- Tytuł:
-
Experimental investigation of shear behavior of two-span fiber reinforced concrete beams
Badania doświadczalne ścinanych dwuprzęsłowych belek wykonanych z betonu z dodatkiem włókien - Autorzy:
-
Krassowska, J.
Kosior-Kazberuk, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/230278.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
belka dwuprzęsłowa
zniszczenie
ścinanie
zarysowanie
ugięcie
beton zbrojony włóknami
włókno stalowe
włókno bazaltowe
two-span beam
shear failure
cracking
deflection
fiber reinforced concrete
steel fiber
basalt fiber - Opis:
-
Experimental tests were carried out to assess the failure model of steel and basalt fiber reinforced concrete two-span beams. Experimental research was focused on observing the changes in behavior of tested elements in dependence on the ratio of shear reinforcement and type of fiber. The beams had varied stirrup spacing. The steel fiber content was 78.5 kg/m3 (1.0% by vol.) and basalt fiber content was 5.0 kg/m3 (0.19% by vol.). Concrete beams without fibers were also examined. Two-span beams with a cross-section of 120×300 mm and a length of 4150 mm were loaded in a five-point bending test. Shear or flexural capacity of tested members was recorded. The effectiveness of both sorts of fibers as shear reinforcement was assessed and the differences were discussed. It was shown that fibers control the cracking process and the values of deflections and strains. Fibers clearly enhance the shear capacity of reinforced concrete beams.
Zagadnienia teoretyczne pracy żelbetowych elementów konstrukcyjnych poddanych ścinaniu, jak również problemy projektowania tych elementów, wciąż wymagają wyjaśnienia, pomimo dużej liczby prac eksperymentalnych dotyczących tych problemów. Zastosowanie tradycyjnych strzemion jako zbrojenia na ścinanie jest skuteczne, ale wiąże się z wysokimi kosztami stali zbrojeniowej, a także kosztami ich montażu w konstrukcji. Alternatywnym rozwiązaniem może być zastosowanie w strefie ścinania belki betonu ze zbrojeniem rozproszonym w formie włókien. Celem badań eksperymentalnych była identyfikacja sposobu niszczenia żelbetowych belek dwuprzęsłowych wykonanych z betonu z włóknami stalowymi lub bazaltowymi. Badania skupiały się na obserwacji zmian zachowania elementów konstrukcyjnych w zależności od ilości zbrojenia na ścinanie (w postaci strzemion) i rodzaju włókien. Zastosowano belki o zróżnicowanym rozstawie strzemion oraz belki bez zbrojenia na ścinanie. Zawartość włókien stalowych w betonie wynosiła 78.5 kg/m3 (1.0% obj.), a zawartość włókien bazaltowych - 5.0 kg/m3 (0,19% obj.). Badano również belki referencyjne z betonu bez włókien. Belki dwuprzęsłowe o przekroju 120 x 300 mm i długości 4150 mm (efektywna długość przęseł 2000 mm) zostały obciążone w warunkach pięciopunktowego zginania. Rejestrowano nośność na ścinanie lub zginanie belek oraz ich odkształcenia. Oceniono i przedyskutowano efektywność obu rodzajów włókien jako alternatywnego zbrojenia na ścinanie. Wykazano, że obecność włókien determinuje proces zarysowania belek oraz znacząco wpływa na wartości ugięć i odkształceń. Pomimo, że włókna bazaltowe charakteryzują się mniejszą sztywnością niż włókna stalowe, ze względu na ich geometrię i wartość modułu Younga mniejszą w porównaniu do włókien stalowych, ich wpływ na nośność na zginanie i ścinanie badanych belek należy uznać za znaczący. Oba rodzaje włókien zmieniają właściwości betonu, co znacząco wpływa na zachowanie się belek w warunkach ścinania. Obecność włókien w betonie powoduje, przede wszystkim, opóźnienie momentu zniszczenia wskutek ścinania, a także zmianę mechanizm zniszczenia ze ścinania na zginanie, z jednoczesnym podwyższeniem nośności i odporności na zarysowanie. Istotny wpływ włókien stalowych zaobserwowano już w przypadku serii belek z pełnym zbrojeniem na ścinanie w postaci strzemion. Natomiast, wpływ włókien bazaltowych ujawnił się dopiero w trakcie analizy belek ze zbrojeniem na ścinanie zredukowanym do połowy. Potwierdzają to zarówno wyniki pomiarów ugięć, jak i analiza odkształcenia betonu w strefie rozciąganej. Wprowadzenie włókien stalowych, jak i bazaltowych przyczyniło się do zwiększenia wartości siły niszczącej w porównaniu do belek bez zbrojenia rozproszonego. Obecność włókien bazaltowych powodowała redukcję odkształceń i ograniczenie ugięć belek w mniejszym stopniu niż wprowadzenie włókien stalowych. Jednakże, wyniki przeprowadzonych badań wskazują na potrzebę poszukiwania sposobów uwzględnienia obecności włókien bazaltowych w procedurach projektowania betonowych elementów zginanych. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2019, 65, 2; 35-55
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł