A new stress-strain relationship for cracked tensile concrete in flexure

Abstract

Straipsnyje pasiūlyta nauja supleišejusio tempiamo betono įtempių-deformacijų priklausomybė lenkiamų gelžbetoninių elementų deformacijoms skaičiuoti. Taikant Šią priklausomybę, lenkiamų elementų deformacijos gali būti apskaičiuojamos tiek baigtinių elementių metodu, tiek klasikinėmis medžiagų atsparumo formulėmis, skerspjūvį sudalijus į betono ir armatūros sluoksnius. Įvade pateikta plati supleišejusio tempiamo betono įtempių-deformacijų priklausomybių [4–35] apžvalga. Kuriant medžiagos priklausomybę buvo taikomas autoriaus ir jo kolegų pasiūlytas metodas [24, 37], kuriuo iš eksperimentinių lenkiamų gelžbetoninių sijų momentų-kreivių ir (arba) momentų-deformacijų diagramų nustatoma visa tempiamo betono vidutinių įtempių-deformacijų diagrama, įskaitant ir jos krintančiqją dalį. Šiame darbe tempiamo betono vidutinių įtempių-deformacijų kreivės buvo nustatytos 16 mažai ir vidutiniškai armuotų stačiakampio skerspjūvio gelžbetoninių sijų, kurias trumpalaike apkrova (dviem koncentruotomis jėgomis) išbandė Figarovskis [38]. Darbe panaudoti pirmosios ir trečiosios serijos sijų (1 lentelė), armuotų atitinkamai lygia ir rumbuota armatūra, duomenys. Iš eksperimentinių momentų-kreivių diagramų (2 ir 3 pav.) nustatytos tempiamo betono vidutinių įtempių-deformacijų priklausomybės pateiktos 4 ir 5 pav. Šių kreivių krintančioji dalis charakterizuoja supleišėjusio betono darbą. Nors kreivių forma skirtingoms sijoms yra pakankamai panaši, kreivės labiausiai skiriasi krintančiosios dalies ilgiu. Krintančioji kreivės dalis charakterizuojama deformacija ϵ t,0, atitinkančia įtempius, lygius nuliui. Šios deformacijos, išreikštos santykiniu dydžiu β = ϵ t,0/ϵ cr (kur ϵ cr yra betono supleišėjimo deformacija, žr. 1 pav.), priklausomybė nuo armavimo procento yra pateikta 6 pav. Šiame paveiksle kartu pateikti ankstesnių tyrimų rezultatai, gauti Clarko ir Speirso eksperimentinėms sijoms [5]. Akivaizdi β priklausomybė nuo armavimo procento p (6 pav.) aprašoma (8) priklausomybe. Apdorojus šiame darbe bei anksčiau gautas tempiamo betono įtempių-deformacijų diagramas, buvo pasiūlyta minėtoji medžiagos priklausomybė, aprašyta (9) arba (11) lygtimi.