayed layers, it was found that the size of the voids and their number per unit surface area decreases with the spraying time. The highest values of hardness and crack resistance of the coating were obtained during the technological process - 15 minutes. It was found that the duration of vacuum-condensation spraying with Ti-Zr-N alloy significantly increases the wear resistance of structural steels, and the best results among the considered parameters showed a sample with a spraying time of 15 min, this figure can be considered optimal.
W pracy przedstawiono wyniki badań betonów z łącznym dodatkiem krzemionkowych popiołów lotnych (Fly ash – FA) oraz mikrokrzemionki (Silica fume – SF). W celu potwierdzenia pozytywnego wpływu zastosowanych odpadów przemysłowych w betonie wykonano badania odporności na pękanie, według drugiego modelu pękania, a także wytrzymałości na ściskanie – fcm oraz rozciąganie pośrednie – fctm. Odporność na pękanie kompozytów oceniano na podstawie wyników krytycznego współczynnika intensywności naprężeń KIIc. Eksperymenty wykonano na betonie z różną kompozycją dodatków mineralnych – w młodym wieku, po 3 i 7 dniach dojrzewania betonu oraz po 28 dniach. Zastosowanie odpadów przemysłowych w postaci krzemionkowych popiołów lotnych i mikrokrzemionki zagęszczonej pozwala na ograniczenie zużycia cementu w betonie oraz zaoszczędzenie zasobów naturalnych do produkcji klinkieru, co spełnia koncepcje budownictwa zrównoważonego. Ponadto dzięki temu uzyskano korzystniejsze wartości parametrów: fcm, fctm oraz KIIc w porównaniu do wartości otrzymanych dla betonu odniesienia.
Wykorzystanie parametrów mechaniki pękania umożliwia bardziej ekonomiczne podejście do projektowania konstrukcji. Tradycyjne badania doświadczalne dostarczają wielu istotnych informacji dotyczących zarysowań oraz koncentracji naprężeń w obciążanych elementach. Wymagają one jednak dużej liczby czasochłonnych prób. Wstępne obliczenia przeprowadzone za pomocą programów komputerowych, pozwalają ograniczyć je do niezbędnego minimum. W niniejszej pracy przedstawiono przegląd dostępnych programów komputerowych wykorzystywanych do analizy parametrów mechaniki pękania. W ramach badań własnych, wykonano model próby rozciągania przy rozłupywaniu w programie Robot Structural Analysis oraz przeprowadzono weryfikację obliczeń w programie Abaqus. Przedmiotem badań był betonowy dysk osłabiony szczeliną prostą lub skośną, symulujący prosty lub złożony stan naprężeń w elemencie betonowym.
EN
The use of the parameters of fracture mechanics presents a new way of designing in civil engineering. Traditional laboratory research provides lots of important information connected to cracks and tension - concentration in loaded elements. On the other hand, tests are very time - consuming. Initial calculations by means of computer programmes allow to decrease amount of laboratory tests only to extreme minimum. The paper contains the overview of the most common computer programmes used for the analysis of parameters of fracture mechanics . Moreover, the own model of Brazilian test in computer programme called Robot Structural Analysis was created. The model verification was made in Abaqus CAE. Concrete discs with straight or inclined crack in the middle, which simulates simple ‒ or mixed ‒ tension conditions in concrete element, were used as the subject of the study.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono czynniki decydujące o trwałości strunobetonowych podkładów kolejowych, które można podzielić na fizyczne i chemiczne. Do czynników fizycznych zaliczamy przyczepność zbrojenia sprężającego do betonu, która zależy od technologii wykonywania strunobetonowych podkładów kolejowych. Produkowane zgodnie z tymi technologiami podkłady różnią się znacznie pod względem nośności i odporności na powstawanie rys. Badania doświadczalne pokazały, że najlepsze właściwości zapewniają zakotwienia główkowe drutów sprężających metodą BBRV; nośność strefy podszynowej tych podkładów przekracza nośność innych rodzajów podkładów nawet o ponad 35%. Natomiast z czynników chemicznych, najważniejsza jest zawartość rozpuszczalnego sodu i potasu w cemencie, które zapewniają mniejsze od 400 mmol/L stężenie ich wodorotlenków, gdy obróbka cieplna betonu nie przekracza 70°C. W przypadku obróbki cieplnej betonu w temperaturze nie przekraczającej 50°C stężenie to nie powinno przekraczać 600 mmol/L roztworu w porach betonu. Zapewnia to trwałość ettringitu w betonie, w podanych temperaturach. Te stężenia wodorotlenków sodu i potasu należy wyliczyć na podstawie składu betonu i zawartości tych pierwiastków w poszczególnych jego składnikach.
EN
In the paper the physical and chemical parameters which are determining the durability of pre-tensioned concrete railway sleepers are presented. To the physical parameters the adhesion between prestressing reinforcement and concrete, which depends on the technology of pre-tensioned railway sleepers production were presented. The sleepers produced according to these technologies differ significantly in bearing capacity and cracking resistance. Experimental investigations have shown that the most advantageous properties are obtained when the button head anchorages of the prestressing wires are applied, according to the BBRV method; the bearing capacity of the rail seat zone for such railway sleepers exceeds the capacity of other types of sleepers even more than 35%. The most important chemical parameters is the content of soluble sodium and potassium in cement, which is assuring the concentration lower than 400 mmoles/L for heat treatment of concrete sleepers at temperature not exceeding 70°C. At temperature not exceeding 50°C it should be 600 mmoles/L of concrete pore solution. It assures the stability of ettringite in concrete at given temperature. These concentration of sodium and potassium hydroxides should be calculated for known concrete composition and determined content of soluble Na2Oe in concrete ingredients.
W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości i odporności na pękanie dwóch żeliw uzyskanych w wyniku modyfikacji żeliwa sferoidalnego ADI EN-GJS-1050-6. Pokazano, że nieznaczne zmiany w morfologii (wielkość i dyspersyjność sferoidalnych cząstek grafitu) powodują zmiany właściwości materiału. Badano również wpływ długotrwałego zmęczenia na charakterystyki wytrzymałości i odporności na pękanie żeliwa.
EN
In the paper are presented the results of strength and fracture toughness the two modification of ADI ductile iron EN-GJS-1050-6. It was shown that insignificant changes into morphology of materials (size and dispersion) caused corresponding changes of material properties. Influence of fatigue loading on strength and fracture toughness ductile of the ADI ductile iron was also tested in the paper.
Aim: The purpose of this research is to study the fire retardant effectiveness of developed substances for use in protection of concrete structures against high temperatures and open fire flames. Introduction: Fire-retardant capability of filled silicon organic coatings is based on the creation of an expanded thermal insulation layer, which is formed on the surface of concrete structures at a temperature of 473-773 K. This layer protects construction structures from fire damage, and high temperatures which occur during a fire incident. The structures heat up to a critical temperature level, at which point they lose their load bearing capacity and collapse. Methods: Fire retardant capability of coatings for concrete was determined by a standardized method based on identifying the linear coefficient of coating expansion, in accordance with the Ukraine Fire Protection “State Standard -N-P B V.11-29-2010 - Fire Retardant Treatment of Building Structures, General Requirements and Methods of Control”. This Standard specifies general requirements and fire retardant capability control methods during commissioning of completed building structures, which were exposed to fire-retardant treatment, identification and subsequent use. Results: Results from experimental studies confirmed that the selected composition components of filled silicon organic coatings for concrete was appropriate. The proposed fire retardant substance has high protective efficiency properties during heating, due to the formation of an expanded insulation layer with a low thermal conductivity index and high coefficient of linear expansion. It was determined that the composition of fire retardant substances, number 3 and 4, are characterized by the highest linear coefficient of swelling and the lowest thermal conductivity index. These are important indicators of fire protection effectiveness for concrete structures. The best specifications are revealed by fire retardant substance number 3, for which λ = 0,058 Wt / m ∙ K and Кl= 12.3. Conclusions: The use of expanding fire protective coatings is appropriate because the substances are thin-layered, do not emit toxic elements when heated and are very effective in fire-retardant performance. Their preparation and application to the surface enables the use of current conventional technology in the paint and varnish industry. The formation of a layer with optimum protective properties, when coating is exposed to high temperatures, is determined largely by the developed fire retardant composition of elements making up the substance and quantitative relationship between components, and ultimately the chemical process which occurs during production.
PL
Wprowadzenie: Powłoki krzemoorganiczne z wypełniaczem wykazują zdolność ogniochronną poprzez tworzenie spęczniałej warstwy termoizolacyjnej na powierzchni konstrukcji betonowej przy temperaturze 473-773 K. Warstwa ta nie pozwala na uszkodzenie przez ogień konstrukcji budowlanych, a przy wysokiej temperaturze podczas pożaru zatrzymuje nagrzewanie się konstrukcji do punktu krytycznego, przy którym konstrukcje tracą swoją nośność i ulegają zniszczeniu. Celem pracy jest zbadanie skuteczności ogniochronnej opracowanej substancji przeznaczonej do ochrony konstrukcji betonowych przed oddziaływaniem wysokich temperatur i otwartym ogniem w warunkach pożaru. Metody: Zdolność ogniochronna powłoki do betonu była obliczana według normatywnej metodologii, bazującej na określeniu współczynnika liniowego pęcznienia materiału powłoki, zgodnie z normą „ДСТУ-Н-П Б В.1.1-29-2010. Obróbka ogniochronna konstrukcji budowlanych. Ogólne wymagania i metody kontroli”. Dana norma określa ogólne wymagania i metody kontroli właściwości ogniochronnych środków ogniochronnych podczas odbioru wykonanych prac związanych z obróbką ogniochronną konstrukcji budowlanych, identyfikacji i późniejszej eksploatacji. Wyniki: Wyniki badań eksperymentalnych potwierdziły słuszność wyboru elementów składowych krzemoorganicznych powłok z wypełniaczem do betonu. Zaproponowana substancja ogniochronna podczas nagrzewania wykazuje wysoką skuteczność ogniochronną dzięki wytworzeniu spęczniającej się warstwy termoizolacyjnej o niskim współczynniku przewodzenia ciepła i wysokim współczynniku liniowym pęcznienia. Ustalono, iż skład substancji chemicznych nr 3 i nr 4 charakteryzuje wysoki liniowy współczynnik pęcznienia i niskie wartości współczynników przewodzenia ciepła, które z kolei są ważnymi charakterystykami decydującymi o skuteczności ogniochronnej betonowych konstrukcji budowlanych. Najlepsze właściwości wykazuje substancja ogniochronna nr 3, dla której wartości wynoszą λ = 0,058 W / m∙K и Kl = 12,3. Wnioski: Słuszność zastosowania pęczniejących powłok ogniochronnych jest uzasadniona tym, że są one cienkowarstwowe, przy nagrzewaniu nie wydzielają substancji toksycznych oraz charakteryzują się wysoką skutecznością ogniochronną, a ich przygotowanie i naniesienie na powierzchnię może odbywać się przy użyciu powszechnie stosowanej w przemyśle lakierniczym technologii. Tworzenie warstwy o optymalnych właściwościach ochronnych w dużym stopniu zależy od opracowania składu substancji ogniochronnej oraz stosunku ilościowego pomiędzy elementami i procesami chemicznymi zachodzącymi podczas jej formowania.
Elementy konstrukcyjne w trakcie wieloletniej eksploatacji są narażone na różne uszkodzenia, prowadzące w sytuacjach ekstremalnych do awarii, a nawet katastrof budowlanych. Szczególnie niebezpieczne są pęknięcia lub nieciągłości struktury materiałowej, diagnozowane w konstrukcjach metalowych, które charakteryzują się wysoką wrażliwością na tego typu defekty. Lokalne koncentracje naprężeń, do których dochodzi w otoczeniu wierzchołków pęknięć, inicjują ich rozwój, co może prowadzić do globalnej redukcji nośności danego elementu, a czasami nawet całego ustroju nośnego. W sytuacji stwierdzenia tego typu uszkodzeń niezbędne jest wykonanie ekspertyzy technicznej obejmującej analizę nośności i bezpieczeństwa pracy konstrukcji.
EN
Over the course of many years of use, structural components are exposed to various types of damage, which in extreme situations may result in accidents or even catastrophic failure. Cracks or discontinuities in the material structure that can be diagnosed in metallic structures, which are highly susceptible to this type of defect, are particularly dangerous. Local stress concentrations around the top of fractures trigger their development, and may result in a global reduction in the load capacity of a given element—sometimes even the entire superstructure. When this type of damage is confirmed, it becomes necessary to perform a technical evaluation that includes analysis of structural load capacity and safety.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę obliczania wytrzymałości, rysoodporności i odkształcalności elementów ze zbrojonego autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK). Metoda została opracowana na podstawie wieloletnich doświadczeń i badań. Wyniki obliczeń wg tej metody są zgodne z wynikami uzyskiwanymi w badaniach.
EN
The article presents calculation method of flexural strength, crack resistance and deformation of reinforced autoclaved aerated concrete elements. The method was worked out based on many years of experiences and researches. Results of calculations according to this method are consistented with results obtained in researches.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: Results of the effect of thermomechanical processing conditions on the microstructure, mechanical properties and crack resistance are included in the present work. Conditions of forging with the method of thermo-mechanical treatment were developed basing on the analysis of precipitation kinetics of MX interstitial phases in a solid solution, plastometric examinations and investigations of the kinetics of undercooled austenite phase transformations. Design/methodology/approach: Light microscopy and transmission electron microscopy techniques were used to reveal the microstructure of samples obtained as a result of the thermomechanical forging. Mechanical properties and hardness tests as well as resistance to cracking using Charpy V samples at room and lowered temperature were carried out. Findings: Applied thermo-mechanical treatment allows obtaining fine-grained microstructure of austenite during hot-working and production of forged parts, which acquire advantageous set of mechanical properties and guaranteed crack resistance after controlled cooling from finishing plastic deformation temperature and successive tempering. Forgings produced with the method of thermo-mechanical treatment, consecutively subjected to tempering in the temperature range from 550 to 650°C, reveal the values of YS0.2
W pracy przedstawiono badania odporności na pękanie betonów w młodym wieku, które zawierały O, 20 i 30% dodatku krzemionkowych popiołów lotnych. Eksperymenty przeprowadzono po 3, 7, 14 i 21 dniach od wykonania zarobów. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że betony z dodatkiem popiołów lotnych charakteryzują się w młodym wieku niższą odpornością na pękanie i większą kruchością.
EN
This paper describes testing of the crack resistance of young concretes containing 0%, 20% and 30% added silica fly-ash. The experiments were performed 3, 7, 14 and 21 days after the making of batches. It was found that, when at a young age, concretes with added fly-ash have lower crack resistance and are more brittle.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
High mechanical, chemical and thermal cyclic loads characterize the load regime of hot forging applications. Additionally these loads are acting simultaneously which leads to a failure of the form giving tool components after a short tool life. Accounting for about 70% of all causes, wear is the main reason for production downtimes. Other failure factors are thermal and mechanical cracks as well as plastic deformation as a result of the loss of hardness due to the high thermal charge. The caused production downtimes can be reduced by surface modifications of the tools. Different results of recent research works prove the high potential of newly developed PVD and PECVD coating systems regarding the reduction of die wear. CrVN coating systems developed by PVD coating equipment and boron containing multilayered PECVD coating systems were applied to forging dies. Basic investigations of the occurring wear mechanisms show the qualification of the coating systems which have to be adapted to the decisive process related loads and damages.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Plasma nitriding treatments are approved to reduce wear occurring in the field of hot forging applications. But there are demands for a further optimization of the processes in order to achieve adapted properties for differently loaded forging tools. This work presents the influence of main process parameters on the wear behavior of dies. The focused steel material of this work is DIN-X38CrMoV5-1 (1.2343), a standard hot forming tool steel. The influence of nitriding parameters like temperature, nitrogen flow and time on the nitriding depth, hardness and crack sensitivity has been investigated. Comparative application tests show the influence of different surface treatments on the wear behavior and lifetime of forging tools in an industrial environment.
Low-carbon Cr-Ni-V steel specimens were austenitized at 810°C to 960°C for 30 min followed by isothermal quenching into a salt bath at the temperature range of 300–360 °C for different time (60, 90 and 120 min) to obtain structures with ferrite and various bainite morphologies. SEM studies showed that by increasing the austempering temperature, bainite structures varies from lower to upper bainite. Impact crack and hardness tests presented that increasing the austempering temperature from 300 °C to 360 °C leads to a changing in hardness and impact energy. Fractography of charpy impacted specimens showed ductile behavior for all austempering temperatures.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.