Indicaiile de fa sunt destinate studenilor de la specialitile
construcii, cursuri de zi, serale i fr frecven
Indicaiile de fa sunt destinate studenilor de la specialitatea
CIC i specialitile adiacente. Programa de studii include 4 lucrri
de laborator. Fiecare din ele include: noiuni generale referitoare
la scopul, subiectele examinate; teoria prescurtat a lucrrii
concrete de laborator, ce contribuie la aprofundarea cunotinelor;
descrierea instalaiilor utilajului i aparatelor necesare pentru
efectuarea msurrilor de rigoare; metodica executrii ncercrii,
prelucrrii datelor, experimentale, analizei lor, modalitii de
prezentare i perfectare a raportului, precum i ntrebri de
control.Elaboratori: conf. univ. Teodor Srbu, lectori asisteni
Mihai Ursu i Alexandru CrlanRedactor responsabil: conf. univ.
Teodor Srbu
Recenzent: conf. univ. Anatolie ZolotcovAprobatde comisia
metodic a facultii C.G.C.(C) U.T.M. 2012LUCRAREA DE LABORATOR NR.
1STUDIEREA PROPRIETILOR FIZICO-MECANICE ALE BETONULUI LA
COMPRESIUNE1.1. Scopul lucrrii Determinarea experimental a
rezistenei cubice R, prismatice Rc, a deformanilor specifice la
compresiune de la aciunea scurt de durat a sarcinii, i a modulului
de elasticitate a betonului Ec.1.2. Obiectivele lucrrii:
La studierea proprietilor fizico-mecanice ale betonului la
compresiune sunt propuse urmtoarele obiective:
studierea teoretic a micro-proceselor, care se produc n epruvete
sub aciunea eforturilor de compresiune; familiarizarea studenilor
cu programul de ncercare a cuburilor, i/sau prismelor din beton, cu
aparatele de msur i instalaiile de ncercare;
nsuirea metodelor de ncercare a epruvetelor din beton i msurare
a eforturilor i deformaiilor; nsuirea i utilizarea metodelor de
prelucrare a datelor, de adoptare a deciziilor i de perfectare a
raportului. 2. Consideraii teoretice
2.1. Rezistena betonului
Prin rezistena betonului la compresiune se subnelege capacitatea
lui de a prelua aciunea sarcinilor aplicate pn la cedare. Ruperea
betonului la compresiune monoaxial se produce datorit eforturilor
transversale de ntindere ce apar. i se dezvolt perpendicular pe
direcia forei n dependen de prezena sau lipsa forelor de frecare
dintre platanele presei i epruvet (v. fig. 1.1).
Procesul de cedare se ncepe dup atingerea i/sau depirea
alungirilor limit de ntindere de la aciunea compresiunii aplicate.
Alungirile principale de ntindere sunt ortogonale la alungirile
principale de comprimare (v. fig.1).
La atingerea alungirii critice de ntindere este inevitabil
apariia primilor micro-fisuri, iar n cazul creterii sarcinilor
aplicate fisurile se dezvolt, cresc dimensiunile - deschiderea i
lungimea lor. Datorit dezvoltrii i propagri lor n element, inclusiv
i pe suprafeele de contact dintre agregat i liant, n caz c forele
de coeziune sunt depite procesele de rupere (cedare fisurare) local
se vor uni ntr-un sistem unic, integrat, adic vor fi create condiii
de mprire a elementului n pri separare, care ori i pierd
stabilitatea, sau nu au rezisten suficient, adic se produce cedarea
total a epruvetei ncercate. Procesul de cedare descris mai poart
denumirea de colaps progresiv. Rezistena betonului se determin prin
ncercarea epruvetelor din beton (cuburi, prisme sau cilindri) pn la
rupere.
Fig. 1.1. Aciunea eforturilor i modul de rupere al cuiburilor de
beton la compresiune centricMecanismul de rupere, prin care cedeaz
betonul la toate tipurile de solicitri curente, este, pe direcia pe
care astfel de deformaii pot avea loc. Iniial posibil se iniiaz
micro-procesele de rupere, pe suprafeele agregat-liant. innd seama
de compoziia betonului, neomogenitatea lui, de dimensiunile forma
suprafeelor i natura agregatului, aceste procese pot aprea n cele
mai diferite puncte ale volumului betonului, la diferite valori ale
aciunilor aplicate. De asemenea, propagarea acestor micro procese
de cedare local, n masa betonului este o problem ce depinde de
natura solicitrii, de posibilitatea redistribuirii eforturilor dup
apariia primelor semne de cedare local, de distribuia statistic a
mrimii i formei granulelor de agregat, de timpul sau viteza de
ncrcare a elementului.
Prismele i/sau cuburile supuse ncercrilor trebuie s fie
confecionate din acelai amestec de beton, precum i betonarea, priza
i maturizarea lui de asemenea va fi identic i va corespunde
exigenilor expuse n standardele n vigoare.
Rezistena cubic a betonului este considerat caracteristica
principal a calitii betonului.
Rezistena cubic a betonului R se determin pe cuburi cu latura de
150 mm (sau 100 mm), confecionate i pstrate n condiii standard,
prevzute de standard [1] Rezistena prismatic a betonului se
determin pe prisme cu dimensiunile 150 x 150 x 600 mm (sau 100 x
100 x 400 mm) de asemenea pstrate n condiii standard, prevzute de
[1].Rezultatele ncercrii epruvetelor se nregistreaz n tabelele 1.1
si 1.2.Studenii vor ncerca n aceleai condiii, o serie din 3-5
epruvete - cuburi i/sau prisme.
Tabelul 1.1
Nr. de ordineData ncercriiVrsta epruveteiDimensiunile
epruvetelorSeciunea transversalFora de rupereRezistena max,
MpaValoarea medie a rezisteneiClasa betonuluiNot
bazaLungimea
ab
1
2
3
4
5
6
Rezistena cubic a betonului, conform normativelor n vigoare,
este folosit drept principala caracteristic a calitii lui, ns ea nu
este unica caracteristic a rezistenei lui i nici nu se utilizeaz
nemijlocit la calculul elementelor din beton armat.Rezistena
prismatic a betonului este o valoare ce reflect mai corect (real)
rezistena betonului la compresiune i, deci, este folosit la
calculul elementelor din beton, beton armat i beton
precomprimat.Betonul este un material compozit cu structura spaial
eterogen, material n care proprietile fizico-mecanice variaz n timp
si poziie, n dependen de o mulime de factori aleatorii, adic este
totalmente supus unor procese aleatorii. Prin urmare,
caracteristicele de rezisten ale acestuia pot, trebuie i, o s fie
tratate prin prisma teoriei probabilitii i statisticei matematice,
adic caracteristicile lui, de rezisten din relaiile de calcul vor
fi determinate utiliznd preponderent legea de distribuire normal,
legea de repartiie Gauss Laplase, prezentat grafic pentru rezistena
cubic n fig. 1.2.
Fig. 1.2. Curba de repartiie normalPrelucrarea datelor
experimentale se ncepe de la calculul mediei aritmetice i mediei
ptratice al acestora. Referindu-ne la rezisten se vor calcula
valoarea medie a rezistenei - () i media ptratic nedeplasat a
seleciei (eantionului) - (). Valoarea medie a rezistenei determin
cu relaia:
sau
(1.1)Media ptratic nedeplasat dup cum urmeaz:
, sau ,
(1.2) n formulele (1.1) i (1.2) n - este numrul total de
epruvete n eantion i, respectiv ni - numrul de rezultate al
rezistenei grupate - Coeficientul de variaie al rezistenei este
raportul respectiv:
(1.3) Tehnologiile de producere a betonului n majoritatea
cazurilor asigur o variaie de circa 13,5 % deci, coeficientul de
variaie pentru astfel de tehnologii (normate i n Republica Moldova)
este egal cu 0,135. , folosesc urmtoarele noiuni din statistic
matematic: , i () - coeficientul de variaie
innd cont de proprietile distribuirii normale Gauss Laplasse
valoarea limit asigurat cu 95 % unilateral - a variabilei aleatorii
examinate se afl la distana ( egal cu 1,648) de la media aritmetic
a acesteia. Caracteristica de baz a betonului clasa lui, sau
rezistenele normate (rezistenele de calcul pentru strile limit de
serviciu incluse n normativ Rc,ser, Rct,ser) sunt de fapt valorile
minime asigurate a rezistenelor cubice R, sau respectiv rezistenei
prismatice la comprimare Rc, sau la ntindere Rct. Asigurarea inclus
n majoritatea normativelor, inclusiv i n cele din Republica Moldova
este de 95 %. Astfel pentru obinerea valorii normate a
caracteristicii examinate, de exemplu a clasei betonului C se va
utiliza relaia:
(1.4)nlocuind n relaia (1.4) valorile coeficientului de variaie
i cel al siguranei se va obine:
(1.5)Formula (1.5) permite determinarea clasei betonului dac
este cunoscut valoarea medie a rezistenei cubice marca de rezisten.
Dac tehnologia de producere a betonului las de dorit, adic exist
probleme cu disciplina de producie i/sau calitatea materialelor
constituante, coeficientul de variaie va crete i deci pentru
asigurarea aceleiai rezistene garantate - clas va fi nevoie de o
rezisten medie mai mare echivalent al unui consum suplimentar de
ciment, adic uzina respectiv va produce un beton mai scump. Adic,
coeficientul 0,778 este de facto coeficientul normat de omogenitate
a betonului. Valoarea normat a rezistenei prismatice, adic
rezistena de serviciu a betonului la compresiune se determin cu
relaia empiric:
(1.6) a betonului2.2. Deformaiile betonului la aciunea
sarcinilor de scurt durat.Betonul ncercat cu sarcini de compresiune
de scurt durat (pn la o or) cu viteze lente i stabile de 0,6 0,2
MPa pe secund se comport ca un material elastico plastic. Relaia
dintre tensiunile mecanice (eforturile unitare) i deformaiile
specifice (relative) ale betonului reprezint o curb caracteristic a
betonului ( - ), reprezentat n fig. 1.3 cu zonele ascendent i
descendent.
Fig. 1.3. Curba caracteristic a betonului ( - ) la
compresiune.Gradul de curbur al funciei ( - ) depinde de clasa
betonului, valoarea, durata i caracterul de aciune al ncrcrii.
Curba se abate de la linia dreapt (fig. 1.3), tangent la origine,
care coincide cu cea de la nceputul aciunii sarcinii (admisibile de
pn la 30 % din cea maxim) datorit structurii lui. Aceast deviere
crete odat cu majorarea sarcinii. Dup apariia micro-fisurilor (
0,4R) deformaiile plastice cresc suficient, i deci relaia ( - )
devine o linie curb.Cele menionate ne impune s nu mizm pe modulul
de elasticitate a betonului. Dup cum se tie pentru beton n dependen
de caz, ndeosebi n relaiile teoretice de calcul pot exist 3 noiuni
ai modulului de elasticitate a betonului (fig. 1.4): modul de
elasticitate iniial, se poate admite nominal (Ec) modulul
deformailor totale (Ec*) ; modul elastico - plastic (Ec') sau
modulul secant.
Fig. 1. 4 Definirea modulelor de deformaii ale betonuluin
prezent n NCM se folosete modulul iniial (modulul nominal) i
modulul secant Ec', care se determin cu relaia:Ec=Ec ,
(1.7)unde este coeficient ce caracterizeaz starea elastico -
plastic a betonului comprimat; valoarea lui variaz de 1a 1
(comprimarea elastic a betonului pn la 0,15 la cedare; in calculele
la starea limit de exploatare sunt normate valorile coeficientului
la ntindere, care este de 0,45 pentru aciunea sarcinii de scurt
durat i de 0,1 0,15 pentru aciunea cvasipermanent (de lung durat).
n practica de evaluare a modulului de elasticitate au fost propuse
mai multe relaii, ns deoarece att rezistena ct i deformaiile sunt
dependente de structura eterogen a acestui material compozit,
valoarea poate servi numai pentru estimri. Una din astfel de
formule de evaluare a modulului de elasticitate a betonului n
dependen de clasa lui poate fi:
(1.8)La calculul deformaiilor elementelor care lucreaz fr fisuri
se folosete modulul de elasticitate Ec iar pentru cele fisurate
modulul secant Ec preluat de etriere pe unitatea de lungime.2.3.
Epruvete i aparatur:Examinarea vizual detailat a epruvetelor,
marcarea i nregistrarea lor.
Instalarea elementelor pe platanele presei cu centrarea lor.
ntrebri de control1. Numii caracteristica principal de rezisten
a betonului. 2. Ce este rezistena prismatic"?3. Scriei relaia
dintre rezistena cubic i rezistena prismatic a betonului.
4. Numii legea cu care se asigur prognozarea valorilor normate
(caracteristice) ale rezistenei betonului.5. Dai definiia valorii
medie a rezistenei cubice.6. Dai definiia clasei betonului. 7. Care
caracteristic a rezistenei betonului se folosete n calculele
capacitii portante a elementelor din beton armat? 8. Din ce cauz
dependena caracteristic ( - ) a betonului este neliniar ? 9. Dai
definiia modulului de elasticitate, a deformaiilor totale, i a
modulului secant. 10. Care din cele trei module de deformaii ale
betonului se folosete la calculul deformaiilor elementelor din
beton armat? 3. Experimentare i observaii n timpul ncercrii.3.1.
Rezistena cubic a betonului.nainte de ncercare se verific
planeitatea i paralelismul feelor de ncercare cu o rigl metalic i o
sond gradat. Apoi se determin dimensiunile seciunii medii de
calcul.Cubul se solicit cu o sarcin care crete cu o vitez de
aplicare de ( 0,6 0,2) MPa/s i este nregistrat la pupitrul de
comand al presei.Cnd acul indicator de la pupitrul de comand va
indica o scdere a forei, se noteaz fora maxim atins.Dup rupere
cubul trebuie s aib forma a dou trunchiuri de piramide, unite cu
bazele mai mici ( fig. 1.1),Modul de rupere se indic n tabelul
1.1.( standard, ne standard).3.1.1. Interpretarea
rezultatelorRezistena betonului 1a comprimare pentru fiecare
epruvet aparte se determin cu formula:
i =1,2,3
(1.10)Unde N este fora de rupere, kN;A - aria medie a seciunii
transversale, cm2; coeficient de corecie a rezultatelor ncercrilor
epruvetelor ne standard, adic a influenei fretrii care apare de la
frecarea dintre platanele presei i suprafeele cuburilor. (pentru
cuburile cu latura 100 cm =0,91);
i - numrul de epruvete.Dup relaia (1.1) determinm valoarea medie
a rezistenei cubice i media ptratic nedeplasat , apoi se verific
prezena i eliminarea, dac exist a erorilor grave conform [1]. n
continuare se determin, coeficientul de variaie i clasa betonului
dup relaiile (1.3) (1.4) i (1.5) respectiv.
Rezultatele obinute se nregistreaz n tabelul 1.1.
3.2. Rezistena prismatic a betonului Prismele se pregtesc pentru
ncercare la fel ca i cuburile Viteza de cretere a sarcinii rmne
aceeai.nainte de ncrcare epruvetele se verific din punct de vedere
al planeitii i paralelismului feelor, care urmeaz s fie ncrcate.
Dup msurarea laturilor celor dou suprafee care vin n contact cu
platanele presei i/sau al altor seciuni paralele acestora, cu
precizia de 1 mm, se determin aria medie. Pe epruvete se fixeaz
aparatele de msurare a deformaiilor pe toate feele laterale.
Fig. 1.6. Instalaia aparatelor de msurare a deformaiilor.
Aparatele se instaleaz n partea median a prismei egal cu 1/2 din
nlimea ei (fig. 1.6). Dup instalarea prismei pe platanul presei se
nfptuiete centrarea prismei n felul urmtor:- se determin valoarea
probabil de rupere a rezistenei prismatice dup relaia: - ncercm
prisma pic la treapta egal cu (40 5 %) Rc i nregistrm indicaiile
aparatelor de msurare;- calculm valoarea medie ' deformaiilor
nregistrate.Se consider c o prisma este corect centrat dac
deformaiile nregistrate de fiecare aparat au difer fa de valoarea
medie a deformaiilor mai mult de 15 %. Dac nu este satisfcut aceast
condiie schimbm poziia prismei n direcia de formaiilor maxime i
solicitm prisma din nou, repetndu-se operaia pn 1a obinerea unei
centrri corecte, dar nu mai suit de trei ori. In calitate de treapt
iniial de ncercare se ia efortul unitar ia beton
ncercarea epruvetelor pn la nivelul sarcinii egale cu (40 5 %)
Rc se nfptuiete n trepte, mrimea fiecreia fiind egal cu 10 % Rc cu
o cretere continu i uniform a efortului cu vitez (0,6 0,2)MPa/s,
care se monitorizeaz la sistemul de comand, pe cadranul acestuia.
La fiecare treapt de ncrcare pstrm valoarea sarcinii aplicate pe
parcursul de circa (4 1 ) minute i nregistrm indicaiile aparatelor
ia tabelele 1.2 la 'nceputul si le eSbeitul fiecrei trepte.n
momentul end acul indicator al pupitrului de aoswind indic o scdere
a sarcinii se noteaa vloares. r>aximS -tina a ei.3.2.1.
Interpretarea rezultatelorRezultatele obiatie la fiepare treapt de
ncrcare se nscriu in tabelele 1,2Rezistena prismaticse calcuieaa
pentru : fi secare epruveti','c , unde r$ieste fora de rupere,
Jc>Vjjfc - aria medie a seciunii transversale, Cm*j L - numrul
dr epruvete. Modulul de elaafcicitatf 0.1 betonulu '.ia .comprimare
sf> determin pentru fiecare epruvetTabelul 1.2 Treapta de
incarcareSarcina treptei corespunzatoare, P kNSectiunea medie
transversala, A cm2Efortul (=N/A, MPaCitiri la puntea
tensometricaDeformatia medie absoluta, (lmDeformatia relativa medie
(=((lm /2)10 -6Rezistenta prismatica Rc=Nc /A, MPaModulul de
elasticitate Ec=(c/(e , MPaNote
1234
n=
l=n=
l=n=
l=n=
l=
u(lu(lu(lu(l
1234567891011121314
00
11
N
22
N
33
N
44
N
55
N
66
N
77
N
88
N
99
N
1010
N
n tabel " -n - valoarea unei divisiuni5 1 - basa de msurare,..f
-unde Gfi este efortul unitar n beton la etapa dat de solicitare;%
= x.;./. ^(1.13)n csre Pfi - sarcina la etapa dat de soiioitaree -
deformaia relativ elastic longitudinal la nivelul sate inii % -ttf
fa i nregistrat la nceputul fiecrei trepte.'Bac valorile reaie ale
treptelor de solicitare nu snt mul tipie leatunci valoarea
deformaiei pentru nivelul efortului uniter 0,25 Jlfl e determin
prin interpolare. Deformaiile relative totale ale betonului se
determin dup relaia: - A^L ,(1.15)unde aL este valoarea medie a
deforraaiilor absolute (clin tabelul 1.2);-i- - baza de msurare a
deformaiilor;Eezultatele obinute la ncrcarea epruvetelop n trepte
pn la rupere se scriu n tabelele 1..Oalculm valorile medii cptate
pe trei prisme ncercate i le nregistrm n tabelul 1.5MPa
tabelul 1.3Trepte de ncrcareDeformaia relativ total nregistrat
la sfritul fiecrei trepte de ncercareEfortul unitar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Trepte de ncrcare
Deformaia relativ total nregistrat la sfritul fiecrei trepte de
ncercare
Efortul unitar
Trepte de ncrcare
Deformaia relativ total nregistrat la sfritul fiecrei trepte de
ncercare
Efortul unitar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Trepte de ncrcare
Deformaia relativ total nregistrat la sfritul fiecrei trepte de
ncercare
Efortul unitar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Trepte de ncrcare
Deformaia relativ total nregistrat la sfritul fiecrei trepte de
ncercare
Efortul unitar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
MPa.Folosind rezultatele din tabelul -1. 3 construim curba
caracteristic a betonului cu ajutorul reprezentrii grafice a
deforma- iilor relativ ca funcie de la eforturile unitare (fig.
1.7).7ig. 1.7". C. ba caracteristic a bet-Calculul ret - . : r- )
smatice.e modulului 6 - de formaiilor re.i a efortului unitar =
< x>' ou ajutorul coaput >rulu' conform programulu" "B.-1
nai jos.pkq&ram bcl'tbif . wms/sw 41 ; V/. PPSflSJ, & i ir
K~i 99 TYPPffii FORMAT ('IPimuCE AL') ^ACCEPT Z0J11 TrPE ih
'sfiPMtrCmwceACCEPT W,// tyMMATfIZ) ' TYPE50Sf num (wrmvcz pi1) . .
fCCEPT60((BL(K,Ijt 1*1,fy K- M) M fom/ i /we,?.) ,rm 7o/l, n,
((Mki), t= k- < *f) , mm (5tc)ai./.'{(fo *, F, EPSi
EPSIEB'AK/EPSZ Mf = EPl&EFSimm(3.6)E,XK, Ei, w 6 FftoAtpX 'to*
' Ff.S /X/M/fA' PX, 'AK* FS.3 IX, 'HPfi' 2X,*Tt*', FS..\ /x/*r,
h/m/t'Note la .programul' '"Beton*- .-ut progrsis Explicare |n
lucrare
r *Numrul de trepteA'
AlBaga de al^urare a ieformaiilor_
rHumrul de deformatoare'/ I
iValoarea aed ie a deforsws.iilor absoluta jAl
PFora d.e rupere>f
i -Seciunea die transversali
T ~AKCreterea sarcinii pn la nivelulojfe'&iPe
. ppHeaistena- prismatic.&
BModulul de elasticitate%
Coeficientul j*1'/
%PStCreterea 'de formaiei relative elastice longitudinale
coresp'm- sStoars nivelului sare inii Pg ~ Ai citit i nceputul
fiecrei trepte.i
BPSilsn,a'deforesaiei transversaleje |
EPSfr)Creterea 'eformaiei relative totale citite la sfritul
fiecrei trepte,I. Si
fortul'unitar,, determinat la sfritul fiecrei trepte.6> I
LUCRAREA nr. 2
NCERCAREA GRINZII DIN BETOH ARMAT SOLICITATA LA NCOVOIERE PN LA
RUPERE PE SECIUNE NORMAL
Scocul lucrrii: analiza modului de comportare a elementului din
beton armat solicitat la ncovoiere n toate stadiile de lucru, pn la
pierderea capacitii portante.
1. Elemente experimentale, aparatur i utilaj de ncrcare
Forma i dimensiunile elementelor experimentale sunt alese astfel
nct s fie comod transportate i ncercate n condiiile laboratorului
didactic.
n acest scop se folosete o grind din beton armat cu seciunea
transversal de form dreptunghiular avnd dimensiunile de i
deschiderea ntre reazeme
Lungimea total a grinzilor este , pentru a se asigura
prelungirea suficient a armturilor longitudinale de rezisten peste
reazeme (fig. 2.1).Grinda este alctuit din beton clasa, armat cu o
carcas plan sudat (fig.2.1). Armtura longitudinala de rezisten este
, transversal - cu distana ntre etriere , cea longitudinal de
montare n zona comprimat - . La capetele grinzii cu lungimea se
sudeaz adugtor armtura transversal pentru asigurarea ancorrii
armturii longitudinale n beton. nainte de ncercare grinzile se
vruiesc pe feele laterale pentru observarea corect a momentului
apariiei fisurilor i a modulului de dezvoltare a acestora pe nlimea
feelor.
n registrul de laborator studenii alctuiesc schia grinzii
experimentale n corespundere cu fig. 2.1 indicnd dimensiunile reale
msurate, diametrele i clasa real a armturii.
2. Echiparea grinzii. nainte de ncercare, grinda experimental
este echipat cu aparatur de msur necesar (fig. 2.2). Pentru
msurarea defor-maiilor ibsolute se monteaz la mijlocul prinzii, n
zona de moment constant, un numr de 3 microcomparatoare cu precizie
de 0,001 mm, avnd baza de msurare de 100 i 200 mm. Dou
microcomparatoare Mtt Mt cu baza de msurare de 200 mm se monteaz la
partea superioar a zonei comprimate, al treilea microcomparatorMj
cu baza de msurare de "100 mm se monteaz pe armtura longitudinal de
rezistenFig. 2.1. Exemplu de armare a grinzii xperitumtalMsurarea
sgeii se face cu ajutorul fleximetrului Maximov avnd precizia de
0,01 mm i despus sub grind la mijlocul ps- chiderii eiPenaru a
urmri alunecarea armturii n beton, pe capptele armturii
longitudinale de rezisten,care -ies n afara grinzii
experimentale,se monteaz microcoiaparatoarele1 M^XM-,Mteq in J
ssc T"fSC
Fig. 2.2. Echiparea grinzii experimentale cu aparatur de msur3-
Utilaj pentru ncrcare ncrcarea grinzii se face n laboratorul de
beton al cated-rei ou ajutorul unei prese universale adaptat n mod
corespunztor pentru ncrcri la.ncovoiere.oel are importan
deosebiSchema de ncercare represint aciunea a dou fore concentrate
i a reaciuailor ce realizeaz o solicitare de ncovoiere pur n
treimea mijlocie a grinzii (fig. 2,3). Aciunea sarcinilor
concentrate i reaciunile se transsit prin. intermediul unor plcue
metalice are repartizeaz local "setul astfsi nalt betonul s nu se
striveasc.
Jhxl a Umeit'-nFig. 2.3- Sistemul de transmitere a
sarciniiConsideraii teoreticeAlctuirea seciunilor beton - t asupra
strilor limit' de rezisten, fisurare i de.foraaie e elementelor din
beton armat. Pentru asigurarea unui grad. sufieient de avertizare
la rupere, grinzile snt proiectate 'astfel,da cdar.ea lor s nceap
prin intrarea n curgere a armturii din eobb -ntins i sa se termine
prin cedarea betonului din zona comprimat,/Urmrind combaterea unui
element ncovoiat sub aciunea ncrcrilor statice de scurt durat,
ss'constat modificri cantitative i calitative att ale strii de
eforturi,cit i ale strii de deformaii dintr-o seciune transversal a
elementului, evideni indu-se cele fcrei stadii de lucru.comportarea
de ansamblu a ele-n stadiul I, unde momentul ncovoietor Mi este
saei sicdect momentul de fisurare AfetC
meatului se poate considera liniar - elastic. Armtura din zona
ntins i betonul din soaa comprimat particip la preluarea
eforturilor de ntindere i respectiv de compresiune (fig,
2.4,a).
La limita acestui stadiu (fig. 2.4.b) se produce o schimbare
calitativ n starea de eforturi, aparnd prima fisur n zona ntins. n
stadiul- Igi:, de lucru (fig. 2.4.b) se efectueaz calculul sarcinii
Fcsuc. i a momentului de fisurare Mcx.e.Stadiul II (fig. 2.4,c)
este caracteristic comportrii elementului sub aciunea solicitrilor
de exploatare, in. care betonul din zona. ntins este fisurat, fiind
activ datorit aderenei numai pe aonsle dintre fisuri, n timp ce
betonul din zona cokpri- ssat i armtura lin, zona ntins pot fi
considerate ca avnd o corn portare elastica - plastic.n stadiul II
de lucru se efectueaz calculul elementelor. ncovoiate ia starea
limit de fisurare si deforinatie la aciunea>r>sarcinilor de
exploatare,n lucrare se efectueaz calculul sarcinii i a momentului
ncovoietor de exploatare ' *r* ...a J hilL.(3.12)'undecoeficient de
fiabilitate la oarcin.6.. Calculul sarcinii de rupereaici C> se
calculeaz dup relaia! Ce ff'-ty"'*^ (3.1)f M^ . ...
Sarcina de rupere F%- Z Qtf ~ n ,(3.15)Valorile F tfi-tj Fn f
f~t. servesc In stabilirea treptelor de ncrcare pentru ncercarea
grinzii la ncovoiere .?. ncercarea grinzii 'sub aarcinl da scurt
durat,
ig. 35- Releveul fisurilor pe grinda ncercatRezultatele obinute
n timpul. ncercrii se trec n tabelul 3.1 ( asemntor tabelului 2.2,
indicat n lucrarea nr. 2.8. Analiza Tlnterpretarea rezultatelor Se
efectueaz asemntor ca n lucrarea nr. 2ncercarea grinzii se face
prin aplicarea ncrcrii n trepte cu valoarea de 0,1 din sarcina
prezumtiv de rupere, calculat cu relaiile teoretice. nainte de
apariia primelor fisuri treptele de aplicare a ncrcrii se njumtesc
pentru a permite efectua- ^ rea msurtorilor i a
observaiilor.Msurarea deschiderii fisurilor nclinate fa de axa
grinzii dup apariia lor se face la fiecare treapt de ncrcare,
folosind n acest scop o lunet microscopic cu precizia de 0,01
mm.Modul de desfurare a ncercrii, parametrii ce se urmresc i modul
de efectuare a msurrilor snt indicate n lucrarea nr. ?.n
conformitate cu rezultatele obinute i msurtorile efec- j tuate se
alctuiete releveul fisurilor din grind (fig. 3-5)
. ive19. tlt
06
LDOUHA ar. 4KOSSCAEEA STLPULUI SI!? BETON ABMAT SOLICITAT LA
COMPRESIUNE EXCEHTBIOlScopul lucrrii: analiza nodului de comportare
a stlpului dii befcoa armat la solicitarea de compresiune excentric
ou excentricitate mare.1, Elemente experimentale, aparatur i utilaj
de ncercarencercarea experimental se face pe un stlp cu seciunea
transversal, cu armtur nesimetric avnd dimensiunile de h - -fQ* 15
om i lungimeatotal de cm.Dimensiunile elementului s~.au ales dn
condiia realizrii, lui cu cantiti ct mai mici de materiale i a
eliminrii posibilitr ii ajungerii lui la limita capacit? ' de
rezisten,Stlpul este alctuit din beton o Laa B 15, armat cu un
earcas plan sudat.Arma ,ar* longitudinal de rezisten situat n zona
ntinsfZj ~w f n zona comprimat - / fg, - cazul II.Gazul de calcul
se poatde as^menee de constatat, foosindu-ne de evaluarea
aproximativ! dac- ca -ui I dac- cazul II.5- strebri de control1.
Care elemente i construcii lucreaz n condiiile de compresiune
excentric ?2. Care criterii determin cazul de calculai elementelor
solicitate la compresiune excentric 373- Oare schem de calcul se
folosete n calculul elementelor solicitate la compresiune excentric
cu excentricitatea mare ?n care cazuri se poate neglija influena
flambajului?5. Cum se ia n consideraie influena flambajului n
calculul elementelor solicitate la compresiune excentric ?6. De ce
n cazul de comprimare excentric cu excantrJottifcfc* mare armarea
simetric a elementelor nu -ste ecoDom ?6. Determinarea
caracteristicilor de rezisten a Btlpului6.1. Principalele
caraoteristici ale matetial^lar,folosite n calculCaracteristicile
betonului i a armturii deteriin ase&- ntor ca n lucrarea nr.
2.6.2. Helaiile de calcul pentru starea limitde rezistenControlm
flexibilitatea stlpului.Conform normelor de proiectare, dac
flexibilitate? stlpului j/A < ^ , valoarea coeficientului unde
A? este sarcina "de aciune;- sarcin critic convenional, i deci se
poate neglija influena flambajului la valoarea excentricitetului
forei.....21.
_i \ ... Dac flexibilitatea stlpuluifi coeficientul dearmare
^ffC^Jatunci sarcina critic A/cx se determin dup relaia:/fa - 0,/Si
deci se ia n consideraie influena flambajului la valoarea
exoentricitetului forei N nmulind valoarea excentricitetului cu
mrimea coeficientului , determinat dup relaia de mai sus.6.2 1.
Valoarea de calcul a sarciniiValoarea de calcul a sarcinii F , fr
luarea n consideraie a influenei flambajului, o determinm lund
proiecia tuturor sarcirilor i a eforturilor pe axa longitudinal a
stlpului(fig.4.3
nlimea zonei comprimate X determinm lund suina momentelor
tuturor sarcinilor i eforturilor fa de axa, normal la suprafaa de
ncovoiere i cars trce prin linia da aciune a sarcinii N'^.Hg-oi
Zrixfe-A,*oj}+ &c-4-e.'-s.h-e e, duratncercarea stlpului se
face prin aplicarea ncercrii in tre te cu mrimea de 0,1 din ssrcinn
prezumtiv de rupere, calculat dup relaiil- teoretice. Pauza dintre
trepte este de circa (J.. minute dup care se fac citirile ce Bnt
oousemnate n tabelul 4.1. (vezi lucrarea nr. 2, tabelul.
2.2).Msurarea deschiderii fisurilor ne fnoe lo fiecare treapt de
ncrcare, folosind n acest ac op o lunet mlcr->sc>ricS cu
precizia de 0,01 mm.Modul de desfurare n ncercrii, parametril ce se
urmRre4e l modul de H< ;luare a msurrii or sfnt indicate n i
+
u 1H
]rjMs
e* ti -
Ua%Uii1
M.uAiiUas
ui/V tf
__
P
z pL._
6 p ~
t, llI^L,. P..JU,.
=si
, mMM
2?f .
/
Pip. 4.4. Heleveul fisurilor i modul de rupere al elementului8.
Analiza i interpretarea rezultatelor Se efectueaz asemntor ca n
lucrarea nr. 240n afar de aceasta studenii fao aprecieri at.upra i
-formrii,apariiei i dezvoltrii fisurilor; -abaterii forei de rupere
obinute experimental fn de valoarea ei ealculat}'-modului de
distribuie a deformaiilor relative pe Snall- mea seciunii in
diferite stadii de lucru.BIBLIOGRAFI1. fOCT IQI80-78 , Bbtokh.
Meroxiu onpe^iSKRH npotmoeta KS cstsTMe K pacriaeHBS. - Eeefl.
Ol.OI. 80.2. FOCT 2.03.01 -84. "Botohhi K R-JiesoSsGsaiHe
HOHcrpyKssK U., 1985,3. fiaeofiH no npoe'ispOBSisBo 6*ohhhk a
mwieootfeTOHHHx KOHCTpyxjKR H3 TiwejsHs aexnsx 6'tohob Css
npsipapjmabHoro Hanpif,*eHi8 apiSTypH (s C-'HrH 2.03.01.-84).4.
FOCT 24452-80. ESTOHH, KeTOjtM onpeftOflCKKH np3iHKeft npotMOSTH,
tiQpyan ynpyroCTR s icoafteqKeHTa njreocoRe."- Bneg,
01.01.82.Sajeeos A.C. H kp. Pscue? aanesofoTOHraK KOHCTpyKqHi! no
npotiHOSTK, ^350dT0iK0CTH r s^cpMipuai. M., C'ppoKRasaTs 1988
CUPRINSLucrarea nr. 1. Determinarea proprietilor mecaniceale
betonului3 ,Lucrarea nr. 2. ncercarea grinzii din beton armat
solicitat la ncovoiere pn la rupere pe aeolune normal16Lucrarea nr.
3. ncercarea grinzii din b*ton armatl ao lunea forei
tietoare28Lucrarea nr. 4 '
