Wpływ włókien stalowych na nośność stref przypodporowych belek żelbetowych

W Katedrze Konstrukcji Budowlanych Politechniki Białostockiej zostały przeprowadzone badania w celu wyjaśnienia możliwości częściowego lub całkowitego zastąpienia strzemion za pomocą stalowego zbrojenia rozproszonego w belkach zginanych. Badano żelbetowe belki jedno- i dwuprzęsłowe. Zbadano trzy serie A modeli belek żelbetowych jednoprzęsłowych, wykonanych z włóknobetonu o zawartości 1,5% włókien stalowych (objętościowo), o zróżnicowanych obustronnie rozstawach stalowych strzemion. Niemal we wszystkich belkach osiągnięto zniszczenie poprzez ścinanie. Wyniki badań wykazały zwiększenie nośności na ścinanie belek z fibrobetonu nawet o 50% w porównaniu z nośnością belek bez zbrojenia rozproszonego. Następna seria B zawierała piętnaście żelbetowych belek dwuprzęsłowych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego. Wszystkie belki miały identyczne zbrojenie na zginanie, zbrojenie na ścianie stanowiły strzemiona o zróżnicowanym rozstawie oraz włókna stalowe w ilości objętościowej: 0, 1,0, 1,5%. Badania belek modelowych żelbetowych ze zbrojeniem mieszanym wykazały przyrost nośności na ścinanie we wszystkich seriach badawczych, zależny od zawartości włókien. Maksymalny przyrost nośności (o 100,7%) nastąpił dla belek z serii B1,5-50/0 (belka dwuprzęsłowa zawartości włókien 1,5% i rozstawie strzemion w jednym przęśle 50% wymagań PN-EN w drugim - bez strzemion). Wykazano, że włókna stalowe poprawiają nośność, rysoodporność i zmniejszają ugięcia. Dodatek włókien zmienia charakter pracy konstrukcji na quasi-plastyczny, a zatem powoduje wydłużenie czasu do zniszczenia.

The Department of Building Structures Bialystok University of Technology conducts scientific research to clarify the possibility of partial or total replacement of stirrups by steel fibers. Research was carried for reinforced concrete beams with one or two spans. There were investigated three series A models single-span reinforced concrete beams made with steel fiber content of 1.5% (by volume) and differentiated steel stirrups spacing on both sides of the beam. Failure mode by shear was achieved almost in all the beams. The results showed increased of shear capacity of fiber reinforcement concrete beams up to 50% compared to the beams without fibers. The next series B had fifteen two-spans reinforced concrete beams with the addition of steel fibers. Designed the same tensile reinforcement, stirrups in a varied spacing and steel fibers in an amount by volume of 0, 1.0, 1.5%. Research of model reinforced concrete beams with mixed reinforcement showed an increase in the shear capacity of all the test series. Maximum capacity increase of 100.7% occurred for beams of series B1,5-50/0. Steel fibers improve the load capacity, crack resistance and reduce deflection. The addition of fibers changes the nature of the behavior of the structure in the quasi-plastic and therefore extending the time to complete destruction.