kompozitais armuotos betoninės konstrukcijos - Vilniaus Gedimino ...

204 10. Kompozitinės armatūros ir betono sąveika
Dėl savo paprastumo ir efektyvumo, ypač siekiant palyginti skirtingų armatūros
strypų sukibimą su betonu, plačiausiai taikomas ištraukimo bandymas (angl.
pull-out test). Kita vertus, šis bandymo metodas turi kelis esminius trūkumus: visų
pirma betone neišvengiamai susidaro gniuždymo įtempių dėl betoninio kubelio rėmimosi
į plieninį rėmą. Šis įtempių būvis varžo skersinių mikroplyšių susidarymą
ir gaunami didesni nei realūs konstrukcijoje veikiantys sukibimo įtempiai. Norint
minimizuoti šį efektą, inkaruota strypo dalis perkeliama toliau nuo atraminės reakcijos
(10.4 pav., a). Antras trūkumas tas, kad kubeliui remiantis į plieninį rėmą,
dėl trinties jėgų yra varžomos skersinės betono deformacijos, taip pat padidinančios
gaunamus sukibimo įtempius (analogiškai kaip dėl trinties su preso plokštėmis padidėja
gniuždomųjų kubelių stipris). Trinties efektui sumažinti naudojamos lengvai
skersine kryptimi besideformuojantys guminiai tarpikliai (10.4 pav., a).
Atliekant ištraukimo bandymą, betono ir armatūros sąlyčio zonoje veikiantys
vidutiniai sukibimo įtempiai apskaičiuojami veikiančią jėgą dalijant iš armatūros
paviršiaus ploto:
P
τ m = π⋅∅⋅ l , (10.12)
čia P – ištraukimo jėgos reikšmė; ∅ – armatūros strypo skersmuo; l – sukibusios su
betonu strypo dalies ilgis.
Žinant vidutinius sukibimo įtempius ir išmatavus armatūros laisvojo galo poslinkį,
galima sudaryti sukibimo įtempių ir slinkties funkciją (vietinio sukibimo dėsnį).
Ištraukimo bandymo schema ir naudojama įranga pateikta 10.5 pav.
Kokybiškai kitoks yra lenkiamosios sijos bandymo metodas (angl. beam test).
Pagrindinis šio bandymo pranašumas tas, kad bandinyje sukuriamas toks įtempių
būvis, kai tiek armatūra, tiek aplinkui esantis betonas yra tempiami. Išvengiama
gniuždymo ir trinties jėgų įtakos, tokiu būdu atspindint realią konstrukcinių elementų
elgseną. Sijos bandymo metu taikomas 10∅ inkaravimo ilgis, jį atitraukiant
nuo koncentruotų apkrovų ir atraminių reakcijų veikimo zonos (10.4 pav., b). Pagrindiniai
šio bandymo metodo trūkumai yra sudėtingas bandinių paruošimas, o
gaunami rezultatai atspindi ne tik vietinę armatūros ir betono sąveiką, bet ir viso
konstrukcinio elemento elgseną. Be to, standartizuotas 10∅ strypo inkaravimo ilgis
jau kelia abejonių dėl tolygaus sukibimo įtempių pasiskirstymo prielaidos.
Vidutiniai sukibimo įtempiai, atliekant sijos bandymą, apskaičiuojami remiantis
jėgų pusiausvyros schema, pateikta 10.6 pav. Kai sija apkraunama simetriškai, atraminė
reakcija yra lygi pusei apkrovos reikšmės: F a
= P / 2. Užrašę jėgų pusiausvyros
lygtis apie tašką A, gauname:
P
Pa ⋅
⋅ a= Fs⋅z ⇒ Fs
=
2 2z , (10.13)
čia F s – armatūroje veikianti jėga; a – atstumas nuo koncentruotos apkrovos iki atraminės
zonos centro; z – vidaus jėgų petys viduriniame sijos pjūvyje.