Krzywa naprężeń i odkształceń betonu
krzywa naprężeń betonu jest graficzną reprezentacją zachowania betonu pod obciążeniem. Jest wytwarzany przez wykreślenie naprężenia ściskającego beton w różnych odstępach obciążenia ściskającego Beton (naprężenia). Beton jest głównie używany do ściskania, dlatego jego krzywa naprężenia ściskającego jest szczególnie interesująca.
naprężenie i odkształcenie betonu uzyskuje się przez testowanie próbki betonowej cylindra w wieku 28 dni, za pomocą maszyny do badania ściskania. Krzywa naprężenia odkształcenia betonu pozwala projektantom i inżynierom przewidzieć zachowanie betonu stosowanego w konstrukcjach budowlanych.
wreszcie, wydajność konstrukcji betonowej jest kontrolowana przez zależność krzywej naprężenia odkształcenia i rodzaj naprężenia, któremu poddawany jest beton w konstrukcji.
Krzywa naprężenia-odkształcenia dla betonu
rys. 1 i Rys. 2 pokazuje krzywą naprężenia odkształcenia odpowiednio dla normalnego ciężaru i lekkiego betonu. Na każdej figurze znajduje się zestaw krzywych, które reprezentują wytrzymałość betonu. Tak więc wyższe krzywe pokazują wyższą wytrzymałość betonu. Fig. 3 pokazuje, jak kształt krzywej naprężeń betonowych zmienia się w zależności od prędkości załadunku.
pomimo faktu, że szybkość badania i gęstość betonu wpływa na kształt krzywej naprężenie-odkształcenie, ale można zauważyć, że wszystkie krzywe wykazują prawie ten sam charakter. tzn. przechodzą te same etapy pod obciążeniem. Różne części krzywej naprężeń betonowych są omówione poniżej:
Fig. 1: Zestaw krzywej naprężenia dla betonu o normalnej gęstości
Fig. 2: Krzywa naprężenia dla betonu lekkiego
Fig. 3: Krzywa naprężeń betonu zmienia się w zależności od prędkości testowania
część prosta lub elastyczna
początkowo wszystkie krzywe naprężeń (rys.1 i Rys. 2) są dość proste; stres i odkształcenie są proporcjonalne. Na tym etapie materiał powinien być w stanie zachować swój pierwotny kształt, jeśli ładunek zostanie usunięty. Zakres sprężystości krzywej naprężenia betonu utrzymuje się do 0,45 fc’ (maksymalna wytrzymałość na ściskanie betonu).
nachylenie elastycznej części krzywej naprężenia jest betonowym modułem sprężystości. Moduł sprężystości betonu wzrasta wraz ze wzrostem jego wytrzymałości. Kod ACI dostarcza równań do obliczania konkretnego modułu sprężystości.
punkt szczytowy lub maksymalny punkt naprężenia ściskającego
zakres sprężystości jest przekroczony, a Beton zaczyna wykazywać zachowanie plastyczne (nieliniowe), gdy obciążenie jest dalej zwiększane. Po zakresie sprężystości krzywa zaczyna się poziomo, osiągając maksymalne naprężenie ściskające (maksymalną wytrzymałość na ściskanie).
w przypadku betonu o normalnej masie maksymalne naprężenie jest realizowane w zakresie odkształceń ściskających od 0,002 do 0,003. jednak w przypadku betonu lekkiego maksymalne naprężenie osiągane przy odkształceniu wynosi od 0,003 do 0. 0035.Wyższe wyniki odkształcenia w obu krzywych reprezentują większą wytrzymałość.
w przypadku betonu o normalnej masie kod Aci określa, że odkształcenie 0,003 jest maksymalnym odkształceniem, które może osiągnąć Beton, a wartość ta jest używana do projektowania betonowego elementu konstrukcyjnego. Jednak Europejski kodeks zakłada, że beton może osiągnąć szczep 0.0035, a zatem wartość ta jest wykorzystywana do projektowania betonowego elementu konstrukcyjnego.
część malejąca
po osiągnięciu maksymalnego stresu wszystkie krzywe pokazują trend malejący. Charakterystyka krzywej naprężenia w części malejącej opiera się na metodzie badania.
długa stabilna część malejąca jest osiągana, jeśli zastosowano specjalną procedurę testowania, aby zagwarantować stałą szybkość odkształcenia, podczas gdy opór cylindra maleje. Jeśli jednak nie zostanie zastosowana specjalna procedura testowania, rozładunek po punkcie szczytowym byłby szybki, a malejąca część krzywej nie byłaby taka sama.
