VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS

Bronius Jonaitis, Vytautas Papinigis, Vladimir Popov, Arnoldas Šneideris

GELŽBETONINĖS IR MŪRINĖS KONSTRUKCIJOS

Laboratorinių darbų metodikos nurodymai

Vilnius 2009

B. Jonaitis, V. Papinigis, V. Popov, A. Šneideris. Gelžbetoninės ir mūrinės konstrukcijos. Laboratorinių darbų metodikos nurodymai. Vilnius: Technika, 2009. 160 p. [4,53 aut. l.,10,0 sp. l. 2009.05.28]

Betono, kietėjančio normaliomis sąlygomis bei paveikto gaisro tempe-ratūros, ir armatūros fizikinės bei mechaninės savybės. Mūro gaminiai ir skiedinio savybės. Lenkiamųjų ir gniuždomųjų gelžbetoninių elementų stip-rumo tyrimas esant normalioms ir gaisro sąlygoms. Gelžbetoninių konstrukci-jų, paveiktų gaisro temperatūros, laikomosios galios vertinimas pagal įvairias metodikas. Mūro savybių tyrimas.

Mokomoji knyga skirta statybos pakraipos specialybių pagrindinių ir magistrantūros studijų studentams. Leidinį rekomendavo VGTU Statybos fakulteto studijų komitetas.

Recenzavo: Rymantas Kvietkauskas, VGTU Inžinerinės grafikos katedra Edgaras Geda, Priešgaisrinės saugos ir gelbėjimo departamentas prie VRM

Redaktorė Edita Liubertaitė VGTU leidyklos TECHNIKA 1067-S mokomosios metodinės literatūros knyga ISBN 978-9955-28-453-6 © Jonaitis B., 2009 © Papinigis V., 2009 © Popov V., 2009 © Šneideris A., 2009 © VGTU leidykla TECHNIKA, 2009

3

TURINYS Įvadas..........................................................................................5 I. Betono mechaninės savybės ..................................................6 1-asis laboratorinis darbas 1.1. Betono stiprumo rodiklių nustatymas...............................6 1.2. Betono charakteristinių bei skaičiuotinių rodiklių nustatymas ...............................................................15 2-asis laboratorinis darbas Betono, paveikto gaisro temperatūros, stiprumas..................22 3-iasis laboratorinis darbas Betono tamprumo modulio nustatymas.................................28 4-asis laboratorinis darbas Betono, paveikto gaisro temperatūros, pradinis tamprumo modulis...................................................35

II. Lenkiamųjų gelžbetoninių elementų stiprumas ..............41 5-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos pleišėtumas ir normalinio pjūvio stiprumas ....................................................................41 6-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos, paveiktos gaisro temperatūros, stiprumo ir atsparumo ugniai nustatymas taikant paprastąjį skaičiavimo modelį ...............................................53 7-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos, paveiktos gaisro temperatūros, atsparumo ugniai nustatymas pagal lentelių duomenis .........63 8-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos įlinkis.....................................................72 9-asis laboratorinis darbas Sijos pleišėtumas ir stiprumas įstrižame pjūvyje...................81

III. Ekscentriškai gniuždomų gelžbetoninių elementų stiprumas .................................................................87 10-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos kolonos laikomosios galios skaičiavimas................................................................87 11-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos kolonos pleišėtumo ir stiprumo tyrimas....................................................................93

4

12-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos, paveiktos gaisro temperatūros, stiprumas ir atsparumas ugniai ..................................................................97 13-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos, paveiktos gaisro temperatūros, atsparumo ugniai nustatymas pagal lentelių duomenis....................................103

IV. Mūro fizikinės ir mechaninės savybės...........................105 14-asis laboratorinis darbas Mūro gaminių klasės ir mūrijimo skiedinio markės nustatymas ..............................................................105 15-asis laboratorinis darbas Nearmuotojo mūro charakteristinio ir skaičiuotinio gniuždomojo stiprio bei tamprumo modulio nustatymas ....114 16-asis laboratorinis darbas Horizontaliųjų siūlių armavimo tinkleliais įtakos mūro gniuždomajam stipriui tyrimas............................................124

Literatūra ...............................................................................129 Priedai ....................................................................................130

5

ĮVADAS Leidinys skirtas statybos pakraipos ir gaisrinės saugos specialy-

bių pagrindinių ir magistrantūros studijų studentams. Pateikti labora-torinių darbų aprašymai grindžiami Europos standartais, skirtais gelžbetoninėms ir mūrinėms konstrukcijoms projektuoti. Europos standartų EC 2 ir EC 6 dalys atitinkamai skiriamos gelžbetoninėms ir mūrinėms konstrukcijoms projektuoti, o standartų EC 2 dalyje 1-2 nagrinėjami konstrukcijų gaisrinės saugos klausimai.

Gaisro temperatūros veikiamo skerspjūvio ribinio atsparumo nu-statymui gali būti taikomi paprastieji skaičiavimo metodai. Pagal juos skerspjūvis gali būti mažinamas dviem būdais. Knygoje išaiš-kintas paprastųjų skaičiavimo metodų praktinis taikymas naudojant įvairius skerspjūvio sumažinimo metodus.

Pateikiamas gelžbetoninių konstrukcijų skerspjūvių nagrinėjimo būdas taikant lentelių duomenis. Tai detalizavimas pagal pripažintus skaičiavimo metodus, kai duomenys pateikiami lentelėse.

Dalis laboratorinių darbų skirta medžiagų (betono ir armatūros) stiprumo ir tamprumo moduliui nustatyti. Laboratoriniai darbai atlie-kami tokia tvarka: įvykdžius darbo eksperimentinę dalį ir turint ban-dymų duomenis, konstrukcijos nagrinėjamos analitiškai pagal šiuo metu Lietuvoje galiojančias projektavimo normas ir eurostandartus EC 2 bei EC 6.

B. Jonaitis parengė 14–16-ojo laboratorinių darbų aprašymus, V. Papinigis – 5–9-ojo laboratorinių darbų aprašymus ir 2-ąjį priedą, V. Popov – 2–4-ojo, 10–13-ojo laboratorinių darbų aprašymus, 1-ąjį ir 3-iąjį priedus, A. Šneideris – 1-ojo laboratorinio darbo aprašymą.

Autoriai dėkoja recenzentams docentui R. Kvietkauskui ir ma-gistrui E. Gedai, į kurių vertingus pastebėjimus buvo atsižvelgta ren-giant šį leidinį.

Autoriai

6

I. BETONO MECHANINĖS SAVYBĖS 1-asis laboratorinis darbas

1.1. Betono stiprumo rodiklių nustatymas Teorinė dalis

Betono stiprumas priklauso nuo daugelio faktorių: rišamosios medžiagos (cemento) bei užpildų kiekio betono mišinyje, jų fizinių ir mechaninių savybių, vandens ir cemento santykio, betono klojimo ir tankinimo būdų, kietėjimo sąlygų, betono amžiaus, bandinių formos ir dydžio, apkrovos veikimo trukmės bei jos pridėjimo ypatumų, įtempių, deformacijų būvio ir kt.

Sukietėjusio betono struktūra yra nevienalytė. Joje yra daug tuš-tumų bei mikroplyšių. Dėl betono struktūros nevienalytiškumo išori-nės jėgos sukelia jame sudėtingą įtempių ir deformacijų būvį.

Apskaičiuojant ir projektuojant betonines ir gelžbetonines konst-rukcijas svarbu nustatyti tikruosius betono ir armatūros stiprumo rodiklius, kas dažniausiai daroma remiantis laboratorinių ir natūrinių bandymų rezultatais.

Gniuždomojo betono stipris yra svarbiausia jo mechaninė cha-rakteristika, nes konstrukcijose betonui paprastai tenka atlaikyti gniuždomuosius įtempius. Skiriami du pagrindiniai gniuždomojo betono rodikliai: kubinis ir cilindrinis betono stipriai.

Betono gniuždomąjį stiprį nurodo betono stiprio klasės, kurios, kaip nurodoma EN206-1, siejamos su charakteristiniu cilindriniu stipriu ckf arba kubiniu stipriu

,ck cubef . Kiekvienos formos bandinio – kubo, cilindro arba prizmės – pa-

grindinis matmuo d turi būti parinktas taip, kad būtų mažiausiai tris su puse karto didesnis už nominalųjį betono užpildo dydį. Nurodyto-jo dydžio (d) tolerancija tarp formuotų paviršių turi būti ne didesnė kaip ±0,5 %. Potencialiai apkraunamo paviršiaus plokštumo toleran-cija milimetrais turi būti mažesnė kaip ±0,0006d. Kubo šonų statme-numo su nurodytu pagrindu (formavimo padėtyje) tolerancija turi būti mažesnė kaip 0,5 mm.

7

Kubinio betono stiprio gniuždant rodiklis ,c cubef yra vienas

svarbiausių kontroliuojamų betono stiprumo rodiklių, leidžiančių nustatyti betono kokybę bei jo stiprumo savybes konstrukcijose.

Kubinis betono stipris yra standartinių betono kubų, kurių mat-menys 150×150×150 mm, laikinas gniuždomasis stipris ,limcσ . Kubai yra bandomi po 28 parų kietėjimo natūralioje aplinkoje, t. y. kai oro temperatūra yra 20 ±2 ºC, o santykinis drėgnumas ne mažesnis kaip 90 %. Leidžiama bandyti nestandartinių matmenų kubus, kurių kraš-tinių ilgis gali būti 100, 200, 250 ir 300 mm (1.1 pav.).

d, mm 100 150 200 250 300

1.1 pav. Kubas. Nominalieji dydžiai

Gniuždomojo betono kubas suyra, kai yra plėšiamas skersine kryptimi. Plyšių posvyrio kampas priklauso nuo trinties jėgų, vei-kiančių tarp preso plokščių ir bandinio plokštumų. Trinties jėgos varžo kubo skersines deformacijas ir sukelia apkabos efektą. Kuo toliau nuo kubo ir preso kontakto plokštumų, tuo mažesnis yra trin-ties jėgų poveikis. Dėl to kubas suyra į dvi viršūnėmis suglaustas piramides (1.2 pav.).

Galimi blogi kubų suirimo atvejai parodyti 1.3 paveiksle.

8

1.2 pav. Kubų suirimo atvejai

1 2 3

654

7 8 9

1.3 pav. Blogi kubų suirimo atvejai

Patepus parafinu kubo ir preso sąlyčio plokštumas, trinties jėgos nesuvaržo kubo skersinių deformacijų: yrant betonui plyšiai atsiveria lygiagrečiai gniuždymo jėgos krypčiai, o laikinas stiprumas sumažėja beveik du kartus. Standarte yra nurodyta, kad turi būti bandomi ne-tepti kubai.

9

Cilindrinis betono stipris yra standartinių betono cilindrų, kurių skersmuo 150 mm ir aukštis 300 mm, laikinas gniuždomasis stipris σcu. Cilindrai yra bandomi po 28 parų kietėjimo natūralioje aplinkoje, t. y. kai oro temperatūra yra 20 ±2 ºC, o santykinis drėgnumas ne ma-žesnis kaip 90 %. Leidžiama bandyti nestandartinių matmenų cilind-rus, kurių skersmuo gali būti 100, 113, 200, 250 ir 300 mm (1.4 pav.).

d, mm 100 113* 150 200 250 300

* cilindro apkraunamas plotas yra 10 000 mm2 1.4 pav. Cilindras. Nominalusis dydis

Nurodytojo skersmens (d) tolerancija yra ±0,5 %. Apkraunamo paviršiaus plokštumo tolerancija milimetrais yra ±0,0006d. Šono statmenumo su pagrindo paviršiumi tolerancija yra ±0,5 mm. Aukš-čio (2 d) tolerancija yra ±5 %.

Vienodos sudėties betono stipris priklauso nuo kubų didumo. Tai paaiškinama kontaktinių trinties jėgų poveikiu ir mikrodefektų kiekiu bandinyje. Todėl, apdorojant nestandartinių kubų bandymo rezultatus, būtina jų stiprio reikšmes redukuoti į standartinio kubo stiprį pagal formulę , ,15

,

ic cube mc

m i

Nf A= χ , (1.1)

10

čia iN – i-tojo kubo suirimo jėga; ,m iA – to paties kubo vidutinis

darbo plotas; mcχ – mastelio faktorius (200×200×200 mm kubų 1,05mcχ = ; 100×100×100 mm kubų 0,95mcχ = ; 70×70×70 mm ku-

bų 0,82mcχ = ). Centriškai tempiamo betono stipris ,limct ctf = σ priklauso nuo

cementinio akmens tempiamojo stiprio, jo sukibimo su užpildais, betono struktūros ir kitų veiksnių. Jis yra 10–20 kartų mažesnis už betono gniuždomąjį stiprį cf . Didėjant cf , santykis ct cf f mažėja.

Jeigu nereikalingas didesnis tikslumas, tempiamasis betono stip-ris gali būti apskaičiuojamas pagal empirines formules:

23

,

,

0,3 , kai betonas C50/60,

2,12 ln 1 , kai betonas > C50/60.10

ct m c

cmct m

f fff

= ≤ = ⋅ +

(1.2)

Eksperimentiniu būdu tempiamojo betono stipris gali būti nusta-tomas tokia tvarka: centriškai tempiant betono „aštuoniukes“ (1.5 pav., a), skeliant cilindrus arba kubus (1.5 pav., b, c), lenkiant betono sijeles (1.5 pav., d).

Kai tempiamasis betono stipris nustatomas skeliant ,ct spf , apy-tikslė ašinio tempiamojo stiprio reikšmė ctf gali būti gaunama pagal formulę

,

0,9ct ct spf f= ⋅ . (1.3) Tempiamasis stipris skeliant nustatomas taip:

,

,

2 (cilindrams),

(kubams).

ct sp

ct sp

Ff L dFf b t

⋅=π ⋅ ⋅

=⋅

(1.4)

11

d ah

1.5 pav. Tempiamojo betono stiprio nustatymas: a) tempiant „aštuoniukes“,

b, c – skeliant cilindrus ir kubus, d – lenkiant sijeles

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − susipažinti su pagrindinių betono stiprumo rodiklių (cilind-

rinio ir kubinio gniuždomojo bei tempiamojo stiprio) nusta-tymo būdais;

− susipažinti su armatūros plieno pagrindinių stiprumo rodik-lių nustatymo principais;

− eksperimentais nustatyti kubinį ir cilindrinį gniuždomąjį bei tempiamąjį betono vidutinius stiprius.

Prietaisai ir mechanizmai:

hidraulinis presas arba universali bandymo mašina, kurių galingumas parenkamas taip, kad bandinių suirimo apkrova būtų ne mažesnė kaip 10 % ir ne didesnė kaip 80 % preso ribinės apkrovos, slankmatis arba metalinė liniuotė.

12

Bandiniai: keturi betoniniai kubai, kurių matmenys 100×100×100 mm; trys prizmės, kurių matmenys 100×100×400 mm; trys cilindrai, kurių Ø 150 mm ir aukštis 300 mm.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Betono kubai prizmės ir cilindrai yra bandomi serijomis. Vie-

na serija turi apimti ne mažiau kaip tris kontrolinius bandinius. 2. Kiekvienas kontrolinis bandinys, t. y. kubas, prieš bandymą

yra pakreipiamas taip, kad kubo plokštumos, kurios betonuojant bu-vo šoninės, taptų atraminėmis.

3. Slankmačiu arba metaline liniuote 0,01 mm tikslumu yra nusta-tomi bandinių skerspjūvio ploto matmenys. Matuojama du kartus dviem statmenomis kryptimis bandinių vidurinėje dalyje arčiau jų centro.

4. Pagal atliktų matavimų rezultatus nustatoma kiekvieno bandi-nio skerspjūvio ploto vidutinė vertė Ac. 5. Bandinių atraminių plokštumų paviršiai nuvalomi šlifavimo mašina.

6. Bandinys (kubas ar cilindras) yra pastatomas į apatinės preso plokštės geometrinį centrą.

7. Apkrovos didinimo greitis parenkamas toks, kad bandymo trukmė būtų ne ilgesnė kaip 30 sekundžių. Nustatoma kiekvieno bandinio suirimo apkrova (ribinė jėga) Ni. 8. Pagal (1.1) formulę apskaičiuojamos betono kubinio , ,15,c cube if ir cilindrinio

,c if gniuždomojo stiprio reikšmės. 9. Pagal (1.5) formulę apskaičiuojamos betono vidutinės kubinio

, ,15,c cube mf ir cilindrinio ,c mf gniuždomojo stiprio reikšmės:

, ,

1, ,

,1

,

,

,

n

c cube ii

c cube m

n

c ii

c m

ff n

ff n

=

=

=

=

∑

∑ (1.5)

čia n – bandinių skaičius.

13

Jei gaunama, kad mažiausia stiprumo reikšmė daugiau kaip 20 % skiriasi nuo artimiausios didesnės reikšmės, tai skaičiuojant stiprumo vidutinę reikšmę ji atmetama.

10. Pagal (1.2) formulę apskaičiuojama vidutinė betono tem-piamojo stiprio reikšmė.

11. Bandymo ir skaičiavimo rezultatai surašomi į bandymo žur-nalo 1.1 ir 1.2 lenteles.

Bandymo žurnalas

Bandymo data ________________ Gamybos data ________________

Preso Nr. ________________

1.1 lentelė. Kubų bandymo rezultatai Vidutinės betono stiprumo

vertės

Band

inio e

ilės N

r.

Kubo

krašt

inių

matm

enys a×a

Kubo

skers

pjūvio

plota

s Ami

Ribinė

jėga N

i

Išband

ytų ku

bų sti

pruma

s f ci,10

Redu

kuota

s stan

dartin

io ku

bo

stiprum

as f ci,1

5

kubin

is stip

ris f cm

,cube

cilind

rinis s

tipris

f cm

stipris

tempia

nt f ctm

mm mm2 kN MPa MPa MPa MPa MPa 1 2 3 4

14

Bandymo žurnalas Bandymo data ________________

Preso Nr. ________________

1.2 lentelė. Armatūros tempimo bandymo rezultatai Bandinio eilės Nr. Skersmuo

mm Jėga iki takumo

kN Ribinė jėga kN

Takumo riba MPa

Stiprumo riba MPa

15

1.2. Betono charakteristinių bei skaičiuotinių rodiklių nustatymas

Teorinė dalis Ribinių būvių metodo esmė. Ribiniu vadinamas toks konstrukci-

jos būvis, kurį pasiekusi ji tampa netinkama eksploatuoti dėl laiko-mosios galios išsėmimo (saugos ribinis būvis) arba dėl neleistinų poslinkių, deformacijų, vietinių pažeidimų (tinkamumo ribinis bū-vis).

Projektuojant konstrukcijas reikia užtikrinti jų saugų darbą esant pačioms nepalankiausioms sąlygoms. Todėl pagrindinė konstrukcijų stiprumo sąlyga yra tokia: išorinių apkrovų arba kitokių poveikių sukelta maksimali įrąža (efektas) dE elemente neturi būti didesnė už minimalų (ribinį) elemento stiprumą dR , išreikštą tais pačiais mata-vimo vienetais, t. y. ( ), , ,d d cd yd c sE R f f A A≤ . (1.6)

Apskaičiuojant elementų laikomąją galią naudojamos skaičiuo-tinės betono ir armatūros stiprio reikšmės.

Betono ir armatūros charakteristinio stiprio sąvoka. Tiek beto-

no, tiek armatūros mechaniniai rodikliai yra kintami dydžiai. Tos pačios klasės betono arba armatūros stipris kinta tam tikrame interva-le, kurio ribos priklauso nuo žaliavų kokybės, technologijos nepasto-vumo, apkrovimo sąlygų ir t. t. Betono ir armatūros stiprio rodiklių kitimo intervalus galima apskaičiuoti taikant statistinius-tikimybinius skaičiavimo metodus, apdorojus nustatytą kiekį tyrimo rezultatų.

Betono ar armatūros stiprio reikšmių f kitimas gali būti pavaiz-duotas grafiškai stiprio pasiskirstymo kreivėmis, gautomis eksperi-mentiniu būdu, apdorojus didelį kiekį ( n ) tos pačios klasės betono ar armatūros bandymo duomenų (1.6 pav., a). Nustatyta, kad betono ir armatūros stiprio statistinis pasiskirstymo dėsnis mažai skiriasi nuo normalinio pasiskirstymo (Gauso) dėsnio ir gali būti pavaizduotas teorine (Gauso) kreive (1.6 pav., b).

16

Normalinio pasiskirstymo kreivė gali būti apibūdinama dviem parametrais:

– medžiagos stiprumo reikšmės aritmetiniu vidurkiu

1 1 2 2 1

1 2,

n

in n i

mn

ff n f n f nf n n n n=

+ + += =

+ + +

∑…

…

(1.7) čia 1 2, , , nn n n… – skaičius bandymų, kuriuose buvo užfiksuotas stip-ris 1 2, , , nf f f… ; n – bendras bandymų skaičius; if – i-tojo bandinio stiprio reikšmė;

– vidutiniu kvadratiniu nuokrypiu (standartu) 2

1

1 ( )1n

i mi

Sf f fn =

= −−∑ , (1.8)

kuris nusako stiprio reikšmių 1 2, , , nf f f… išsibarstymą vidutinės reikšmės mf atžvilgiu.

Turint mf ir Sf reikšmes bei taikant tikimybių teorijos meto-dus, galima rasti bet kurią minimalią stiprio reikšmę f , kuri bus ga-rantuojama užsiduotu patikimumu min mf f f Sf= = −β (1.9) arba ( )min 1mf f f f= = −βδ , (1.10) čia β – standartų skaičius (kvantilis), kuris yra patikimumo rodiklis; fδ – variacijos arba kintamumo koeficientas

m

Sff fδ = . (1.11) Kuo didesnis variacijos koeficientas, tuo didesnė stiprio reikš-

mių skaida apie vidurkį mf (1.6 pav., b).

17

a) b)

1f 2f mf nf f

n mn

1n

2n

nn

1nn −

1

2

3

4

1 fδ

2 fδ

3 fδ

n

mf fmin1fmin 2f

min3f 1.6 pav. Betono (armatūros) stiprio pasiskirstymo kreivės:

a – eksperimentinė; b – teorinė (Gauso). 1 – histograma; 2, 3, 4 – teorinės kreivės esant įvairiems variacijos koeficientams 1 2 3f f fδ > δ > δ

Gniuždomojo betono stiprio variacijos koeficientas, išreikštas procentais nuo vidutinės stiprio reikšmės, svyruoja intervale nuo 5 iki 15 %. Betono tempiamojo stiprio kintamumas yra didesnis. Jis apibūdinamas variacijos koeficientu ctSf = (10–25) %.

Palyginus su betonu, armatūros plienas yra daug vienalytiškesnė medžiaga. Karštai valcuotos strypinės armatūros laikinojo stiprio tf ir takumo ribos yf variacijos koeficientai yra atitinkamai lygūs 4–7 % ir 5–10 %.

Carakteristinis stipris – tai tikimybiniais metodais nustatyta (įvertinant stiprio statistinį kintamumą) objektyvi medžiagų stiprio charakteristika, atitinkanti tam tikrą leistiną minimumą, kuri naudo-jama betono ir armatūros atsparumo įvertinimui projektuojant, gami-nant ir eksploatuojant konstrukcijas. Charakteristinė stiprio reikšmė turi būti užtikrinta su ne mažesne kaip 0,95 tikimybe. Tokiu atveju (1.10) formulėje standartų skaičius (kvantilis) 1,64.β=

Pagrindinė kontroliuojama betono charakteristika yra betono klasė C pagal gniuždomąjį stiprį. Betono gniuždomąjį stiprį nurodo betono stiprio klasė, kuri siejama su charakteristiniu cilindriniu ckf

18

arba kubiniu ,ck cubef stipriu. Klasė C lygi charakteristiniam etaloni-

nių betono bandinių (cilindrų 150 mm∅ ir 300 mmh = ar kubų 150×150×150 mm ) stipriui, esant 95 % užtikrintumui: ( )1 1,64mC f f f= = − ⋅δ . (1.12)

Charakteristinis centriškai gniuždomo ir tempiamo betono stipris nustatomas pagal tokias formules: ( )1 1,64ck cm cf f f= − ⋅δ , (1.13) ( )

, ,

1 1,64ct k ct m ctf f f= − ⋅δ . (1.14) Strypinės tempiamosios išilginės armatūros charakteristinis stip-

ris yra lygus kontroliuojamai stiprio reikšmei, kuri yra garantuojama 95 % tikimybe ( )

,

1 1,64yk y m yf f f= − ⋅δ , (1.15) čia strypinės armatūros kontroliuojama stiprio reikšmė yf yra fizinė

yσ arba sąlyginė 0,2σ plieno takio riba. Betono ir armatūros skaičiuotiniai stipriai yra taikomi skaičiuo-

jant gelžbetonines konstrukcijas ribinių būvių metodu. Betono skaičiuotiniai stipriai pagal saugos ribinį būvį apskai-

čiuojami pagal šias formules: ck

cd ccc

ff = α ⋅ γ , (1.16)

,0,05ctkctd ct

c

ff = α ⋅ γ , (1.17) čia koeficientai ccα ir ctα turi būti lygūs 1,0. Dalinis koeficientas, apskaičiuojant saugos ribiniam būviui betonines konstrukcijas,

1,5.cγ = Apskaičiuojant tinkamumo ribiniam būviui, 1,0.cγ = Betono skaičiuotiniai stipriai pagal tinkamumo naudoti ribinį

būvį nustatomi pagal (1.16) ir (1.17) formules esant daliniams koefi-cientams 1,0.cγ =

19

Armatūros skaičiuotinis stipris pagal saugos ribinį būvį yra nu-statomas pagal formulę yk

yd sff = γ , (1.18)

čia sγ – armatūros dalinis koeficientas, 1,15sγ = .

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − susipažinti su konstrukcijų skaičiavimo ribinių būvių meto-

do pagrindiniais principais; − susipažinti su betono ir armatūros stiprio įvertinimu tikimy-

biniu metodu; − įsisavinti šių rodiklių prasmę ir paskirtį: betono klasė, cha-

rakteristiniai betono ir armatūros stipriai, skaičiuotiniai be-tono ir armatūros stipriai;

− panaudojant šio laboratorinio darbo rezultatus (1.1 lentelė), apskaičiuoti betono stiprio pagrindinius tikimybinius rodik-lius ir nustatyti klasę;

− nustatyti betono ir armatūros charakteristinių ir skaičiuoti-nių stiprių reikšmes, įvertinant tikrąjį betono stiprio statisti-nį kintamumą.

Darbui reikalingi duomenys yra imami iš šio laboratorinio darbo

1.1 ir 1.2 lentelių. Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Pagal (1.7) formulę apskaičiuojamos vidutinės bandinių stip-

rio reikšmės. 2. Pagal (1.8) ir (1.11) formules yra apskaičiuojami betono ku-

binio ir cilindrinio gniuždomojo stiprio kvadratinis nuokrypis Sf ir variacijos koeficientas .fδ

3. Pagal (1.12) formulę nustatoma betono klasė C.

20

4. Pagal (1.13) ir (1.14) formules apskaičiuojami charakteristi-niai centriškai gniuždomo ckf ir centriškai tempiamo ctkf betono stipriai.

5. Pagal (1.16) ir (1.17) formules apskaičiuojami skaičiuotiniai pagal saugos ribinį būvį centriškai gniuždomo cdf ir centriškai tem-piamo ctdf betono stipriai.

6. Skaičiavimo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 1.3 lentelę. 7. Gelžbetoninių elementų armatūros stiprio reikšmės bei tamp-

rumo moduliai yra parenkami iš priedo lentelių ir surašomi į bandy-mo žurnalo 1.4 lentelę.

8. Taikant formulę ,

yky m y

ff f= δ yra apskaičiuojamos centriškai tempiamos išilginės armatūros stiprio reikšmės.

9. Gauti rezultatai surašomi į 1.4 lentelę (bandymo žurnale). Bandymo žurnalas

Bandymo data ________________ Preso Nr. ________________

1.3 lentelė. Betono charakteristikos

Kubinis be-tono stipru-

mas

Statistiniai betono kin-tamumo ro-

diklai

Charakteristiniai betono stipriai pagal saugos ribinį būvį

Skaičiuotiniai betono stipriai pagal saugos ribinį būvį

Kubo eilės Nr.

cf cmf Sf fδ

Beto-no

klasė C

ckf ctkf cdf ctdf MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa 1 2 3 4

21

1.4 lentelė. Armatūros charakteristikos

Arma-tūros klasė

Charakteristinis stipris pagal saugos ribinį

būvį ykf

Skaičiuotinis stipris pagal saugos ribinį

būvį ydf

Stiprio variacijos

koeficientas fδ

Vidutinis stipris

ymf

Tamprumo modulis

sE

MPa MPa MPa MPa

22

2-asis laboratorinis darbas Betono, paveikto gaisro temperatūros, stiprumas

Teorinė dalis Aukštos temperatūros poveikis betoninėms ir gelžbetoninėms

konstrukcijoms sukelia struktūrinių medžiagos fizinių ir mechaninių savybių pokyčių, todėl mažėja betono ir armatūros stiprumo rodik-liai, atsiranda plyšių ir atsisluoksniavimų, didėja įlinkiai ir deforma-cijos. Visa tai lemia konstrukcijų laikančiosios galios sumažėjimą, o praėjus tam tikram bendro aukštos temperatūros ir mechaninės ap-krovos poveikio laiko tarpui konstrukcijos suyra.

Viena iš svarbiausių betono teigiamų savybių − gebėjimas efek-tyviai priešintis gniuždymo apkrovoms. Veikiamas gaisro temperatū-ros jis visiškai pakinta. Kaitinant betoną vyksta fiziniai ir cheminiai procesai, kurių neigiami rezultatai priklauso nuo temperatūros lygio, jos kitimo greičio ir poveikio trukmės, betono drėgnumo, jo sudėties ir struktūros, užpildų ir sąlyčių zonos savybių, gaminio gamybos technologijos, jo dydžio, skerspjūvio geometrinės formos, apkrovos pobūdžio ir t. t.

Sunkiojo natūralaus kietėjimo ir normalaus drėgnumo betono stiprumo pokyčius dėl aukštos temperatūros trumpalaikio poveikio galima suskirstyti į tris etapus (2.1 pav.): - pirmuoju kaitinimo etapu − iki 100 °C temperatūros − sun-

kiojo betono stiprumas gniuždant sumažėja 35–20 % (labiau-siai – temperatūrų intervale nuo 60 °C iki 90 °C); - antrasis kaitinimo etapas − 200–400 °C temperatūrų diapazo-

ne – pasižymi visišku stiprumo savybių atstatymu ir netgi ne-žymiu stiprumo gniuždant padidėjimu (apie 5–10 %); - kai betonas įkaitinamas esant daugiau kaip 400 °C temperatū-

rai, jo stiprumas vėl sumažėja. Kai pasiekiama 600 °C tempe-ratūra, lieka apie 65 % pradinio betono stiprumo gniuždant, o kai pasiekiama 700 °C temperatūra − 50 %.

Sunkiojo betono stiprumo sumažėjimą, kai temperatūra žemesnė kaip 100 °C, galima paaiškinti adsorbciniu cementinio akmens stip-rumo sumažėjimu. Kaitinant betoną vanduo prasiskverbia į betono poras ir mikroplyšius, todėl padidėja cementinio akmens paviršius,

23

padengtas adsorbcinio vandens sluoksniu. Tai mažina cementinio akmens kristalų paviršiaus energiją. Dėl paviršiaus energijos sumažė-jimo atsiranda naujų ir padidėja esami mikroplyšiai, veikiami išori-nės mechaninės apkrovos. Betono struktūros pažeidimą, esant 100 °C temperatūrai, lemia ir tai, kad vandens temperatūrinis plėti-mosi koeficientas daug kartų didesnis už cementinio akmens ir už-pildų temperatūrinį plėtimosi koeficientą. Todėl pasireiškia cementi-nio akmens ir užpildų kontaktą gaubiančių įkaitusių vandens plėvelių ardantieji veiksniai.

2.1 pav. Sunkiojo betono stiprumo gniuždant (1) ir tempiant (2) pokytis dėl

temperatūros poveikio

Betono stiprumo padidėjimas, kai temperatūra yra daugiau kaip 100 °C, ypač intervale nuo 200 °C iki 400 °C, paaiškinamas cemen-tinio akmens struktūros sutankėjimu išgaravus vandeniui, adsorbuo-tam dikalcio silikato gelio, pagreitinta Ca(OH)2 kristalizacija ir besi-tęsiančiu už 100 °C ribos klinkerio mineralų papildomos hidratacijos procesu.

Kai betono temperatūra padidėja daugiau kaip 400 °C, betono stiprumas sumažėja dėl nevienodų cementinio akmens ir užpildų temperatūrinių deformacijų, ardančių užpildų kontaktą ir sudarančių mikroplyšius betone. Esant 575 °C temperatūrai prasideda Ca(OH)2 dehidratacija, o dar anksčiau (esant 350 °C) pasireiškia kalcio hidro-

24

silikato ir hidroaliuminato dehidratacija, kuri mažina cementinio akmens stiprumą. Užpildai, turintys savo sudėtyje kvarco, esant 573 °C temperatūrai staigiai padidina tūrį, o esant 800 °C temperatū-rai mineralai supleišėja ir suyra.

Betono, paveikto gaisro temperatūros, stiprumą gniuždant gali-ma išreikšti cilindriniu betono stiprumu ( )20 Cckf ° normaliomis sąlygomis ir stiprumo sumažėjimo temperatūros koeficientu ( )ck θ darbo sąlygomis: ( ) ( ) ( )20 Cck ck cf f kθ = ° ⋅ θ , (2.1) čia ( )20 Cckf ° ir ( )ckf θ yra betono cilindrinio stiprumo vertės.

Nustatant temperatūros poveikį betono kubiniam stiprumui rei-kia vartoti ( )

,

20 Cck cubef ° ir ( ),ck cubef θ vertes.

Koeficientas ( )ck θ , apibūdinantis stiprumo sumažėjimą, yra nu-statomas laboratoriniais bandymais ir todėl įvairių šaltinių pateikiami duomenys skiriasi. Apskaičiuojant gelžbetoninių konstrukcijų atspa-rumą ugniai, rekomenduojama vartoti stiprumo sumažėjimo tempera-tūros koeficientus pagal EC 2 (2.1 lentelė).

2.1 lentelė. Įprastinio betono su kvarciniais arba silikatiniais užpildais įtem-pių ir santykinių deformacijų sąryšių aukštesnėje temperatūroje pagrindinių parametrų reikšmės

Siliciniai užpildai Kalkiniai užpildai Betono tempera-tūra θ, °C fc,θ/fck εc1,θ εcu1,θ fc,θ/fck εc1,θ εcu1,θ

1 2 3 4 5 6 7 20 1,00 0,0025 0,0200 1,00 0,0025 0,0200 100 1,00 0,0040 0,0225 1,00 0,0040 0,0225 200 0,95 0,0055 0,0250 0,97 0,0055 0,0250 300 0,85 0,0070 0,0275 0,91 0,0070 0,0275 400 0,75 0,0100 0,0300 0,85 0,0100 0,0300

25

2.1 lentelės tęsinys 1 2 3 4 5 6 7

500 0,60 0,0150 0,0325 0,74 0,0150 0,0325 600 0,45 0,0250 0,0350 0,60 0,0250 0,0350 700 0,30 0,0250 0,0375 0,43 0,0250 0,0375 800 0,15 0,0250 0,0400 0,27 0,0250 0,0400 900 0,08 0,0250 0,0425 0,15 0,0250 0,0425 1000 0,04 0,0250 0,0450 0,06 0,0250 0,0450 1100 0,01 0,0250 0,0475 0,02 0,0250 0,0475 1200 0,00 – – 0,00 – –

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − susipažinti su aukštos temperatūros poveikio betono stipru-

mui teoriniais pagrindais; − eksperimentiniu būdu nustatyti, kaip keičiasi gniuždomojo

betono kubinis stiprumas, veikiamas skirtingo aukštos tem-peratūros režimo;

− taikant eksperimento duomenis nustatyti betono stiprumo temperatūros koeficiento ( )ck θ darbo sąlygomis vertes, kai yra pasirinktas betono kaitinimo temperatūros režimas.

Prietaisai ir mechanizmai:

hidraulinis presas arba universali bandymo mašina, kurių galingumas parenkamas taip, kad bandinių suirimo apkrova būtų ne mažesnė kaip 10 % ir ne didesnė kaip 80 % preso ribinės apkrovos, slankmatis arba metalinė liniuotė, mufelinė krosnis, termometras.

Bandiniai:

4 kubų serijos po 3 kubus, kurių matmenys 100×100×100 mm.

26

Bandinių paruošimas: 1. Pagaminamos keturios bandinių serijos po tris 100×100×

100 mm matmenų kubus, parenkant 5-ajame laboratoriniame darbe pateiktą betono sudėtį.

2. Iki bandymo atlikimo dienos kubai laikomi normaliomis kie-tėjimo sąlygomis (žr. 1-ojo laboratorinio darbo aprašymą).

3. Prieš bandymo pradžią trijų serijų kubai paveikiami aukšta tem-peratūra mufelinėje krosnyje. Viena serija kaitinama iki 100 °C, antra − iki 300 °C ir trečia − iki 500 °C temperatūros. Kaitinimo režimas: tem-peratūra keliama 100–150 °C/h greičiu ir bandiniai išlaikomi 1 valandą maksimalioje temperatūroje. Ketvirta bandinių serija lieka nekaitinta.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Visos keturios kubų serijos bandomos tą pačią dieną. Prade-

dama nuo kontrolinių nekaitintų kubų bandymo, o toliau iš eilės ban-domos pirma (100 °C), antra (300 °C) ir trečia (500 °C) serijos. Ban-dymo metodika aprašyta 1-ajame laboratoriniame darbe.

2. Rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 2.2 lentelę. 3. Nustatoma, kiek procentų (%) sumažėjo (padidėjo) kaitintų

kubų stiprumas lyginant su kontroliniais bandiniais, kurių vertės ima-mos iš 1-ojo laboratorinio darbo.

4. Pagal formulę ( ) ,cmcm

cm

fk fθθ = nustatomos gniuždomojo beto-

no stiprumo temperatūros koeficiento ( )cmk θ darbo sąlygomis eks-perimentinės vertės ir duomenys surašomi į bandymo žurnalo 2.3 lentelę.

Pirmoji kubų serija kaitinama bandymo dieną ir išbandomas ne-ataušęs betonas.

27

Bandymo žurnalas Bandymo data ________________ Gamybos data ________________

Preso Nr. ________________

2.2 lentelė. Kaitintų kubų bandymo duomenys Vidutinės betono stiprumo vertės

Temp

eratūr

a Ba

ndini

o eilė

s Nr.

Kubo

krašt

inių

matm

enys a×a

Kubo

skers

pjūvio

plo-

tas A m

i Rib

inė jėg

a Ni

Išband

ytų ku

bų sti

p-rum

as f ci,1

0 Re

duku

otas s

tandar

ti-nio

kubo

stipru

mas f c

i,15

kubin

is stip

ris f cm

,cube

cilind

rinis s

tipris

f cm

stipris

tempia

nt f ctm

°C mm mm2 kN MPa MPa MPa MPa MPa 1 2 3 10

0

4 1 2 3 30

0

4 1 2 3 50

0

4

2.3 lentelė. Koeficiento ( )cmk θ vertės Gniuždomojo betono stiprumo temperatūros koeficiento ( )cmk θ darbo

sąlygomis vertės, esant temperatūrai , Cθ ° 20 100 300 500

28

3-iasis laboratorinis darbas Betono tamprumo modulio nustatymas

Teorinė dalis Betono deformacijų rūšys. Betono deformacijos yra dviejų pa-

grindinių rūšių: tūrinės ir linijinės. Tūrinės deformacijos pasireiškia visomis elemento kryptimis. Jų priežastys yra betono traukumas, temperatūros arba santykinio drėgnumo pokytis. Antroji deformacijų rūšis yra jėgos arba linijinės deformacijos, kurios kinta jėgų veikimo kryptimis. Išorinės jėgos veikia betoninį elementą dažniausiai viena, retai dviem, o dar rečiau trimis kryptimis. Nors jėgai veikiant viena kryptimi betonas deformuojasi visomis kryptimis, jo deformacijos yra daug didesnės būtent esant jėgos veikimo, o ne kitoms kryptims.

Betonas yra tampri plastinė medžiaga. Ji skirtingai deformuojasi dėl apkrovos veikimo trukmės ir pobūdžio. Todėl jėgos deformacijos skirstomos į deformacijas, sukeltas trumpalaikės vienkartinės, ilga-laikės ir daugkartinės apkrovos.

Ribinės betono deformacijos atsiranda prieš prasidedant betono irimui. Jos priklauso nuo daugelio faktorių ir kinta didelėse ribose. Gniuždomojo betono ribinė deformacija yra εc,lim = (0,8–3)10–3 (vi-dutiniškai εc,lim = 2,0 × 10–3). Centriškai tempiamo betono ribinės deformacijos 10–20 kartų mažesnės už gniuždomąsias deformacijas, jei vidutinė vertė − εct,lim ≅ 1,5 × 10–4.

Trumpalaikių vienkartinių apkrovų sukeliamos deformacijos. Ryšys tarp betono įtempių ir deformacijų nustatomas bandant stan-dartinius betono cilindrus arba prizmes. Veikiant trumpalaikėms vienkartinėms apkrovoms betono santykinė deformacija εc susideda iš tampriosios εc,el ir plastinės εc,pl deformacijų dalių. Todėl betono įtempių ir deformacijų priklausomybė, vadinamoji σc–εc diagrama, yra netiesinė ir priklauso nuo apkrovimo greičio, apkrovos veikimo trukmės ir dydžio.

Didinant apkrovą etapais ir išlaikant ją pastovią tam tikrą laiką, gaunama laiptuota įtempių ir deformacijų (σc–εc) diagrama (3.1 pav.). Tampriosios betono deformacijos εc,el atitinka momentinį betono ap-krovimą ir yra tiesiog proporcingos jėgos prieaugiui. Plastinės defor-macijos εc,pl pasireiškia veikiant pastovaus dydžio apkrovai ir priklauso

29

nuo išlaikymo trukmės ir sukeltų įtempių lygio. Didinant etapų skaičių arba mažinant apkrovimo greitį, laiptuotoji diagrama artėja prie krei-vės. Bandinį nukrovus, visiškai išnyksta tik tamprioji deformacija ir nedidelė dalis plastinių deformacijų (apie 10 %).

Betono pradinis tamprumo modulis. Betono įtempių ir deforma-cijų priklausomybė, esant nedideliems (iki 0,2 fc) įtempiams, apytik-riai gali būti aprašyta Huko dėsniu: ,c c cEσ = ⋅ε čia Ec − pradinis betono tamprumo modulis. Kai įtempiai yra nedide-li, momentinio ir trumpalaikio apkrovimo σc – εc diagramos sutampa. Betono pradinį tamprumo modulį Ec atitinka įtempių ir deformacijų kreivės σc – εc liestinės, nubrėžtos per koordinačių pradžios tašką, posvyrio kampo α0 tangentas: 0 ,tg const.c c c elE = α = σ ε = (3.1)

Tamprumo modulis Ec nustatomas kaip normalinių įtempių σc ir juos atitinkančios santykinės betono deformacijos εc santykis: ( )0,2 0,4 ,c cfσ ≤ − (3.2) čia fc = σc,lim − betono cilindrinis stiprumas.

Vidutinio stiprumo betonų (nuo C12/15 iki C20/25) pradiniai tamprumo moduliai Ec kinta ribose nuo 21,0 ⋅ 103 iki 30,0 ⋅ 103 MPa.

Konstrukcijoms projektuoti gali būti taikomas kirstinis tampru-mo modulis.

Betono tampriosios deformacijos yra apibūdinamos kirstiniu tamp-rumo moduliu cmE . Betono kirstinis tamprumo modulis cmE nustato-mas esant betono įtempiams tarp 0cσ = ir 0,4c cmfσ = ⋅ (3.1 pav.).

Kai apskaičiuojant konstrukcijas didelio tikslumo nereikia, kirs-tinis tamprumo modulis cmE gali būti apskaičiuojamas pagal formulę

0,3

2210cm

cm

fE = , (3.3) čia cmE – GPa; cmf – MPa.

30

cε ε

α 0α 1α

a

1

2elε plε

cσ

σ

3.1 pav. Betono modulių nustatymo schema: 1 – tampriosios deformacijos,

2 – pilnosios deformacijos

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − susipažinti su betono deformacijų rūšimis, trumpalaikės

vienkartinės apkrovos sukeliamomis deformacijomis; − susipažinti su betono tamprumo modulio sąvoka; − eksperimentiškai nustatyti gniuždomojo betono ribinės de-

formacijos vertes; − eksperimentiškai nustatyti bandomųjų konstrukcijų betono

tamprumo modulį. Bandiniai:

betoninė prizmė, kurios matmenys 100×100×400 mm. Bandymo paruošimas: 1. Prieš pradedant bandymą betoninė prizmė yra apžiūrima. At-

raminių paviršių plokštumos yra nuvalomos, nelygumai pašalinami. 2. Slankmačiu arba metaline liniuote 0,01 mm tikslumu nusta-

tomi prizmės skerspjūvio ploto matmenys. Matuojama viduriniame prizmės aukščio trečdalyje.

31

3. Prizmės šoniniuose paviršiuose pažymimos centrinės (ašies) linijos ir deformacijų matavimo bazė. Matavimų bazė turi būti ne mažesnė kaip 100 mm ir ne didesnė kaip 2/3 prizmės aukščio, simet-riškai išdėstyta prizmės galų atžvilgiu. Kai prizmės aukštis yra 400 mm, matavimų bazės ilgis lm gali būti lygus 100 arba 200 mm.

4. Deformacijų matavimo prietaisai (indikatoriai) tvirtinami prie visų prizmės šonų specialiais metaliniais rėmeliais (3.2 pav.). Apati-nis (2) ir viršutinis (3) rėmeliai yra tvirtinami prie bandinio (1) varžtų reperiais (6).

Atstumas tarp rėmelių centrų turi būti lygus bazės ilgiui. Be šių prietaisų betono deformacijoms matuoti gali būti naudo-

jami mechaniniai tenzometrai ir tenzorezistoriai. Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Horizontalaus formavimo metu betono mišinys susisluoks-

niuoja: betono stiprumas ir deformatyvumas yra nevienodas elemen-to skerspjūvio plote, o prizmės skerspjūvio ploto fizinis centras nesu-tampa su geometriniu centru. Todėl bandymo metu prizmė turi būti centruojama, t. y. pastatoma fiziniame centre preso plokščių atžvil-giu. Tam tikslui prizmė yra pastatoma apatinės preso plokštės geo-metriniame centre, bandinys yra apkraunamas etapais (dvi apkrovi-mo pakopos) iki apkrovos, sudarančios apie 40 ±5 % laukiamos ribinės apkrovos Nlim vertės. 2. Jeigu apkrovimo intensyvumo intervale 15 ±5 %−40 ±5 % Nlim priešingi prizmės šonai deformuojasi nevienodai arba jų reikš-mės daugiau kaip 15 % skiriasi nuo deformacijų vidurkio, bandinys nukraunamas ir pastumiamas 1–2 mm iš centro toliau besideformuo-jančio prizmės šono (šonų) linkme.

Centravimas turi būti kartojamas tol, kol nebus įvykdytos minė-tos sąlygos, t. y. priešingų bandinio šonų deformacijos skirsis ne daugiau kaip 15 % nuo deformacijų vidurkio (po penkių nesėkmingų centravimo bandymų prizmė brokuojama).

3. Bandymo pradžioje prizmė apkraunama nedidele jėga, suda-rančia apie 2 % laukiamos ribinės apkrovos Nlim reikšmės, kuri yra laikoma „sąlyginiu apkrovos nuliu N0“. Laukiama ribinė apkrova yra nustatoma pagal 1-ojo laboratorinio darbo bandymo rezultatus. Jos reikšmė sudaro 80–90 % vidutinės kubų suirimo apkrovos.

32

a/2 a/2 1

2

3

5

4

35

35

AA

2

1

5 A-A

3.2 pav. Prietaisų išdėstymo schema, taikoma išilginėms betono

deformacijoms matuoti: 1 − betono prizmė, 2 − metaliniai rėmeliai, 3 − indikatorius, 4 − plieninis strypelis, 5 − varžtų reperiai

4. Bandant prizmę apkrova didinama etapais (pakopomis). Pa-kopos vertė ∆N turi sudaryti apie 10 % laukiamos ribinės apkrovos Nlim. Apkrovos didinimo greitis turi būti lygus 0,6 ±0,2 MPa/s.

5. Kiekvienoje pakopoje apkrova yra išlaikoma 4–5 min. Prietaisų duomenys fiksuojami du kartus – išlaikymo pradžioje ir pabaigoje – ir kartu su apkrovos verte užrašomi 3.2 lentelėje (bandymo žurnale).

33

6. Tokio režimo yra laikomasi iki pat bandymo pabaigos. Tačiau pastebėjus dideles betono plastines deformacijas (indikatorių duome-nys nuolat didėja apkrovos išlaikymo metu), bandymą reikia pratęsti, nestabdant apkrovos didinimo, iki visiško prizmės suirimo. Pasiekus ribinę jėgą Nlim tuo pat metu yra užrašomi visų keturių indikatorių duomenys.

7. Bandymo rezultatai yra apdorojami ir užrašomi bandymo žur-nalo 3.1 ir 3.2 lentelėse. Nustatomos ribinės betono santykinės gniuž-dymo deformacijos εc,lim. 8. Apskaičiavus santykinių betono deformacijų vidutines reikš-mes εcm ir betono įtempius σc, pagal (3.1) ir (3.3) formules apskai-čiuojamas pradinis betono tamprumo modulis Ec ir kirstinis tampru-mo modulis Ecm. Palyginamos apskaičiuotos ir eksperimentais nustatytos reikšmės.

9. Pagal 3.2 lentelės duomenis yra nubraižoma gniuždomojo be-tono įtempių ir deformacijų σc–εc diagrama.

Bandymo žurnalas Bandymo data ____________________ Gamybos data ____________________

3.1 lentelė. Prizmės charakteristikos Prizmės kraštinių matmenys

a×a

Prizmės skerspjū-vio plotas

Am

Matavi-mų bazė

lm

Laukiama ribinė apkrova

Flim

Sąlyginis jėgos „0“

F0

Jėgos prieaugis

∆F

Betono tamprumo modulis

Ec mm mm mm kN kN kN MPa

34

3.2 lentelė. Prizmės bandymo duomenys

Indikatorių arba tenzometrų duomenys

T1 T2 T3 T4 Tm

Apkro

vos p

akop

os Nr

. Ap

krovo

s F dy

dis, k

N

n1i Σ∆ni n2i Σ∆ni n3i Σ∆ni n4i Σ∆ni Beton

o įtem

piai σ

c, MPa

Beton

o defo

rmaci

jos ε c

0 1 1’ 2 2’ 3 3’

14

n

m ii

T n=

= Σ∆ ∑ , 0,001 .c m mT lε = ⋅

35

4-asis laboratorinis darbas Betono, paveikto gaisro temperatūros, pradinis

tamprumo modulis

Teorinė dalis Gaisro temperatūra sukelia betone sudėtingas temperatūrines ir

drėgmės deformacijas bei su jomis susijusius vidinių įtempių persi-skirstymo procesus. Kaitinant betonas plečiasi ir traukiasi tuo pat metu.

Cementinis akmuo plečiasi esant temperatūrai nuo 200 °C iki 400 °C. Tačiau temperatūrai didėjant, temperatūrinio plėtimosi de-formacijas keičia didelės susitraukimo deformacijos, atsirandančios dėl absorbcinio vandens atsiskyrimo nuo cemento gelio.

Užpildai plečiasi visame temperatūros poveikio diapazone. Ypač tai pasireiškia esant 600 °C temperatūrai, kai kvarcas, daugelio uo-lienų sudėtinė dalis, įgauna naują struktūros modifikaciją, pasižy-minčią staigiu užpildų tūrio padidėjimu.

Šių procesų intensyvumas priklauso nuo betono drėgnumo, kai-tinimo režimo, konstrukcijos matmenų, betono sudėties ir tankio. Vidinių įtempių, plyšelių atsiradimas ir padidėjęs betono deformaty-vumas, veikiamas apkrovos, neigiamai veikia betoną. Sunkiojo natū-ralaus kietėjimo ir normalinio drėgnumo betono tampriosios ir plas-tinės deformacijos didėja kylant temperatūrai nuo 20 °C iki 400 °C (4.1 pav.) Tampriųjų deformacijų dalis padidėja daugiau negu plasti-nių. Pažymėtina, kad įkaitusio ir atvėsusio betono tampriosios de-formacijos yra vienodos, o karšto bandinio plastinės deformacijos yra 1,5 karto didesnės negu praėjus tam tikram laiko tarpui po tempe-ratūros poveikio.

Tampriųjų deformacijų padidėjimas kylant temperatūrai sukelia betono tamprumo modulio sumažėjimą. Gniuždomojo betono tamp-rumo modulis pradeda mažėti, kai yra 20 °C temperatūra. Jis suma-žėja 20−30 %, kai temperatūra 200 °C, 40−70 % – kai temperatūra 400 °C, ir 70−90 % – kai gaisro temperatūra 600 °C.

36

310−ε ⋅

fθ θσ

4.1 pav. Betono deformacijų pokytis dėl trumpalaikio temperatūros

poveikio: a – tampriosios deformacijos; b – plastinės betono deformacijos esant temperatūrų intervalui nuo 20 °C iki 1000 °C; 1 − sunkusis betonas,

2 − ugniai atsparus betonas su portlandcemenčiu, 3 − ugniai atsparus betonas su skystu stiklu

Betono, paveikto gaisro temperatūros, tamprumo modulis ,cE θ

išreiškiamas pradiniu betono tamprumo moduliu Ec ir koeficientu ( )ck θ , apibūdinant jo pokytį kylant temperatūrai:

( ),

.c c cE E kθ = ⋅ θ (4.1) Vienos ašies kryptimi gniuždymo veikiamo betono stiprumo ir

deformacinės savybės aukštesnėje temperatūroje turi būti nustatomos pagal 4.2 pav. pavaizduotą įtempių ir deformacijų priklausomybę, apibūdinamą dviem parametrais: gniuždomuoju stipriu ( )θcf ir jį atitinkančia deformacija ( )θε 1c .

Šių parametrų reikšmės, kaip betono temperatūros funkcija, pa-teikiamos 2 priedo P2.1 lentelėje. Norint nustatyti tarpines tempera-

37

tūros vertes, taikomas tiesinės interpoliacijos metodas. P2.1 lentelėje pateikti parametrai gali būti taikomi įprastai sunkiam betonui su sili-katiniais ar kalkiniais (turinčiais ne mažiau kaip 80 % masės kalkinio užpildo) užpildais.

σ

,cf θ

1,c θε 1,cu θεε

Intervalas Įtempis σ(θ)

θε≤ε ,1c

εε+ε

ε

θθ

θ3

,1,1

,

2

3

cc

cf

θθ ε≤ε<ε ,,1 cuc Skaitiniais tikslais turėtų būti imama mažėjimo atkarpa. Leidžiami tiesiniai arba netiesiniai modeliai

4.2 pav. Matematinis aukštesnėje temperatūroje gniuždymo veikiamo betono įtempių ir deformacijų priklausomybių modelis

Deformacijų θε ,1cu reikšmės, nusakančios mažėjimo atkarpos intervalą grafike ε−σ , gali būti taikomos, kaip nurodyta 2 priedo P2.1 lentelės 4 skiltyje įprastai sunkiam betonui su silikatiniais už-pildais, 7 skiltyje – betonui su kalkiniais užpildais. Veikiant gaisro temperatūrai, pagal LST EN 1991–1–2:2004 4.3 punktą (natūralaus gaisro imitavimas), ypač nagrinėjant mažėjančios temperatūros at-

38

karpą, turi būti pakoreguotas betono įtempių ir deformacijų priklau-somybių matematinis modelis, pateiktas 4.2 pav.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − susipažinti su betono deformacinių savybių pokyčio aukšto-

je temperatūroje teoriniais pagrindais; − eksperimentiniu būdu nustatyti sunkiojo betono pradinio

tamprumo modulio pokytį aukštoje temperatūroje; − taikant eksperimento duomenis nustatyti betono tamprumo

modulio temperatūrinio koeficiento ( )θck vertes. Prietaisai ir mechanizmai:

kaip ir 1-ojo laboratorinio darbo, mufelinė krosnis, termometras. Bandiniai:

4 prizmės, kurių matmenys 100×100×400 mm. Bandinių paruošimas: 1. Pagaminamos trys prizmės, kurių matmenys 100×100×400

mm, panaudojant 5-ajame laboratoriniame darbe pateiktą betono sudėtį.

2. Iki bandymo atlikimo dienos prizmės laikomos normaliomis kietėjimo sąlygomis.

3. Prieš bandymo pradžią trys prizmės paveikiamos aukšta tempe-ratūra (100 °C, 300 °C, 500 °C) mufelinėje krosnyje. Temperatūros didė-jimo greitis − 100–150 °C/h. Maksimalioje temperatūroje bandiniai išlaikomi 1 valandą.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Bandymas pradedamas nuo kontrolinės (nekaitintos) prizmės.

Po to išbandomos trys prizmės, veikiant jas aukšta temperatūra (100 °C, 300 °C, 500 °C). Bandymo metodika aprašyta 3-iajame labo-ratoriniame darbe.

2. Visų keturių prizmių bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 4.1 ir 4.2 lenteles.

39

3. Remiantis bandymo duomenimis, ant milimetrinio popieriaus nubraižomos visų keturių prizmių gniuždomojo betono įtempių ir deformacijų ( ) ( )( )θε−θσ cc diagramos.

4. Nustatomos betono, laikomo normaliomis sąlygomis ir pa-veikto aukštos temperatūros, pradinių tamprumo modulių Ec ir ribi-nių deformacijų ε cu1 vertės.

5. Pagal formulę ( ) ( )c

cc E

Ek θ=θ nustatomas betono tamprumo modulio temperatūros koeficientas ( )ck θ ir duomenys surašomi į 4.3 lentelę (bandymo žurnale).

Bandymo žurnalas Bandymo data ____________________ Gamybos data ____________________

4.1 lentelė. Prizmių charakteristikos

Temp

eratūr

a

Prizm

ės kra

štnių

matm

enys

a×a

Prizm

ės ske

rsp-

jūvio

plotas

A m

Matav

imų b

azė l m

Lauk

iama r

ibinė

apkro

va N l

im

Sąlyg

inis jė

gos

„0“ N 0

Jėgos

prieau

gis

∆F

Beton

o tam

prumo

mo

dulis E c

, (E

c(θ)

°C mm mm mm kN kN kN MPa 20 100 300 500

40

4.2 lentelė. Kaitintų prizmių bandymo rezultatai Indikatorių arba tenzometrų duomenys

T1 T2 T3 T4

Temp

eratūr

a °C

Apkro

vos p

akop

os Nr

. Ap

krovo

s N dy

dis, k

N

n1i Σ∆ni

n2i Σ∆ni

n3i Σ∆ni

n4i Σ∆ni

Tm

Įtemp

iai σ c

, MPa

De

forma

cijos

ε c, M

Pa

20

0 1 2 ...

100

0 1 2 ...

300

0 1 2 ...

500

0 1 2 ...

4.3 lentelė. Koeficiento ( )ck θ vertės Betono tamprumo modulio temperatūrinio koeficiento ( )ck θ vertės,

kai temperatūra °C 20 100 300 500

41

II. LENKIAMŲJŲ GELŽBETONINIŲ ELEMENTŲ STIPRUMAS 5-asis laboratorinis darbas

Gelžbetoninės sijos pleišėtumas ir normalinio pjūvio stiprumas

Teorinė dalis Dviatramė sija, veikiama tolygiai paskirstytos arba sutelktosios

apkrovos, gali suirti normaliniame I-I arba įstrižajame II-II pjūvyje (5.1 pav.). Suirimo priežastis normaliniame pjūvyje yra lenkimo momentas, įstrižajame – skersinė jėga ir lenkimo momentas. Elemen-tų irimo normaliniame pjūvyje pobūdis priklauso nuo išilginės arma-tūros kiekio tempiamojoje S zonoje ir betono bei armatūros fizikinių mechaninių savybių. Elemento stiprumui įstrižuose pjūviuose (II-II) didelės reikšmės turi skersinės ir išilginės armatūros kiekis, betono stiprumas ir skerspjūvio ploto matmenys.

Projektuojant lenkiamuosius elementus turi būti atsižvelgta į konstravimo taisykles, kuriomis reglamentuojami visi pagrindiniai parametrai: skerspjūvio ploto matmenys, minimali betono klasė, ar-matūros strypų skersmuo ir jų minimalus skerspjūvio plotas, armatū-ros plieno klasė, pavienių strypų išdėstymo tvarka armatūros strypy-nuose bei šių strypynų išdėstymas elemente, apsauginių betono sluoksnių storiai ir t. t.

Gelžbetoninių konstrukcijų supleišėjimas yra ribojamas, kad jis nekenktų tinkamam konstrukcijos funkcionavimui, jos numatytam ilgalaikiškumui arba kad jos vaizdas dėl plyšių nebūtų nepriimtinas. Euronormose didelis dėmesys skiriamas aplinkos poveikiams ir su jais susijusiam gelžbetoninių konstrukcijų ilgalaikiškumui.

Gelžbetoninių konstrukcijų supleišėjimas yra beveik neišven-giamas jas lenkiant, kerpant, sukant ar tempiant. Šie reiškiniai atsi-randa dėl tiesioginio apkrovų poveikio arba dėl deformacijų suvar-žymo. Plyšių taip pat gali atsirasti ir dėl traukumo arba išsiplėtimo. Tokie plyšiai gali būti neleistino dydžio, bet jų kontrolė turi būti nag-rinėjama atskirai.

42

Šie plyšiai gali būti leidžiami, nesistengiant apriboti jų pločio, arba siekiant jų išvengti padaromos siūlės ir sandūros, dėl kurių gali pasislinkti atskiri pjūviai.

5.1 pav. Normalinio I-I ir įstrižųjų II-II pjūvių padėtis lenkiamajame

elemente: 1 − pagrindinė išilginė armatūra, 2 − pagalbinė išilginė armatūra, 3 − skersinė armatūra

Stačiakampio skerspjūvio lenkiamųjų elementų normalinio (statmenojo) pjūvio lenkiamoji galia (5.2 pav.) apskaičiuojama pa-naudojant stačiakampę įtempių diagramą: ( )2

2 2 2 ,Rd Eds cd s ydM = f b d A f d aµ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ − (5.1) ( )1Eds cd akµ = ν − ⋅ξ , čia cdν = ξ ⋅λ ⋅η – gniuždomąją zoną charakterizuojantis parametras;

x dξ = – santykinis gniuždomosios zonos aukštis; λ – gniuždomo-sios zonos aukščio ( )x redukavimo koeficientas; η – gniuždomųjų įtempių redukavimo koeficientas.

Koeficientų λ ir η reikšmės pateiktos 5.1 lentelėje. Gniuždomąją zoną charakterizuojantis parametras cdν apskai-

čiuojamas iš pusiausvyros lygties 1 1 2 2 0yd s yd s cd cdf A f A f b d− − ⋅ ⋅ ⋅ ν = (5.2)

1 1 2 2yd s yd scd

cd

f A f Af b d

−ν =

⋅ ⋅. (5.3)

43

5.1 lentelė. Koeficientų λ ir η reikšmės Betono gniuždomasis stipris ckf

(MPa) Koeficiento λ

reikšmė Koeficiento η

reikšmė 50ckf ≤ 0,8 1,0

50 90ckf< ≤ ( )500,8 400ckf −

− ( )501,0 200ckf −

−

5.2 pav. Stačiakampio skerspjūvio lenkiamųjų elementų statmenojo pjūvio

stiprio skaičiuotinė schema

Santykinis gniuždomosios zonos aukštis .

cdνξ = λ ⋅η (5.4) Jeigu santykinis gniuždomosios zonos aukštis, apskaičiuotas pa-

gal (5.4) formulę, yra limξ ≤ ξ , tada pagal (5.1) formulę skaičiuoja-mas lenkiamasis stipris RdM .

Jeigu limξ > ξ , tada sijos lenkiamasis stipris RdM skaičiuojamas pagal (5.1) formulę imant limξ = ξ .

Ribinis santykinis gniuždomosios zonos aukštis apskaičiuojamas taip: lim

1,

c

c s

εξ = ε − ε (5.5)

44

čia cε – gniuždomojo betono deformacija irimo metu, imama 0,0035;cε = 1sε – tempiamosios armatūros deformacija, imama

1s yd sf Eε = . Pagal euronormas plyšių plotis priklauso nuo armatūros ištįsimo ir

atstumo tarp plyšių (5.3 pav.). Plyšių pločiui įtakos turi ir tarp jų esančio betono darbas, kurio reikšmė priklauso nuo daugelio veiksnių.

D

C

E

A

Bc

w

∅ xh−

( )25 ∅+c 5.3 pav. Plyšių plotis nuo betono paviršiaus ir strypo padėties:

A – neutralioji ašis; B – tempiamoji betono zona; C – plyšių išsidėstymas pagal (5.9) sąlygą; D – plyšių išsidėstymas pagal (5.8) sąlygą;

E – tikrasis plyšių išsidėstymas

Euronormose skaičiuotinį plyšių plotį siūloma apskaičiuoti pagal tokią formulę: ( ),maxk r sm cmw s= ε − ε , (5.6) čia ,maxrs – didžiausias tarpas tarp plyšių; smε – vidutinės tempiamo-sios armatūros deformacijos nuo nagrinėjamo apkrovų derinio, įver-

45

tinant suvaržytas deformacijas ir tempimo padidėjimo įtaką; εcm – vidutinės deformacijos betone tarp plyšių. Skirtumas sm cmε − ε gali būti apskaičiuojamas pagal tokią pri-

klausomybę:

( ),

,

,

10,6

ct effs t e p eff

p eff ssm cm

s s

fkE E

σ − + α ρρ σε − ε = ≥ , (5.7) čia sσ – tempiamosios armatūros įtempiai supleišėjusiame pjūvyje. Iš anksto įtemptų elementų sσ yra nustatomas atmetus išankstinius įtempius ( )ps σ−σ ; tk – koeficientas, įvertinantis apkrovimo ilga-laikiškumą: 0,6tk = , kai apkrovos veikimas trumpalaikis, ir 0,4tk = – kai ilgalaikis. cmse EE=α ,

effc

pseffp A

AA

,

21,

′ξ+=ρ ,

p

s∅∅ξ=ξ1 ,

čia s∅ – didžiausias armatūros skersmuo; p∅ – ekvivalentinis lynų skersmuo; pA′ – įtemptosios armatūros, esančios effcA ,

plote, skerspjūvio plotas.

Koeficientas ξ įvertina armatūros sukibimą su betonu. Jo reikš-mės pateiktos 5.2 lentelėje. Jeigu armatūra yra ne kanaluose ir suki-busi su betonu, tai ξ=ξ1 .

effcA , – efektyvusis tempiamo betono plotas, esantis apie arma-

tūros strypą, kurio aukštis efch , nustatomas naudojantis 5.4 paveiks-

lo schemomis.

46

5.2 lentelė. Koeficiento ξ reikšmės Armatūra įtempta į betoną,

užinkaruota Armatūros tipas Armatūra įtempta į atramas ≤C50/60 ≥C55/67

Lygūs strypai ir viela Lynai Viela

Rumbuotieji strypai

nenaudojama

0,6 0,7 0,8

0,3 0,5 0,6 0,7

0,15 0,25 0,3 0,35

Kai atstumas tarp armatūros mažesnis arba lygus ( )∅+ 5,05 c ,

tai galutinį atstumą (mm) tarp plyšių lenkiamuosiuose arba tempia-muosiuose elementuose galima apskaičiuoti iš lygties effpr kkkcks ,4213max, ρ∅+= , (5.8) čia c – betono apsauginio sluoksnio storis; ∅ – strypo skersmuo, mm (kai pjūvyje yra įvairūs strypų skersmenys, galima taikyti ekvi-valentinį matmenį, 2∅ – skerspjūviui su n1 strypų 1∅ skersmens ir 2n strypų 2∅ skersmens ( ) ( )2211

222

211 ∅+∅∅+∅=∅ nnnneq );

k1 – koeficientas, kuriuo įvertinamas strypų sukibimas su betonu: rumbuotųjų strypų k1 = 0,8, o lygių strypų k1 = 1,6; k2 – koeficientas, pagal kurį įvertinama deformacijų pasiskirstymo forma: lenkiamųjų elementų k2 = 0,5, o grynojo tempimo elementų k2 = 1,0. Kai yra ekscentrinis tempimas arba vietiniai ruožai, reikia taikyti tarpines k2 reikšmes, kurias galima apskaičiuoti pagal formulę k2=

121

2εε+ε , čia 1ε yra didesnioji, o 2ε – mažesnioji tempimo de-

formacija nagrinėjamame skerspjūvyje, nustatyta taip pat kaip ir ply-šusiam pjūviui.

Efektyvusis tempiamosios betono zonos plotas effcA , paprastai

yra tempiamąją armatūrą supantis betono plotas, kurio aukštis 2,5 karto didesnis už betono atstumą nuo tempiamojo krašto iki armatū-ros svorio centro (5.4 pav.). Plokštėms arba iš anksto įtemptiems

47

elementams, kai tempimo zonos aukštis yra mažas, naudingojo ploto aukštis turi būti imamas ne didesnis kaip ( ) 3/xh − .

d

h

effch ,

effch ,

effch ,

5.4 pav. Efektyvusis tempiamasis plotas (tipiniai atvejai): a – sija, b – plokštė, c – tempiamasis elementas

Kai atstumas tarp armatūros strypų didesnis kaip ( )2/5 ∅+c , tai didžiausias atstumas tarp plyšių yra ( )xhsr −= 3,1max, . (5.9)

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − išmokti taikyti lenkiamųjų gelžbetoninių konstrukcijų ban-

dymo metodiką; − išbandyti siją, kurios minimali laikomoji galia yra normali-

niame pjūvyje; − išanalizuoti sijos elgseną veikiant didėjančiai statinei trum-

palaikei apkrovai; − eksperimentiškai nustatyti plyšimo momentą

,cr obsM ir iš-matuoti normalinio plyšio plotį

,cr obsw ( )0,6Ed RdM M≈ ⋅ veikiant naudojimo apkrovai;

− eksperimentiškai nustatyti sijos suirimo momentą ,R obsM ir

išanalizuoti jos suirimo pobūdį.

48

Bandymo paruošimas. Gelžbetoninė sija yra suprojektuota pagal skaičiuojamąją sche-

mą, pateiktą 5.6 paveiksle. Sijos armavimas pateiktas 5.7 paveiksle.

F/2

F/2Fl/6

F/2

F/2

l/3l/3l/3l

M

V

5.6 pav. Sijos skaičiuojamoji schema, lenkimo momentų ir skersinių jėgų

diagramos

Šiuo atveju sijos tarpatramio viduriniame trečdalyje yra pasto-vaus dydžio lenkimo momento (gryno lenkimo) veikimo zona. Kraš-tinėse tarpatramio atkarpose skersinė jėga yra pastovi, vidurinėje zonoje ji yra lygi nuliui. Sija yra suprojektuota taip, kad veikiama apkrovos pagal parodytą schemą suirtų normaliniame pjūvyje (sijos atraminiai ruožai armuoti skersine armatūra taip, kad sija nesuirtų įstrižajame pjūvyje).

Sija bandoma stende, kuriame jėga sukeliama hidrauliniu domk-ratu (5.8 pav.). Standžia metaline traversa jėga skirstoma į dvi kon-centruotas jėgas, išdėstytas gryno lenkimo zonos kraštuose.

Betono deformacijoms matuoti naudojami mechaniniai tenzo-metrai.

49

5.7 pav. Sijos armavimas

50

h d

0,4 m 0,4 m 0,4 m1,2 m

F

T-1T-2

1J 2J 3J

5.8 pav. Bandymo ir prietaisų išdėstymo schema, pagal kurią matuojamos sijos skerspjūvio ploto deformacijos ir įlinkiai. T-1 ir T-2 − mechaniniai tenzometrai, kuriais matuojamos gniuždomosios ir tempiamosios zonos

betono deformacijos. J1–J3 − įlinkiamačiai

Bandymo įranga ir įrankiai: sijų bandymo stendas, mechaniniai tenzometrai, įlinkiamačiai, mik-roskopas, kilnojama apšvietimo lempa.

Sijos poslinkiai ir įlinkiai matuojami įlinkiamačiais. Kai yra ne-

dideli poslinkiai, galima naudoti laikrodinio tipo indikatorius (kon-taktinius įlinkiamačius). Jie tvirtinami prie atskiros nejudamos tra-versos ties bandomosios sijos atraminiais pjūviais ir viduriniame pjūvyje. Ties atramomis poslinkiai matuojami tam, kad būtų galima nustatyti jų dydžius dėl atramų glemžimo ir sėdimo.

Atsivėrusių plyšių plotis crcw matuojamas 24 kartus didinančiu mikroskopu tempiamosios armatūros centro lygyje kiekvienos ap-krovos pakopos metu. Apžiūrint tempiamąją zoną bei matuojant atsi-vėrusių plyšių pločius rekomenduojama naudoti papildomą vietinį apšvietimą.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Bandomoji sija įtaisoma bandymo stende pagal apkrovimo ir

prietaisų išdėstymo schemą, pateiktą 5.8 paveiksle. 2. Slankmačiu arba metaline liniuote 0,1 mm tikslumu yra nusta-

tomi sijos skerspjūvio ploto matmenys trijuose gryno lenkimo zonos pjūviuose. Apskaičiuojant vartojama vidutinė vertė.

51

3. Bandymo metu sija pakopomis apkraunama tam tikro dydžio apkrova, kurios dydis N∆ sudaro 10 % laukiamos ribinės apkrovos

lim6 RdMN l⋅

= . RdM – sijos skaičiuotinė lenkiamoji galia (norma-linio pjūvio stiprumas) apskaičiuojama pagal 1-ajame laboratorinia-me darbe nustatytus betono ir armatūros stiprius bei sijos geometri-nius rodiklius ir armavimą, nurodytus 5.7 paveiksle.

4. Prieš pradedant bandymą ir nustatant kiekvienos pakopos ap-krovą fiksuojami prietaisų rodmenys, kurie įrašomi į bandymo žurna-lo 5.3 lentelę.

5. Plyšių atsivėrimas sijos tempiamojoje zonoje stebimas vizua-liai ir mikroskopu. Atsivėrusių plyšių plotis

,cr obsw matuojamas S1 armatūros centro lygyje didinant kiekvienos pakopos apkrovą. Kiek-vienas atsiradęs plyšys numeruojamas ir šalia pieštuku žymimas jo didėjimas, užrašomas apkrovos pakopos numeris.

6. Nustatoma plyšimo apkrova ,cr obsF ir apskaičiuojamas ekspe-

rimentinis plyšimo momentas , ,

6cr obs cr obsM F l= ⋅ . 7. Nustatoma sijos eksperimentinė ardančioji jėga lim,obsF ir nu-

braižoma sijos suirimo schema. 8. Ant milimetrinio popieriaus nubraižomi plyšio pločio kitimo

didinant apkrovą nuo crM iki limM ir lenkimo momento bei įlinkio grafikai.

9. Apskaičiuojamas teorinis plyšimo momentas ,cr calM =

ctmf W⋅ , atsivėrusio plyšio plotis ,cr calw , kai veikia naudojimo ap-

krova ( )0,6Ed RdM M≈ ⋅ . 10. Gauti rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 5.4 lentelę. 11. Palyginamos eksperimentinės ir apskaičiuotosios plyšimo

momento crM , plyšio atsivėrimo (pločio) crw ir lenkiamosios galios RdM reikšmės.

52

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________ Gamybos data ______________________

5.3 lentelė. Sijos bandymo duomenys

Įlinkiamačių duomenys Tenzometrų duomenys

J1 J2 J3 T1 T2

Apkro

vos p

akop

os Nr

.

Apkro

vos d

ydis N

, kN

n1i Σ∆ni n2i Σ∆ni n3i Σ∆ni 1

32

2V

Vd

V+

=−

n1i Σ∆ni ε n2i Σ∆ni εs Plyšio

ploti

s wcr

, mm

0 1 2

čia jij

iii

nVnVnVnV

∆Σ=

∆Σ=∆Σ=∆Σ

01,001,001,0

0,01=

33

22

11arba

5.4 lentelė. Sijos bandymo rezultatų palyginimas Parametrai

Ribinė apkrova Nlim

Charakte-ristinė

apkrova Nn

Apkrovos prieaugis

∆N

Pleišėjimo momentas

Mcr Ribinis

momentas MRd

Plyšio plotis wcr

Dimensija kN kN kN kN·m kN·m mm Teorinė vertė

(cal) Eksperi-

mentinė vertė (obs)

Santykis (cal)/(obs)

53

6-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos, paveiktos gaisro temperatūros, stiprumo ir atsparumo ugniai nustatymas taikant

paprastąjį skaičiavimo modelį

Teorinė dalis Gniuždomo betono σ – ε priklausomybė apibūdinama dviem pa-

rametrais: gniuždomuoju stipriu ( )ckf θ ir jį atitinkančia deformacija ( )1cε θ (6.1 pav). Betono, paveikto gaisro temperatūros, gniuždomojo stiprio cha-

rakteristinė reikšmė nustatoma pagal formulę ( ) ( ) ( )20 Cck c ckf k fθ = θ ⋅ ° . (6.1)

Betonui su normaliais ir sunkiais užpildais gali būti taikomos to-kios koeficiento ( )ck θ reikšmės (6.2 pav.): ( ) 1, kai 20 C 100 C,ck θ = ° ≤ θ ≤ ° ( ) ( )1600 1500, kai 100 C 400 C,ck θ = − θ ° < θ ≤ ° ( ) ( )900 625, kai 400 C 900 C,ck θ = − θ ° < θ ≤ ° ( ) 0, kai 900 C 1200 C.ck θ = ° < θ ≤ °

Norint nustatyti gaisro temperatūros veikiamo skerspjūvio ribinį atsparumą ir palyginti jį atitinkamais poveikių deriniais, gali būti taikomi paprastieji skaičiavimo metodai.

Gaisro ugnies veikiamo konstrukcijų betono temperatūra nusta-toma atliekant bandymus arba skaičiavimus. Temperatūros pasiskirs-tymo diagramos gali būti taikomos paprastojo betono temperatūros nustatymui esant standartinei gaisro poveikio trukmei, kai pasiekia-ma maksimali liepsnos temperatūra (1 priedas).

54

Lygis Įtempiai ( )σ θ

1,c θε ≤ ε ,

3

1,1,

3

2

c

c

c

f θ

θθ

ε ε ε + ε

1, ,c cuθ θε < ε ≤ ε Įvertinama žemyn krintanti kreivės dalis. Galimi tiek tiesiniai, tiek netiesiniai modeliai.

6.1 pav. Gniuždomo ir gaisro temperatūros veikiamo betono σ–ε diagrama

Taikant paprastuosius skaičiavimo metodus skerspjūvis gali būti mažinamas pagal vieną iš dviejų metodų:

− pirmasis metodas pagrįstas prielaida, kad skaičiuojant skerspjūvio ribinį atsparumą tos skerspjūvio dalies, kurią veikia temperatūra didesnė kaip 500 °C, betono stipris nėra įvertinamas. Laikoma, kad veikiant žemesnei temperatūrai betono stipris nesumažėja. Sumažinus skerspjūvį pagal 500 °C izotermą, šis metodas taikomas ir armatūrai, įverti-nant veikiančią ašinę jėgą, lenkimo momentą ir jų derinius;

− antrasis metodas yra pagrįstas principu, kad gaisro paveiktas skerspjūvis mažinamas nekreipiant dėmesio į pažeistą zoną ugnies veikiamuose paviršiuose.

55

( )ck θ

Temperatūra , Cθ ° 6.2 pav. Betono charakteristinio stiprio fck redukavimo koeficiento kc(θ) priklausomybės nuo gaisro temperatūros grafikai betonui su silikatiniais

užpildais (1) ir kalkiniais užpildais (2)

Veikiant gaisro temperatūrai, neįtemptosios armatūros charakte-ristinis stipris apskaičiuojamas pagal formulę ( ) ( ) ( )20 Cyk s ykf k fθ = θ ⋅ ° . (6.2)

Armatūrinio plieno charakteristinio stiprio ykf vertės atsižvel-giant į gaisro temperatūrą θ gali būti nustatomos pagal 6.3 paveiksle pateiktą grafiką.

Armatūrinio plieno priklausomybė σ–ε (6.4 pav.) charakterizuo-jama trimis parametrais: tamprumo moduliu

,sE θ , proporcingumo riba

,spf θ , ribiniais įtempiais ,ypf θ .

56

( )sk θ

Temperatūra , Cθ ° 6.3 pav. Paprastosios armatūros charakteristinio stiprio fyk redukavimo

koeficiento ks(θ) priklausomybė nuo temperatūros θ: 1 – karštai valcuotam plienui, kai εs,fi ≥2 %; 2 – šaltai valcuotam plienui, kai εs,fi ≥2 %;

3 – gniuždomajai ir tempiamajai armatūrai, kai εs,fi <2 %

Laikoma, kad stačiakampio skerspjūvio gniuždomose zonose izo-termos yra lygiagrečios skerspjūvio šonams. Gaisro pažeistas skersp-jūvis yra vaizduojamas sumažintu skerspjūviu, kuriame betonas lai-komas vienodai pažeistu. Skerspjūvis sumažinamas atmetant pažeistas zonas, kurių storis lygus za ties tais paviršiais, kurie veikiami gaisro (6.5 pav.). Iš abiejų pusių gaisro veikiamo elemento skerspjūvio plotis yra imamas lygus 2w (6.5 pav., a). Kai gaisras veikia tik vieną šoną, plotis lygus w (6.5 pav., c). Ties kiekvienu gaisro veikiamu paviršiumi pažeistos zonos storis za apskaičiuojamas kaip ekvivalentinės 2w

storio sienos, veikiamos gaisro iš abiejų šonų.

57

a) ,syf θ

,spf θ

,sE θ

σ

ε

,sy θε,sp θε

,st θε ,su θε b) Lygis Įtempiai Tamprumo modulis ε<εsp,θ εEs,θ Es,θ

εsp,θ≤ε≤εsy,θ ( ) ( ) 0,522, ,sp syf c b a aθ θ

− + − ε − ε ( )( )

,0,522

,

sy

sp

b

a a

θ

θ

ε − ε − ε − ε

εsy,θ<ε<εst,θ fsy,θ 0 εst,θ≤ε<εsu,θ ( ) ( )

, , , ,

1sy t u tf θ θ θ θ − ε − ε ε − ε – ε=εsu,θ 0,00 –

Parametrai , , ,sp f sp sf Eθ θε = ,

,

0,02sy θε = , , 0,15st θε = , , 0,20su θε =

Lygtis

( )( )2, , , , ,sy sp sy sp sa c Eθ θ θ θ θ= ε − ε ε − ε +

( )2 2, , ,sy sp sb c E cθ θ θ= ε − ε +

( )( ) ( )

2, ,

, , , , ,2sy sp

sy sp s sy sp

f fc E f fθ θ

θ θ θ θ θ

−=

ε − ε − −

6.4 pav. Paprastosios ir įtemptosios armatūros σ–ε diagrama (a) ir plieno matematinis modelis (b) veikiant gaisro temperatūrai

58

Jeigu elemento skerspjūvio plotis yra mažesnis už aukštį, pažeis-tos zonos skerspjūvio apačioje storis za imamas toks pat, kaip ir apskaičiuotas šonams (6.5 pav., b).

Sumažinto skerspjūvio betono gniuždymo stipris ir tamprumo modulis laikomi lygiais apskaičiuotiems taške M. Taškas M yra san-tykinai nepažeistos skerspjūvio dalies centras (6.5 pav., d).

Pažaidos storis za ir sumažintos betono savybės turi būti nusta-tytos kiekvienai skerspjūvio daliai atskirai. Tai reiškia, kad za gali būti skirtingas T formos skerspjūvio lentynoje ir briaunoje.

az1 az1w1 w1

az1 az1w1 w1

az1 az1w1 w1

az2w2

az2w2

az1w1

az2

w2

az2 w2

az1

az1 az1

kc( ) kc( )kc( )

kc( )

kc( )kc( )

kc( )

M

M

d) e) f)

a) b) c)

6.5 pav. Schemos skerspjūvio ir betono stiprumui sumažinti

Iš abiejų šonų gaisro veikiamo elemento betono redukuotas skaičiuotinis gniuždymo stipris ( )Mcdf θ taške M nustatomas pagal šią formulę: ( ) ( ) ( )C20°⋅θ=θ ckMcMcd fkf , (6.3) čia θM – temperatūra taške M.

59

Redukuotas skaičiuotinis betono tamprumo modulis šiame taške yra ( ) ( )( ) ( )C202 °⋅θ=θ ckMcMcd fkE . (6.4)

Iš abiejų šonų gaisro veikiamo elemento pažeistos zonos ekviva-lentinis storis nustatomas taip:

1) pusė sienos storio w yra dalijama į n lygiagrečių vienodo storio zonų, čia n≥ 3 (6.6 pav.);

2) apskaičiuojama kiekvienos zonos vidurio temperatūra; 3) nustatomas kiekvienos zonos betono gniuždymo stiprio su-

mažinimo koeficientas ( )c ik θ ; 4) apskaičiuojamas vidutinis betono gniuždymo stiprio suma-

žinimo koeficientas: ( )

1

1 0,2 n

cm c ii

nk kn =

−= θ∑ ; (6.5) 5) apskaičiuojamas sijų ir plokščių pažeistos zonos storis:

( )1 cmz

c M

ka wk

= − θ ; (6.6)

6) apskaičiuojamas kolonų ir sienų pažeistos zonos storis:

( )1,3

1 cmz

c M

ka wk

= − θ . (6.7)

Skaičiuotinis redukuotas tempiamosios armatūros stipris apskai-čiuojamas pagal tokias formules:

neįtemptosios armatūros ( ) ( ) ( )20 Cyd s ykf k fθ = θ ⋅ ° , (6.8)

įtemptosios armatūros ( ) ( ) ( )20 Cpd p pkf k fθ = θ ⋅ ° . (6.9)

60

6.6 pav. Iš abiejų šonų gaisro veikiamos sienos ekvivalentinis suskirstymas į

zonas siekiant sumažinti betono stiprumą ir nustatyti az reikšmę

Įvertinama kiekvieno strypo faktinė temperatūra, įskaitant netgi tuos strypus, kurie yra už sumažinto skerspjūvio ribų.

Formulės (6.8) ir (6.9) tinka ir gniuždomosios armatūros redu-kuotam stipriui apskaičiuoti, kai šios armatūros įtempiai yra ribiniai.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: – taikant gelžbetoninių konstrukcijų bandymo metodiką, pa-

teiktą 5-ajame laboratoriniame darbe, išbandyti siją, vei-kiamą gaisro temperatūros 1–2 valandas, ir išanalizuoti sijos darbą;

– bandymo metu stebėti įlinkio kitimą, plyšių atsiradimo pro-cesą, nustatyti sijos irimo pobūdį;

– panaudojant eksperimento duomenis nustatyti standartinio ekvivalentinio gaisro temperatūrą ir trukmę;

– panaudojant eksperimentinius rezultatus apskaičiuoti sijos atsparumą ugniai, taikant paprastąjį skaičiavimo modelį;

– išmokti praktiškai taikyti paprastąjį skaičiavimo modelį; – palyginti teoriškai apskaičiuotus ir eksperimentiškai gautus

sijos normalinio pjūvio stiprumo rezultatus; – išmokti praktiškai nustatyti sijos atsparumą ugniai; – palyginti sijų bandymo rezultatus normaliomis ir gaisro są-

lygomis ir padaryti išvadas.

61

Pasiruošimas bandymui. Prieš bandymą gaisro temperatūroje pakaitinama sijos tempia-

moji zona imituojant gaisro sąlygas 1–2 valandas. Termometru išmatuojama maksimali faktinė liepsnos temperatū-

ra kaitinimo metu. Nustatoma ekvivalentinio standartinio gaisro temperatūra ir

trukmė .ekvτ .

Pagal temperatūros pasiskirstymo laukus nustatoma sijos tempe-ratūra θ tempiamosios armatūros As1 svorio centro lygyje. Nustatomas armatūros As1 temperatūrinis darbo sąlygų koefi-cientas ks(θ). Nustatoma sijos laikančiosios galios lim, ,calM θ (ribinio momen-to) teorinė vertė.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Išbandoma sija pagal metodiką, aprašytą 6-ajame laboratori-

niame darbe. 2. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 6.1 lentelę. 3. Nustatomi sijos įlinkiai kiekvienoje apkrovos pakopoje. 4. Nustatoma faktinė sijos ribinio momento calM ,lim,θ vertė pagal

formulę

6,lim,

,lim,lN

M obsobs

⋅=

θθ ,

čia l = 1,2 m − atstumas tarp atramų; obsN ,lim,θ − eksperimentinė ribi-nės apkrovos vertė.

5. Sijų bandymų ir teorinių skaičiavimų duomenys surašomi į 6.2 lentelę (bandymo žurnale).

6. Nustatomas charakteristinis fck(θ) ir skaičiuotinis fcd(θ) betono gniuždomasis stipris. 7. Nustatomi sijos temperatūrų laukai pagal 1 priede pateiktą schemą. 8. Apskaičiuojamos sumažinto skerspjūvio charakteristikos pa-

gal teorinėje dalyje pateiktą metodiką. 9. Pagal bandymų rezultatų duomenis nubraižomi išbandytų sijų

įlinkio (dobs) ir momento (Mobs) priklausomybės grafikai. 10. Apskaičiuojamas sijos atsparumas ugniai.

62

11. Padaromos išvados dėl išbandytų sijų laikančiosios galios ir standumo pokyčių po gaisro temperatūros poveikio.

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________ Gamybos data ______________________

6.1 lentelė. Kaitintos sijos bandymo duomenys

Įlinkiamačių duomenys Tenzometrų duomenys

J1 J2 J3 T1 T2

Apkro

vos p

akop

os Nr

.

Apkro

vos d

ydis N

, kN

n1i Σ∆ni n2i Σ∆ni n3i Σ∆ni

Įlinkis

231

2VV

Vd+

−

−=

n1i Σ∆ni ε n2i Σ∆ni εs Plyšio

ploti

s wcr

, mm

0 1 2

čia jijiii

nVnVnVnV

∆Σ=

∆Σ=∆Σ=∆Σ

01,001,001,0

0,01=

33

22

11arba

6.2 lentelė. Kaitintos sijos bandymo rezultatų palyginimas Parametrai

Ribinė apkrova Nlim

Charakte-ristinė

apkrova Nn

Apkrovos prieaugis

∆N

Pleišėjimo momentas

Mcr Ribinis

momentas Mlim

Plyšio plotis wcr

Dimensija kN kN kN kN·m kN·m mm Teorinė vertė

(cal) Eksperi-

mentinė vertė (obs)

Santykis (cal)/(obs)

63

7-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos, paveiktos gaisro temperatūros,

atsparumo ugniai nustatymas pagal lentelių duomenis

Teorinė dalis Elementų skaičiavimams kilus gaisrui galimi alternatyvūs konst-

rukcijų skaičiavimo metodai: – taikant lentelių duomenis (detalizavimas pagal pripažintus

skaičiavimo metodus, kai duomenys pateikiami lentelėse); – paprastieji skaičiavimo metodai, taikomi tik tam tikriems

konstrukciniams elementams, veikiant tik lenkimo momen-tams ir ašinėms jėgoms (dėl sukimo ir šlyties vis dar vyksta diskusijos);

– bendrieji skaičiavimo metodai, modeliuojantys elementų, konstrukcijos dalių ar visos konstrukcijos būklę.

Esant būtinybei, reikia imtis priemonių, kad būtų išvengta beto-no atskilimo, arba reikia atsižvelgti į betono atskilimo poveikį naudo-jimo reikalavimams R ir (arba) EI.

Būtina įvertinti elementų, armuotų įtemptąja armatūra iš lynų, laipsniško suirimo riziką, galinčią kilti dėl per didelio plieno plėti-mosi veikiant temperatūrai. Būtina imtis ypatingų priemonių apsau-goti standaus įtvirtinimo vietoms nuo temperatūros poveikio.

Lentelės sudarytos empiriškai, pagrįstos patirtimi ir teoriniais atlik-tų bandymų vertinimais. Skaičiavimai taikomi standartiniam gaisrui, trunkančiam iki 240 minučių. Išsamesnius lentelių duomenis galima rasti atskiruose betono gaminių standartuose arba gauti taikant skaičia-vimus.

Lentelėse pateikti duomenys taikomi paprastam betonui (nuo 2000 iki 2600 kg/m3), pagamintam su normaliais užpildais.

Kai sijose ir plokštėse naudojamas betonas su kalkakmenio už-pildais, minimalūs jo skerspjūvio matmenys arba armatūros centro atstumas iki skerspjūvio krašto a turėtų būti mažinami 10 %.

Šutintam betonui su lengvais užpildais, kurio tankis iki 1200 kg/m3, šios vertės sumažinamos 20 %, išskyrus nelaikančiąsias sienas. Skaičiuojant, kai tankis yra nuo 1200 kg/m3 iki 2000 kg/m3, galima taikyti tiesinės interpoliacijos metodą.

64

Kai naudojamasi lentelių duomenimis, nereikalaujama atlikti jo-kių tolesnių šlyties ir sukimosi gebos, taip pat inkarinio įtvirtinimo elementų skaičiavimų, taip pat nereikalaujama atlikti jokių tolesnių atskilimo tyrimų, išskyrus paviršiaus armatūros.

Sandarumo E ir izoliavimo I savybės yra tinkamos, kai sienų storis yra ne mažesnis už pateiktą 2 priedo P2.5 lentelėje.

Įvykdžius mažiausiųjų skerspjūvio matmenų ir armatūros centro atstumo iki skerspjūvio krašto reikalavimus, nustatytus lentelėse, atlaikymo funkcija R bus pakankama ir galios sąlyga

, ,

1,0d fi d fiE R ≤ . (7.1) Lentelių duomenys pagrįsti skaičiuojamosios apkrovos lygio

sumažėjimo veiksniu kilus gaisrui 0,7fiη = , nebent atitinkamuose punktuose būtų numatyta kitaip.

Lenkiamųjų elementų tempiamosiose zonose esančio plieno ap-saugai garantuoti būtini lentelių duomenys grindžiami kritiškąja plieno temperatūra 500 Ccrθ = ° . Ši prielaida apytiksliai atitinka

,

0,7d fi dE E= ⋅ ir 1,15pγ = . Iš anksto įtemptųjų strypų plieno kritinė temperatūra yra lygi

400 °C, o lynų ir vielų – 350 °C. Kai neatliekami tempiamųjų ele-mentų, sijų ar plokščių patikrinamieji skaičiavimai, armatūros centro atstumas iki skerspjūvio krašto a turi būti padidintas taip:

– iš anksto įtemptųjų strypų – 10 mm; – iš anksto įtemptųjų vielų ir lynų – 15 mm.

Kai kritinė temperatūra nelygi 500 °C, lentelėse pateikti armatū-ros centro atstumai iki skerspjūvio krašto gali būti modifikuojami tokia tvarka:

a) įvertinami plieno įtempiai ,s fiσ pagal lygtį

( ), ,

,

,

20 Cd fi yk s reqs fi

d c s prov

E f AE A

°σ = ⋅ ⋅γ , (7.2)

čia γs = 1,15; As,req – reikalingas armatūros skerspjūvio plotas; As,prov – faktinis armatūros skerspjūvio plotas;

65

b) įvertinama armatūros plieno kritinė temperatūra crθ , atitin-kanti redukavimo koeficientą ( ) ( )

,

20 Cs cr s fi ykk fθ = σ ° pa-gal 7.1 pav. 1 grafiką paprastajai armatūrai arba ( )p crk θ =

( ) ( ),

20 Cp cr p fi pkk fθ = σ ° pagal 7.1 pav. 2 grafiką įtempta-jai armatūrai;

c) patikslinamos lentelėse pateiktos mažiausiojo atstumo a reikšmės pagal faktišką plieno kritinę temperatūrą

( )0,1 500 cra∆ = − θ (mm), (7.3) čia ∆a atstumo a pokytis mm. (7.3) formulė tinka, jei įvykdyta sąlyga 350 °C < θcr < 700 °C. Kai temperatūra yra mažesnė ar viršija šias ribas, norint gauti tiks-lesnius temperatūros rezultatus, būtina atlikti temperatūrinius skaičiavi-mus. Įtempiamajai armatūrai analogiškai taikoma (7.2) lygtis.

Tempiamiesiems elementams ar sijoms, kai reikalaujama, kad θcr būtų ne didesnis kaip 400 °C, turi būti padidintas elemento skerspjūvio plotis ( )mod min 0,8 400 crb b≥ + − θ , (7.4) čia minb – mažiausioji lentelėse pateikta b reikšmė, atitinkanti stan-dartinį atsparumą ugniai.

Kaip alternatyva pločio padidinimui galimas atstumo a korega-vimas. Gelžbetoninių kolonų atsparumas ugniai gali būti garantuo-jamas remiantis 2 priedo P2.4 lentelės duomenimis ir laikantis toliau nurodytų taisyklių.

Paprastojo ir įtemptojo gelžbetonio sijų atsparumo ugniai reika-lavimai pateikti 2 priedo P2.8–P2.10 lentelėse. Jie tinka sijoms, kurių trys šonai veikiami gaisro, o jų viršutinis paviršius apsaugotas nuo gaisro poveikio. Sijų, kurių visi paviršiai yra veikiami gaisro, aukštis neturėtų būti mažesnis negu minimalus plotis, kurio reikalaujama atitinkam atsparumo gaisro laikotarpiui, ir skerspjūvio plotas neturė-tų būti mažesnis negu 2

min2cA b= ⋅ . Lentelių vertės galioja skerspjūviams, nurodytiems 7.2 paveiksle.

66

0,8

1

0

1

2

3

0,6

0,2

0,4

1000200 800400 12000 600

( ) ( ),s cr p crk kθ θ

Temperatūra , Cθ ° 7.1 pav. Armatūros koeficientų ks(θcr) ir kp(θcr) priklausomybė nuo

temperatūros: 1 – stropinei paprastai armatūrai; 2 – įtemptiems strypams; 3 – vieloms ir lynams

a) nekintamojo storio sienelė b) kintamojo storio sienelė c) dvitėjo formos sienelė 7.2 pav. Sijų skerspjūvio matmenų žymėjimas

Sijų, kurių sienelių plotis kintamas, betono skerspjūvio plotis b lygus sienelės pločiui ties tempiamosios armatūros centru. Dvitėjo formos sienelės apatinės lentynos vidutinis aukštis turi būti ne ma-žesnis kaip deff = d1 + 0,5d2 ≥ bmin. Ši taisyklė netaikoma, jeigu įsivaizduojamas skerspjūvis, kuris ati-tinka mažiausiuosius atsparumo ugniai reikalavimus ir kuriame sudėta visa armatūra, gali būti patalpintas faktiško skerspjūvio viduje.

67

Šis metodas taikomas atliekant elementų skaičiavimą. Lentelėse pateikti duomenys tinka standartinio gaisro veikiamam sunkiajam betonui su silikatiniais užpildais.

Kai sijų ir plokščių betonas yra su karbonatiniais užpildais, tai mažiausi skerspjūvio matmenys arba mažiausias strypų centro atstu-mas a iki skerspjūvio krašto gali būti sumažinti 10 %.

Lengvųjų betonų minėtų matmenų sumažinimas gali siekti iki 20 %, išskyrus nelaikančiąsias sienas. Duomenims, pateiktiems len-telėse, galima taikyti tiesinę interpoliaciją. Įvertinus lentelėse pateik-tus duomenis, nereikia tikrinti įstrižojo pjūvio stiprumo ir strypų in-karavimo pakankamumo pagal STR 2.05.05:2005.

Įvykdžius mažiausių skerspjūvio matmenų ir armatūros centro atstumo iki skerspjūvio krašto reikalavimus, atlaikymo funkcija R bus pakankama, jeigu galios sąlyga ,

,

1,0d fi

d fi

ER≤ . (7.5)

Lentelėse vartojami simboliai yra pateikti 7.3 paveiksle.

ba c

h b≥

a

h

c

a

7.3 pav. Elementų skerspjūvių matmenų žymėjimas

Armatūros strypų, vielų ir lynų atstumas a turi būti ne mažesnis už mažiausias reikšmes, pateiktas 7.1 lentelėje ir 2 priedo P2.1–P2.9 lentelėse.

Kai armatūra yra išdėstyta keliomis eilėmis (7.4 pav.), atstumas a turi būti ne mažesnis už ma :

68

1 1 2 2

1 2

s s sn n si im

s s sn si

A a A a A a A aaA A A A+ + += =+ + +

∑∑

…

…

, (7.6) čia siA – strypo, vielos, lyno skerspjūvio plotas; ia – strypo, vielos, lyno centro atstumas iki skerspjūvio artimiausio krašto.

a1 a4a2 a3

a5, a7 a6

a2, a3

1 2 3 4

5 6 7

7.4 pav. Matmenys, naudojami skaičiuojant atstumą am

7.1 lentelė. Paprastojo ir įtemptojo gelžbetonio laisvai atremtų sijų skerspjūvio mažiausi matmenys ir atstumas a

Mažiausi matmenys (mm) Standartinis atsparumas bmin bw

1 2 3 4 5 6 R 30

R 60

R 90

R 120

R 180

R 240

bmin = 80 a = 25

bmin = 120 a = 40

bmin = 150 a = 55

bmin = 200 a = 65

bmin= 240 a = 80

bmin = 280 a = 90

120 15* 160 35 200 45 240 55 300 70 350 80

160 10* 200 30 250 40 300 50 400 65 500 75

200 10* 300 25 400 35 500 45 600 60 700 70

80

100

100

120

140

160

asd = a +10 mm (kampinio strypo centro atstumas iki skerspjūvio artimiausio krašto)

*Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal STR 2.05.05:2005.

69

Jeigu tempiamųjų elementų, sijų ir plokščių pagrindinės išilginės armatūros apsauginio betono sluoksnis c ≥ 50 mm, tai reikia armuoti papildomai armatūros tinkleliu, kad storas apsauginis betoninis sluoksnis neatplyštų.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: – taikant gelžbetoninių konstrukcijų bandymo metodiką, pa-

teiktą 6-ajame laboratoriniame darbe, išbandyti siją, vei-kiamą gaisro temperatūros 1–2 valandas, ir išanalizuoti jos darbą;

– bandymo metu stebėti įlinkio kitimą, plyšių atsiradimo pro-cesą, nustatyti sijos irimo pobūdį;

– naudojant eksperimento duomenis, nustatyti standartinio ekvivalentinio gaisro temperatūrą ir trukmę;

– palyginti teoriškai apskaičiuotus ir eksperimentais gautus si-jos normalinio pjūvio stiprumo rezultatus;

– išmokti praktiškai nustatyti sijos atsparumą ugniai; – palyginti sijų bandymo rezultatus normaliomis ir gaisro są-

lygomis ir padaryti išvadas. Pasiruošimas bandymui. Prieš bandymą pakaitinama sijos tempiamoji zona imituojant

gaisro sąlygas 1–2 valandas. Termometru išmatuojama maksimali faktinė liepsnos temperatū-

ra factt° kaitinimo metu. Nustatoma ekvivalentinio standartinio gaisro temperatūra ekvt° ir

trukmė .ekvτ .

Pagal temperatūros pasiskirstymo laukus nustatoma sijos tempe-ratūra tempiamosios armatūros 1sA svorio centro lygyje.

Nustatomas armatūros 1sA temperatūrinis darbo sąlygų koefi-cientas ( )sk θ .

Nustatoma sijos laikančiosios galios (ribinio momento) lim, ,calM θ teorinė vertė.

70

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Sija išbandoma pagal metodiką, aprašytą 6-ajame laboratori-

niame darbe. 2. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 7.1 lentelę. 3. Nustatomi sijos įlinkiai kiekvienoje apkrovimo pakopoje. 4. Nustatoma faktinė sijos ribinio momento lim, ,calM θ vertė pagal

formulę lim, ,

lim, , 6obs

obsF

M lθθ = ⋅ ,

čia 1,2l = m − atstumas tarp atramų; lim, ,obsF θ − eksperimentinė ribi-nės apkrovos vertė.

Sijų bandymo rezultatų palyginimas: 1. Sijų bandymų ir teorinių skaičiavimų duomenys surašomi į

bandymo žurnalo 7.2 lentelę. 2. Nustatoma faktinė temperatūrinio koeficiento vertė ( ) lim,

,lim, ,

obss obs

obs

Mk

M θθ ≈ esant darbo sąlygoms ir palyginama su teoriniu

koeficientu , ,s calk θ .

3. Pagal bandymų rezultatų duomenis nubraižomi išbandytų sijų įlinkio ( )obsf ir momento ( )obsM priklausomybės grafikai.

4. Apskaičiuojamas sijos atsparumas ugniai. 5. Padaromos išvados dėl išbandytų sijų laikančiosios galios ir

standumo pokyčių, paveikus gaisro temperatūrai.

71

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________ Gamybos data ______________________

7.1 lentelė. Kaitintos sijos bandymo duomenys

Įlinkiamačių duomenys Tenzometrų duomenys

J1 J2 J3 T1 T2

Apkro

vos p

akop

os Nr

.

Apkro

vos d

ydis N

, kN

n1i Σ∆ni n2i Σ∆ni n3i Σ∆ni

Įlinkis

231

2VV

Vd+

−

−=

n1i Σ∆ni ε n2i Σ∆ni εs Plyšio

ploti

s wcr

, mm

0 1 2

čia jij

iii

nVnVnVnV

∆Σ=

∆Σ=∆Σ=∆Σ

01,001,001,0

0,01=

33

22

11arba

7.2 lentelė. Kaitintos sijos rezultatų palyginimas Parametrai

Ribinė apkrova Nlim

Charakte-ristinė

apkrova Nn

Apkrovos prieaugis

∆N

Pleišėjimo momentas

Mcr Ribinis

momentas Mlim

Plyšio plotis wcr

Dimensija kN kN kN kN·m kN·m mm Teorinė vertė

(cal) Eksperi-

mentinė vertė (obs)

Santykis (cal)/(obs)

72

8-asis laboratorinis darbas Gelžbetoninės sijos įlinkis

Teorinė dalis Projektuojamų gelžbetoninių konstrukcijų arba elementų defor-

macijos neturi neigiamai paveikti jų tinkamo funkcionavimo ir iš-vaizdos. Deformacijų ribos, atsižvelgiant į konstrukcijų paskirtį ir naudojimą, turi užtikrinti patenkinamas konstrukcijų naudojimo sa-vybes.

Gelžbetoninių konstrukcijų elementų deformacijos (įlinkiai) ap-skaičiuojamos atsižvelgiant į konstrukcijai keliamus naudojimo rei-kalavimus. Apskaičiuojamos šių apkrovų derinių deformacijos: - nuolatinių, tariamai nuolatinių ir trumpalaikių, kai deformaci-jas riboja technologiniai arba konstrukciniai reikalavimai; - nuolatinių ir tariamai nuolatinių, kai deformacijas riboja este-tiniai ir psichologiniai reikalavimai. Patikimumo koeficientas ϕf =1. Gelžbetoninių elementų įlinkiai (d) tikrinami pagal sąlygą

limdd ≤ , (8.1) čia d – gelžbetoninio elemento įlinkis nuo išorinės apkrovos povei-kio; dlim – gelžbetoninio elemento leistino ribinio įlinkio reikšmė.

Gelžbetoninių elementų įlinkiai nustatomi pagal statybinės me-chanikos formules, atsižvelgiant į lenkiamųjų, pasislinkimo ir ašinių deformacinių charakteristikų elementus skerspjūviuose pagal jų ilgį (kreivio, pasisukimo, santykinių išilginių deformacijų).

Apskaičiuojant įlinkį, įvertinami tokie veiksniai: – betono valkšnumas ir traukumas; – tempiamojo betono tarp plyšių įtaka; – supleišėjimas dėl ankstesnių apkrovų (pradiniai plyšiai); – netiesinių poveikių įtaka (pvz., temperatūra); – apkrovos tipas (statinis ar dinaminis); – betono tamprumo modulio reikšmė, atsižvelgiant į užpildo

tipą ir betono kietėjimo sąlygas. Gelžbetoninių elementų ruožų, kurių tempiamojoje zonoje nėra

susidariusių normalinių plyšių, kreivis apskaičiuojamas kaip vientiso

73

kūno. Ruožų, kurių tempiamojoje zonoje yra susidarę normaliniai plyšiai, vidutinis kreivis apskaičiuojamas atsižvelgiant į tempiamą-sias armatūros ir gniuždomosios zonos deformacijas.

Elementų, kuriuose gali atsirasti plyšių, vidutinis kreivis dėl len-kimo, susitraukimo ir valkšnumo apskaičiuojamas taip: ( )1 1 11

m I IIr r r

= ⋅ − ζ + ⋅ζ , (8.2)

čia 1Ir

ir 1IIr

– kreivis, apskaičiuotas esant būviui be plyšių (I) ir visiško supleišėjimo būviui (II) (8.1 pav.); ζ – pasiskirstymo koe-ficientas, apskaičiuojamas pagal formulę 1 sr

s

σζ = −β σ , (8.3)

čia sσ – tempiamosios armatūros įtempiai, apskaičiuoti pjūviui su plyšiu; srσ – tempiamosios armatūros įtempiai, apskaičiuoti pjūviui su plyšiu, atsirandančiu dėl apkrovos. sr sσ σ galima pakeisti santy-kiu crM M esant lenkimui. crM – plyšių susidarymo momentas; β – koeficientas, kuriuo įvertinama apkrovos trukmė arba pakarto-jama apkrova (kai apkrova trumpalaikė – 0,1=β , kai apkrova ilga-laikė arba atliekama daug kartojamo apkrovimo ciklų – 5,0=β ); pjūvių be plyšių 0ζ = .

Lenkiamųjų elementų, kuriuos veikia tik lenkiamasis momentas, o ašinė jėga lygi nuliui, vidutinį kreivį galima apskaičiuoti pagal (8.2) formulę.

Valkšnumą galima įvertinti taikant efektyvųjį tamprumo modulį, apskaičiuotą pagal lygtį ( )0, ,1 t

EE cmeffc ∞ϕ+

= , (8.4) čia ( )0,t∞ϕ – valkšnumo koeficientas.

74

Plyšys Plyšys1 2 1

II būvis II būvisI būvis

(1- ) Sζζ S/2 ζ S/2

Atstumas tarp plyšių

b

d h

As

8.1 pav. Skaičiavimo schema pasiskirstymo koeficientui ζ nustatyti: 1 – visiško supleišėjimo būvio zona; 2 – zona, esant būviui be plyšių

Traukumo kreivį galima apskaičiuoti pagal lygtį

IS

r ecs

cs

⋅α⋅ε=1 , (8.5) čia csε – laisvoji traukumo deformacija; S – armatūros ploto statinis momentas, apskaičiuotas skerspjūvio svorio centro atžvilgiu; I – skerspjūvio ploto inercijos momentas;

.,effcse EE=α Nagrinėjamas būvis be plyšių. Kreivis dėl lenkiamojo momento veikimo ir betono valkšnumo

apskaičiuojamas pagal formulę

IEM

r effcEd

M ⋅=

,

1 , (8.6)

čia EdM – lenkimo momentas, veikiantis nuo nuolatinės ir tariamai nuolatinės apkrovos.

Kreivis dėl betono traukumo apskaičiuojamas taip:

I

Iecs

csI IS

r⋅α⋅ε=

∞,

,

1 , (8.7) o suminis kreivis, esant būviui be plyšių, apskaičiuojamas pagal formulę

75

csIMI rrr,

111

+

=

. (8.8) Nagrinėjamas visiško supleišėjimo būvis. Kreivis dėl lenkiamojo momento veikimo ir betono valkšnumo

apskaičiuojamas pagal formulę

IIeffcEd

MII IEM

r ⋅=

,,

1 , (8.9) kreivis dėl betono traukumo – pagal formulę

II

IIecs

csII IS

r⋅α⋅ε=

∞,

,

1 . (8.10) (8.8), (8.9), (8.10) formulėse skerspjūvio statiniai momentai

IS , IIS ir inercijos momentai II , III apskaičiuojami pagal toliau pateikiamas formules.

I būvis. Nesupleišėjęs skerspjūvis

h d2d

1d

2sA

1sA

b sσ

csσ

Ix

IxI

dx

−

cσ

M 2e sAα

1e sAα

se

cm

EE

α =

( ) ( ) ( )2 2 10,5 0I e s I e s Ibh x h A x d A d x− + α − −α − = ;

( )( )

21 2 2

1 2

0,5 e s sI

e s s

bh A d A dx

bh A A+α +

=+ α +

;

21 21 I I

I s sx d xS A d A dd d d

= − + − ;

76

( ) ( )2

2 232 2 1

112 2I I e s I e s I

hI bh bh x A x d A d x = + − + α − + α − .

II būvis. Supleišėjęs skerspjūvis

h d2d

1d

2sA

1sA

b s s s e cm sE Eσ = ε = α ε

IIx

cσ

M 2e sAα

1e sAα

cε

sε ( ) ( )2

2 2 1 0I e II e IIbx bd x d bd d x+ α ρ − −α ρ − = ; 1 2

1 2;s sA Abd bd

ρ = ρ = ;

( ) ( )22 21 2 1 2 1 22II e e e

dx dd

= α ρ + ρ + α ρ + ρ −α ρ +ρ ;

21 21 II II

II s sx d xS A d A dd d d

= − + − ;

( ) ( )32 2

1 2 23II

II e II e IIbxI bd d x bd x d= +α ρ − + α ρ − .

Sijos vidurio pjūvio įlinkis apskaičiuojamas pagal tokią formulę:

meffm rlkd

⋅⋅= 12 , (8.11)

čia k – koeficientas, kuriuo įvertinama apkrovos ir atramų schema (lais-vai atremtai sijai, apkrautai dviem sutelktomis jėgomis, kaip pavaizduo-ta 8.2 paveiksle, koeficientas

681 2ak −= );

r

1 – kreivis sijos pjūvyje; effl – sijos skaičiuotinis ilgis (atstumas tarp atramų).

77

8.2 pav. Laisvai atremtos sijos apkrovos schema koeficiento k reikšmei

apskaičiuoti

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai:

– pagal sijos bandymo duomenis (žr. 5-ąjį laboratorinį darbą) nustatyti sijos S-2 įlinkio eksperimentines reikšmes;

– apskaičiuoti sijos išilginės ašies maksimalų kreivį ir įlinkį, kai veikia eksploatacinė apkrova ( )0,6Ed RdM M= ⋅ ;

– palyginti eksperimentinius ir teorinius įlinkius. Pasiruošimas bandymui. Bandomoji sija S-2 paruošiama bandymui specialiame stende ir

šis laboratorinis darbas atliekamas kartu su 7-uoju. Sijos įlinkis bandymo metu matuojamas trimis įlinkiamačiais ar-

ba naudojant indikatorius, kurių tvirtinimo vietos parodytos 8.3 pa-veiksle.

Atsižvelgiant į vertikalų sijos poslinkį ties atramomis, įlinkis tarpatramio viduryje skaičiuojamas pagal formulę 1 3

2 ,2v vd v +

= − (8.12) čia v1, v2, v3 – įlinkiamačiais išmatuoti sijos atramų ir vidurio taško vertikalūs poslinkiai (8.3 pav.).

78

400 400 4001200

N/2N/2I1 I2 I3

v1 v2v3

d} }

8.3 pav. Sijos vertikalių poslinkių skaičiavimo schema

Sijos įlinkį galima nustatyti žinant sijos kreivį r

1 . Armatūros lygyje išmatuota betono deformacija yra lygi vidutinei armatūros deformacijai (8.4 pav.). Todėl galima parašyti, kad ( )

drsmcm ε+ε

=1 , (8.13)

čia cmε ir smε – vidutinės kraštinio S2 zonos betono sluoksnio ir S1 zonos armatūros deformacijos. Joms matuoti sijos skerspjūvyje dvie-juose lygiuose tvirtinami du mechaniniai tenzometrai, kurių matavi-mo bazė l = 0,2 m, o indikatorių padalos vertė – 0,001 mm.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Apdorojus įlinkiamačių rodmenis, naudojantis (8.11)–(8.13)

formulėmis apskaičiuojamos eksperimentinės įlinkio d reikšmės. 2. Apskaičiuojamas teorinis sijos kreivis

r

1 . 3. Žinant kreivį

r

1 , skaičiuojamas teorinis sijos vidurio įlinkis.

79

cm

sm

cm+ smr

d1

8.4 pav. Sijos įlinkio vienetinio ruožo kreivio nustatymo schema

4. Palyginamos teorinės ir eksperimentinės įlinkio reikšmės (8.5 pav.). 5. Tyrimų rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 8.1 lentelę. Su-

formuluojamos išvados.

( ) 1 11I IIr r

− ζ + ζ

crM

M

1r

β IIβIβ

tan I IBβ =tan II IIBβ =tan Bβ =

8.5 pav. Priklausomybė momentas-kreivis 1M

r − (indeksai I – būvis be

plyšių; II – visiško supleišėjimo būvis); IB – lenkiamo elemento standis būvyje be plyšių; IIB – lenkiamo elemento standis visiško supleišėjimo

būvyje; B – lenkiamo elemento vidutinis standis

80

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________ Gamybos data ______________________

8.1 lentelė. Sijos įlinkio rezultatų palyginimas

Įlinkis d, mm

Nustatytas ekspe-rimentais dobs (8.12)

Apskaičiuotas pagal ekspe-

rimentinį kreivį dcal,1

Teorinė reikšmė dm (8.11)

1,cal

obs

dd

m

obs

dd

cal

obs

r

r

1

1

81

9-asis laboratorinis darbas Sijos pleišėtumas ir stiprumas įstrižame pjūvyje

Teorinė dalis Dėl bendro skersinės jėgos ir lenkimo momento veikimo len-

kiamuose gelžbetoniniuose elementuose atsiranda svarbiausieji tem-pimo ir gniuždymo įtempiai, kurie apytiksliai gali būti nustatyti pagal žinomą medžiagų atsparumo formulę

( )( )2 2 ,2 4

x yx yxymt mc

σ + σσ + σσ = ± + τ (9.1)

čia IyM

x

⋅=σ – normaliniai betono įtempiai aikštelėje, statmenoje

išilginei elemento ašiai (X ašies kryptimi): σy – tas pats, tik Y ašies kryptimi (dažnai σy įtempiai būna nedideli ir imami lygūs 0);

bISV

xy⋅

⋅=τ – tangentiniai betono įtempiai. Kai svarbiausieji tempimo įtempiai σmt yra didesni už plokščia-me įtempių būvyje esančio lenkiamojo elemento betono stiprumą

tempiant fct, atsiranda įstrižasis plyšys. Įstrižojo plyšio kryptis yra statmena įtempių σmt krypčiai (9.1 pav., b). Atsiradus plyšiui, ele-mentas perskiriamas į dvi dalis. Plyšio ruože veikiančius įtempius perima plyšių kertami skersinės ir išilginės armatūros strypai ir virš plyšio betono esanti zona. Dar padidinus apkrovą, padidėja betono įtempiai virš įstrižojo plyšio viršūnės, svarbiausieji įtempiai σmc ele-mento sienelėje ir įtempiai įstrižojo plyšio kertamoje armatūroje.

Atsižvelgiant į betono ir armatūros stiprį, lenkiamojo elemento skerspjūvio rodiklius, skersinės bei išilginės armatūros kiekį ir jos užsiinkaravimo kokybę, gali būti išskirti keli elemento suirimo įstri-žajame pjūvyje atvejai:

1. Kai įstrižojo plyšio kertama armatūra yra nepakankamai stipri arba blogai užinkaruota, plyšio atskirtos sijos dalys gali pasi-sukti apie gniuždomosios zonos plastinį lankstą, esantį virš įstrižojo plyšio viršūnės. Suirimo metu įtempiai skersinėje ir tempiamojoje išilginėje armatūroje pasiekia takumo ribą (jeigu

82

pastaroji yra blogai inkaruota, ji suirimo metu išsitraukia iš be-tono). Gniuždomoji zona, esanti virš nuolat augančio įstrižojo plyšio, mažėja ir pagaliau suyra (9.1 pav., a). Toks elemento suirimas vadinamas suirimu dėl lenkimo momento.

2. Jeigu išilginė tempiamoji armatūra yra pakankamai stipri ir gerai užinkaruota, sija per įstrižąjį pjūvį gali suirti kirpimo ir gniuždymo įtempiams suardžius betoną virš įstrižojo plyšio viršūnės. Irimo metu įstrižojo plyšio perkirstos sijos dalys pa-sisuka viena kitos atžvilgiu (9.1 pav., b). Plyšio kertamoje skersinėje armatūroje įtempiai pasiekia takumo ribą, išilginės tempiamosios armatūros stiprumas nėra išnaudojamas. Toks suirimas vadinamas suirimu dėl skersinės jėgos.

3. Kai lenkiamojo elemento plotis yra mažas (dvitėjinio, tėjinio ir dėžinio skerspjūvio elementai), svarbiausi gniuždymo įtempiai σmc gali suardyti sienelės betoną tarp dviejų įstrižų plyšių (9.1 pav., c). Šiuo atveju, kad elementas nesuirtų, turi būti tenkinama sąlyga ,max .Ed RdV V≤ Jei ši sąlyga tenkinama, tai reiškia, kad skerspjūvio matmenys (sienelės storis) yra pakankami.

Kad lenkiamojo elemento stiprumas įstrižame pjūvyje būtų pa-kankamas, turi būti įvykdytos stiprumo sąlygos pagal visus tris sui-rimo atvejus.

Lenkiamojo gelžbetoninio elemento be skersinės armatūros lai-komoji galia tikrinama taip:

≤max,

,

Rd

cRdEd VV

V , (9.2)

čia ,Rd cV – elemento be skersinės armatūros skaičiuotinė atlaikomoji

skersinė jėga (atlaiko vien betonas); max,RdV – didžiausia skaičiuotinė skersinė jėga, kurią gali atlaikyti elementas, atsižvelgiant į gniuždo-mosios zonos suardymą.

83

a)

b)

c)

9.1 pav. Lenkiamųjų elementų suirimo atvejai įstrižajame pjūvyje:

a – dėl lenkiamojo momento; b – dėl skersinės jėgos; c – dėl elemento sienelės svarbiausiųjų gniuždymo įtempių tarp įstrižų plyšių

Lenkiamojo gelžbetoninio elemento be skersinės armatūros lai-komoji galia

,Rd cV apskaičiuojama taip: ( )1/3, , 1100Rd c Rd c l ck cp wV C k f k b d = ⋅ ρ + σ ⋅ , (9.3) bet ne mažiau kaip

84

( ), min 1Rd c cp wV v k b d= + σ ⋅ , (9.4) čia ckf – betono charakteristinis gniuždomasis stipris, MPa;

1 200 2,0k d= + ≤ ; d – mm. Jeigu nepateikta kitaip, rekomenduojama imti

,

0,18Rd c cC = γ ; 1 0,15k = ; 3/2 1/2

min 0,035 ckv k f= ⋅ ; 0,02sll

w

Ab d

ρ = ≤⋅ – nagrinėjamo pjūvio armavimo tempiamąja armatūra koeficientas; wb – mažiausias skerspjūvio plotis naudingojo aukščio d ruože; /cp Ed cN Aσ = < 0,2 cdf , MPa, – vidutiniai gniuždomojo betono įtempiai; EdN – pjū-vyje veikianti išilginė jėga dėl apkrovos ar išankstinio įtempio ( 0EdN > – gniuždymas); cA – betono skerspjūvio plotas, mm2; slA – armatūros, pratęstos ne mažiau kaip bdd l+ už nagrinėjamo pjūvio, skerspjūvio plotas; bdl – tempiamosios armatūros inkaravimo ilgis.

Įstrižojo pjūvio stiprumas 0,5 2vd a d≤ < atstumu nuo atramos krašto gali būti padidintas ir apskaičiuotas pagal (9.3) formulę nau-dojant koeficientą 2va dβ = . Kai 0,5va d≤ , turėtų būti taikoma reikšmė 0,5va d= . Armatūra gali būti ties atrama visiškai užsiinka-ravusi. Be sumažinimo koeficiento β apskaičiuota skersinė jėga EdV visuomet turi atitikti sąlygą 0,5Ed w cdV b d f≤ ⋅ ⋅ ν ⋅ , (9.5) čia ( )0,6 1 , , MPa250

ckck

fv f = − . (9.6)

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai:

– susipažinti su lenkiamų gelžbetoninių elementų stiprumo įstrižojo pjūvio skaičiavimo principais;

85

– apskaičiuoti teorinę sijos S-l laikomąją galią VEd, taikant eksperimentais nustatytas betono stiprumo reikšmes (jos imamos iš 1-ojo laboratorinio darbo);

– eksperimentiniu būdu nustatyti sijos S-l laikomąją galią ,Rd obsV , apibūdinti sijos suirimo charakterį.

Bandymo įranga ir įrankiai:

bandymo stendas, hidraulinis domkratas, žiedinio tipo mechaninis dinamometras.

Bandiniai:

keturi betono kubai 100x100x100 mm, sija S-l. Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Pagal 1-ojo laboratorinio darbo eksperimentinės dalies apra-

šymą yra išbandomi keturi kontroliniai bandiniai – kubai. Nustatomi pagrindiniai sijos S-l betono stiprumo rodikliai.

2. Pagal (9.3) formulę, pakeitus nelygybės ženklą lygybe, nusta-toma teorinė sijos S-l laikomoji galia

, ,Rd c calV . Patikrinama (9.4) są-lyga. Įstrižojo pjūvio projekcijos ilgis c = 1/3.

3. Pagal formulę lim, , ,2cal Rd c calN V= ⋅ nustatoma laukiama suar-dančioji sijos S-l apkrova.

4. Sija S-l bandoma pagal tą pačią schemą kaip ir sija S-2. Jokių matavimų neatliekama. Sija bandoma palaipsniui didinant apkrovą iki suirimo jėgos, Nlim,obs eksperimentinė reikšmė nustatoma pagal dinamometro parodymus.

5. Pagal formulę lim,, , 2

obsRd c obs

NV = nustatoma sijos S-l faktinė

laikomoji galia. 6. Grafiškai pavaizduojamas sijos S-1 suirimo pobūdis. Išmatuo-

jamas įstrižojo plyšio projekcijos ilgis. 7. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 9.1 lentelę.

Išvadose aprašomas sijos suirimo pobūdis.

86

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________ Gamybos data ______________________

9.1 lentelė. Sijos bandymo rezultatai

Parametrai Skersinės jėgos

reikšmė Ribinės apkrovos reikšmė

Įstrižojo plyšio

projekcija 0c , m

Pavojingojo pjūvio

projekcija c , m

Teorinė (cal) reikšmė RdV , kN

Eksperimentinė (obs) reikšmė

,R obsV , kN

Santykis (cal/obs) ,Rd R obsV V , kN

87

III. EKSCENTRIŠKAI GNIUŽDOMŲ GELŽBETONINIŲ ELEMENTŲ STIPRUMAS 10-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos kolonos laikomosios galios skaičiavimas

Teorinė dalis Gniuždomųjų elementų armatūros ir betono įtempių būvis pri-

klauso nuo išilginės gniuždymo jėgos ekscentriciteto. Centriškai gniuždomų gelžbetoninių elementų pastatuose ar statiniuose beveik nėra. Gniuždomieji elementai yra apkrauti ekscentriškai. Išilginės jėgos visada veikia tam tikru atstumu nuo elemento ašies. Šis atstu-mas vadinamas atsitiktiniu ekscentricitetu ea, atsiradusiu dėl elemen-to ašies geometrinių nuokrypių, betono savybių skirtingumo, armatū-ros strypų nuokrypio nuo projektinės padėties ir pan. (10.1 pav. a). Suprojektuotų konstrukcijų elementų atsitiktinis ekscentricitetas ea yra sudedamas su išilginės jėgos ekscentricitetu 0 Ed

Ed

MeN= .

Ekscentriškai gniuždomų gelžbetoninių elementų laikomoji galia yra pakankama, jeigu tenkinama sąlyga RdEd MM ≤ , (10.1) čia EdM – išorinių jėgų sukeltas lenkimo momentas. 2, MMM IEdEd += , (10.2) čia IEdM

,

– pirmos eilės lenkimo momentas; 2M – antros eilės len-kimo momentas.

Pirmos eilės lenkimo momentas IEdM,

apskaičiuojamas pagal formulę ( )aIEdIEd eeNM +⋅= 0,, , (10.3)

88

čia 0e – jėgos pridėties ekcentricitetas; ae – atsitiktinis ekcentricite-tas.

Antros eilės lenkimo momentas 2M apskaičiuojamas pagal formulę 22 eNM Ed ⋅= , (10.4) čia 2e – jėgos pridėties ekcentricitetas dėl gniuždomojo elemento išlinkio: c

lr

e20

21 ⋅

= , (10.5)

r

1 – kreivis; 0l – efektyvusis (skaičiuotinis) elemento ilgis; c – koe-ficientas, įvertinantis kreivio pokytį (pastoviojo skerspjūvio elemen-tui ( )210 π≈=c ).

Kreivis r

1 apskaičiuojamas pagal formulę

0

11rKKr r ϕ⋅= , (10.6)

čia dryd

45,010

ε= ; s

ydyd E

f=ε ; si

hd +=2

– efektyvusis skerspjū-vio aukštis; si – suminio armatūros ploto inercijos spindulys. 0,1≤

−−

=balu

ur nn

nnK , (10.7)

čia cdc

Ed

fANn⋅

= ; wnu +=1 ; cdc

ydsfAfAw

⋅

⋅= ; 4,0≈baln ; sA – suminis

armatūros plotas; cA – elemento betono skerspjūvio plotas. Valkšnumo įtaką kreiviui įvertinantis koeficientas ϕK apskai-

čiuojamas pagal formulę

89

0,11 ≥ϕ⋅β+=ϕ efK , (10.8) čia efϕ – efektyvusis valkšnumo koeficientas; ( )0,t∞ϕ – valkšnumo koeficientas.

Valkšnumas gali būti neįvertinamas ( 0efφ = ), jeigu tenkinamos sąlygos:

( )0

0

, 2;75;

;Ed

Ed

t

M hN

φ ∞ ≤ λ ≤ ≥

, (10.9)

čia EdM 0 – skaičiuotinio apkrovų derinio pirmos eilės lenkimo mo-mentas; EdN – skaičiuotinė ašinė jėga.

Koeficientas β skaičiuojamas pagal formulę 15020035,0 λ−+=β ckf , (10.10)

čia λ – liaunis, il0=λ .

Tuo atveju, kai veikia tik trumpalaikė apkrova (pvz., bandant gniuždomą elementą statine trumpalaike apkrova) 0,1=ϕef (valkš-numas nepasireiškia), koeficientas 0,1=ϕK .

Laikomoji galia RdM skaičiuojama pagal formulę sssdcdEdsRd zAdbfM ⋅⋅σ+⋅⋅⋅µ= 22,

2 . (10.11) Gniuždomąją zoną apibūdinantis dydis apskaičiuojamas taip:

dbfNAAf

cd

Edssdsydcd

⋅⋅

+⋅σ−⋅=ν 22,1 . (10.12)

90

Santykinis gniuždomosios zonos aukštis (įvertinant gniuždomo-jo betono įtempių stačiakampę diagramą) apskaičiuojamas pagal formulę λ⋅η

ν=ξ cd . (10.13) Jeigu limξ≤ξ , apskaičiuojamas dydis Edsµ

ην−ν=µ cd

cdEds 5,01 , (10.14)

ydscsd fEdd

≤⋅ε⋅ξ−ξ

=σ2

2, . (10.15) Gniuždomosios zonos aukštis efx (10.1 pav) nustatomas taikant

lenkimo momentų apie gniuždomosios jėgos pridėties tašką lygtį ,1 1 ,2 2 0sd s cd c sd sF e F e F e⋅ − ⋅ − ⋅ = . ,1 1sd yd sF f A= ⋅ ;

1 12s tothe e a = + − ;

cd cdF f b d= ⋅ ⋅ ⋅ ξ ; 1 2s tot a

he e k x = − − ⋅ ; ,2 ,2 2sd sd sF A= σ ⋅ ;

2 22s tothe e a = − − .

Tikrinama sąlyga limξ ≤ ξ . Skaičiuojama laikomoji galia .RdN

91

tote

2sece

1se

,1sdF ,2sdFcdF EN

h1a 2a

10.1 pav. Ekscentriškai gniuždomo elemento normalinio pjūvio

skaičiuojamoji schema

Eksperimentinė dalis Darbo tikslas: − susipažinti su ekscentriškai gniuždomų gelžbetoninių ele-

mentų bandymo metodika. Pasiruošimas bandymui. Kolona suprojektuota ir pagaminta pagal pateiktą schemą

(10.2 pav.) taip, kad irumo metu tempiamosios zonos stiprumas būtų visiškai panaudotas. Kolona armuota suvirintu erdviniu armatūros stry-pynu (10.2 pav.), kurį sudaro du plokšti strypynai, sujungti jungiamai-siais strypais. Skersinė armatūra parinkta pagal konstravimo taisykles. Gembės skersinė armatūra užtikrina įstrižojo pjūvio stiprumą.

92

10.2 pav. Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos konstrukcija ir

armavimas (matmenys mm)

93

11-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos kolonos pleišėtumo ir

stiprumo tyrimas

Teorinė dalis Bandoma gelžbetoninė kolona pradės irti, kai tempiamosios ar-

matūros įtempiai pasieks ribinę reikšmę yf , nes apkrovos pridėjimo ekscentricitetas 0 0,3e d> ⋅ ir elementas neperarmuotas. Kolona ap-kraunama viena sutelkta jėga, perduodama per metalines plokšteles ir lankstus (11.1 pav.). Apkraunama pakopomis. Apkrovos pakopos dydis N∆ įvairiu bandymo metu skirtingas:

− iki pirmųjų plyšių pasirodymo – lim0,05N ; − nuo pirmųjų plyšių atsivėrimo iki suirimo – lim0,1N .

Norint patikrinti prietaisų darbą, kolona pirmiausia apkraunama bandomąja apkrova lim0,05N .

Tempiamojo ir gniuždomojo betono deformacijos matuojamos mechaniniais tenzometrais T1 ir T2, kurių bazė 200 mm.

Atsiradus pirmiesiems plyšiams, žymimas jų augimas, matuoja-mi pločiai. Apkrovai pasiekus lim0,8N , prietaisai nuimami ir kolona suardoma.

Eksperimentinė dalis

Darbo tikslai: − išbandyti ekscentriškai gniuždomą gelžbetoninę koloną,

esant dideliam ekscentricitetui; − eksperimentais nustatyti apkrovą crN , sukėlusią pirmuosius

plyšius kolonos tempiamojoje zonoje; − eksperimentais ir teoriškai nustatyti kolonos laikomąją galią

,R obsN .

94

Bandymo įranga ir prietaisai: hidraulinis presas, lankstai, mechaniniai tenzometrai, metalinė li-niuotė, slankmatis, 24 kartus didinantis mikroskopas.

Bandiniai:

gelžbetoninė kolona, kontroliniai bandiniai. Bandinių paruošimas ir pasirengimas bandymui. Prieš pradedant bandymą, kolona yra apžiūrima. Atraminių pa-

viršių plokštumos yra nuvalomos, nelygumai pašalinami. Slankmačiu ar metaline liniuote 0,01 mm tikslumu nustatomi

kolonos skerspjūvio ploto matmenys. Matuojama viduriniame kolo-nos aukščio trečdalyje.

Kolonos šoniniuose paviršiuose pažymimos centrinės ašies linijos ir deformacijų matavimo bazė. Deformacijų matavimo prietaisai − tenzo-metrai − tvirtinami prie kolonos šonų kabėmis pagal schemą, parodytą 11.1 paveiksle. Betono deformacijos gali būti taip pat matuojamos ten-zorezistoriais.

Bandymo atlikimo tvarka ir gautų rezultatų apdorojimas: 1. Pagal 1-ajame laboratoriniame darbe pateiktą metodiką ekspe-

rimentiniu būdu nustatomas bandomosios kolonos betono cilindrinis gniuždomasis stipris ckf .

2. Taikant kontrolinių bandinių stiprumo rezultatus, apskaičiuo-jama teorinė kolonos ardančioji jėga

,R calN ir nustatomas apkrovos dydis ∆N.

3. Kolona pastatoma tarp preso plokščių pagal schemą, pateiktą 11.1 paveiksle.

4. Norint patikrinti prietaisų darbą, kolona pirmiausia apkrau-nama bandomąja apkrova 0,05 Nlim. 5. Prietaisų parodymai surašomi į bandymo žurnalo 11.1 lentelę. Žymimas atsivėrusių plyšių augimas bei matuojamas jų plotis kiek-vienos pakopos metu.

6. Po suirimo nubraižomas kolonos plyšių kitimas. 7. Pagal kolonos bandymo duomenis ant milimetrinio popieriaus

nubraižomi grafikai N-εc ir N-εct. Juose pažymimi būdingi taškai, atitinkantys plyšio susidarymo momentą.

95

8. Eksperimentiniai ir teoriniai rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 11.2 lentelę.

10. Palyginami teoriniai skaičiavimai ir eksperimentiniai rezultatai.

e0 N

N

11

T2T1

153

960

T2T1

1-1

102

153

Tenzometrai

11.1 pav. Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos bandymo

schema ir prietaisų išdėstymas (matmenys mm)

96

Bandymo žurnalas Bandymo data _______________ Bandinio šifras _______________

11.1 lentelė. Kolonos bandymo duomenys

Tenzometrų duomenys

T1 T2

Apkro

vos p

akop

os Nr

.

Apkro

vos d

ydis N

, kN

n1 Σ∆ni εct n2 Σ∆ni εc Plyšio

ploti

s wcr, mm

Pasta

bos

0 1 2 . . .

11.2 lentelė. Kolonos bandymo rezultatų analizė

Parametrai Apkrovos prieaugis

Laikomoji galia

Pleišėjimo apkrova

Plyšio plotis

Dimensija kN kN kN mm Teorinė vertė (cal) Eksperimentinė vertė

(obs)

Santykis (cal)/(obs)

97

12-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos, paveiktos

gaisro temperatūros, stiprumas ir atsparumas ugniai

Teorinė dalis Bandoma gelžbetoninė kolona pradės irti, kai 1S armatūros

įtempiai pasieks ribinę reikšmę yf , nes apkrovos pridėjimo ekscent-ricitetas 0 0,3e d> ⋅ ir elementas neperarmuotas. Kolona apkraunama viena sutelkta jėga, perduodama per metalines plokšteles ir lankstus (12.1 pav.). Apkraunama pakopomis. Apkrovos pakopos dydis N∆ įvairiu bandymo metu skirtingas:

− iki pirmųjų plyšių pasirodymo – lim0,05N ; − nuo pirmųjų plyšių atsivėrimo iki suirimo – lim0,1N .

Norint patikrinti prietaisų darbą, kolona pirmiausia apkraunama bandomąja apkrova lim0,05N .

Tempiamojo ir gniuždomojo betono deformacijos matuojamos mechaniniais tenzometrais.

Atsiradus pirmiesiems plyšiams žymimas jų augimas, matuojami plyšių pločiai. Apkrovai pasiekus lim0,8N , prietaisai nuimami ir ko-lona suardoma.

Atliekamas stačiakampio skerspjūvio ploto gniuždomųjų ele-mentų, paveiktų aukštos temperatūros, stiprumo ir armatūros skai-čiavimas. Apskaičiuojant gniuždomojo elemento įrąžas pagal nede-formuotos sistemos schemą, turi būti nustatomas elemento tempe-ratūrinis įlinkis d(θ) dėl netolygaus skerspjūvio įkaitimo: ( )0 0 .ae e e d⋅ η = ⋅η + + θ (12.1)

Įlinkis d(θ) apskaičiuojamas pagal formulę ( ) 2

21 ,d s lr θ

θ = ⋅ ⋅ (12.2) čia koeficientas 2 1 8s = yra laisvai atremtų sijų, o 2 1 2s = − gembių.

98

Kai elemento temperatūrinis įlinkis d(θ) mažina išilginės jėgos NEd ekscentricitetą 0e ⋅ η , jis yra atmetamas.

Ekscentriškai gniuždomų elementų normalinio pjūvio stiprumas, remiantis projektavimo reglamentu STR 2.05.05:2005, apskaičiuo-jamas tokia tvarka:

a) kai santykinio gniuždomosios zonos aukščio vertė limeffξ ≤ ξ , apskaičiuojama pagal pusiausvyros lygtį

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )2 2

20 0,520 ,

Ed cd c eff eff

scd s s

N e f k b x d xf k A d a

⋅ ≤ ° ⋅ θ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ +

° ⋅ θ ⋅ ⋅ − (12.3)

čia gniuždomosios zonos aukštis apskaičiuojamas iš pusiausvyros sąlygos ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )1 220 20

20 ;Ed yd s s scd s s

cd c eff

N f k A f k Af k b x

+ ° ⋅ θ ⋅ − ° ⋅ θ ⋅ =° ⋅ θ ⋅ ⋅

(12.4)

b) kai santykinio gniuždomosios zonos aukščio vertė limeffξ > ξ , apskaičiuojama pagal pusiausvyros (12.5) lygtį

( ) ( ) ( ) ( )1 220 20 ;Ed s s scd s s cd c effN A f k A f k b x+ σ ⋅ − ° ⋅ θ ⋅ = ° ⋅ θ ⋅ ⋅ (12.5)

lim

12 11

effs yd ydf f− ξ σ = − ≤ − ξ ; (12.6)

( )( ) ( ) ( )

( )lim 2 lim 1

21 lim

1 12 1

Ed s scd yd seff

yd s cd

N A f f Af A b d f

− ξ ⋅ − ⋅ + + ξ ⋅ ⋅ξ = ⋅ ⋅ + − ξ ⋅ ⋅ ⋅ . (12.7) Gniuždomosios armatūros skerspjūvio plotas apskaičiuojamas

pagal pusiausvyros lygtį ( ) ( )

( ) ( ) ( )2

, ,lim2

2

20.

20Ed cd c Ed s

sscd c

N e f k b dA f k d a⋅ − ° ⋅ θ ⋅ ⋅ ⋅µ= ° ⋅ θ ⋅ − (12.8)

Tempiamosios armatūros skerspjūvio plotas apskaičiuojamas pagal pusiausvyros lygtį

99

( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )lim 2

220 20

.20

cd c scd s s Eds

yd s

f k b d f k A NA f k° ⋅ θ ⋅ ⋅ ⋅ ξ + ° ⋅ θ ⋅ −= ° ⋅ θ (12.9)

Dydžiai limξ ir , ,limEd sµ parenkami pagal 2-ojo laboratorinio darbo rezultatus.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai: − išmokti taikyti gniuždomųjų gelžbetoninių konstrukcijų,

veikiamų aukštos gaisro temperatūros, bandymo metodiką; − išbandyti ekscentriškai gniuždomą kontrolinę gelžbetoninę

koloną; − išbandyti ekscentriškai gniuždomą gelžbetoninę koloną, ku-

rios tempiamoji zona 1–2 valandas buvo veikiama gaisro (aukštos temperatūros);

− bandymo metu stebėti ir fiksuoti plyšių kitimo procesą ko-lonos betono tempiamojoje zonoje, nustatyti kolonos suiri-mo pobūdį;

− taikant eksperimentinius duomenis nustatyti standartinio gaisro temperatūrą ir trukmę;

− teoriniu ir eksperimentiniu būdu palyginti kontrolinės ir gaisro paveiktos kolonos gautus stiprumo normaliniame pjūvyje rezultatus.

Bandymo įranga ir prietaisai:

hidraulinis presas P-500, mechaniniai tenzometrai, kaitinimo kamera, termometras, liniuotė, slankmatis, mikroskopas, didinantis 24 kartus.

Bandiniai:

kontrolinė kolona, kaitinama kolona, kontroliniai bandiniai. Bandinių paruošimas ir pasirengimas bandymui. Prieš pradedant bandymą kolona yra apžiūrima. Atraminių pa-

viršių plokštumos yra nuvalomos, nelygumai pašalinami.

100

Slankmačiu ar metaline liniuote 0,01 mm tikslumu nustatomi kolonos skerspjūvio ploto matmenys. Matuojama viduriniame kolo-nos aukščio trečdalyje.

Kolonos šoniniuose paviršiuose pažymimos centrinės (ašies) li-nijos ir deformacijų matavimo bazė. Deformacijų matavimo prietai-sai − tenzometrai − tvirtinami prie kolonos šonų kabėmis pagal sch-emą, pateiktą 12.1 paveiksle. Betono deformacijos gali būti taip pat matuojamos tenzorezistoriais.

Prieš bandymą kolonos tempiamoji betono zona kaitinima 1–2 valandas. Kaitinimo metu išmatuojama faktinė liepsnos temperatūra

, Cekst ° . Pagal priedų grafiką nustatoma standartinio gaisro tempera-tūra , Cekvt ° ir trukmė t.

Bandymo atlikimo tvarka ir gautų rezultatų apdorojimas: 1. Pagal 1-ajame laboratoriniame darbe pateiktą metodiką ekspe-

rimentiniu būdu nustatoma bandomosios kolonos betono kubinio stiprumo fc,cube vertė. 2. Pagal empirinę priklausomybę nustatoma vidutinė betono ci-lindrinio stiprumo fcm vertė.

3. Taikant kontrolinių bandinių stiprumo rezultatus, apskaičiuo-jama teorinė kolonų ardančioji jėga Nlim ir nustatomas apkrovos dydis ∆N.

4. Kolona pastatoma tarp preso plokščių pagal schemą, pateiktą 12.1 paveiksle.

5. Norint patikrinti prietaisų darbą, kolonos pirmiausia apkrau-namos bandomąja apkrova 0,05 Nlim. 6. Prietaisų rodmenys surašomi į bandymo žurnalo 12.1 lentelę. Žymimas atsivėrusių plyšių augimas bei matuojamas jų plotis kiek-vienoje pakopoje.

7. Po suirimo nubraižoma kolonų plyšių augimo schema. 8. Pagal kolonų bandymo duomenis ant milimetrinio popieriaus

nubraižomi grafikai N-εc, N-εct ir N-wcrc. Juose pažymimi būdingi taškai, atitinkantys plyšio susidarymo momentą.

9. Pagal temperatūros pasiskirstymo laukus nustatoma tempera-tūra, eksperimento metu esanti tempiamosios armatūros S1 svorio centro lygyje.

101

10. Nustatomas armatūros temperatūrinis koeficientas ( )ck θ darbo sąlygomis.

11. Apskaičiuojamos kontrolinės kolonos Nlim,cal ir gaisro pa-veiktos kolonos lim, ,calN θ laikomosios galios teorinės vertės.

12. Eksperimentiniai ir teoriniai rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 12.2 lentelę.

13. Apskaičiuojama kolonos atsparumo ugniai riba. 14. Palyginami teoriniai skaičiavimai ir eksperimentiniai rezultatai.

e0 N

N

11

T2T1

153

960

1-110

2

153Tenzometrai

Kaitinama pusė

T2

T1

12.1 pav. Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos bandymo

schema ir prietaisų išdėstymas (matmenys mm)

102

Bandymo žurnalas Bandymo data _______________ Bandinio šifras _______________

12.1 lentelė. Kaitintos kolonos bandymo duomenys

Tenzometrų duomenys

T1 T2

Apkro

vos p

akop

os Nr

.

Apkro

vos d

ydis N

, kN

n1 Σ∆ni εct n2 Σ∆ni εc Plyšio

ploti

s acrc, m

m

Pasta

bos

0 1 2

...

...

...

12.2 lentelė. Kaitintos kolonos rezultatų palyginimas

Parametrai Apkrovos prieaugis

Laikomoji galia

Pleišėjimo apkrova

Plyšio plotis

Atsparumo ugniai riba

Dimensija kN kN kN mm val. Teorinė vertė

(cal)

Eksperimentinė vertė (obs)

Santykis

(cal)/(obs)

103

13-asis laboratorinis darbas Ekscentriškai gniuždomos gelžbetoninės kolonos, paveiktos gaisro temperatūros, atsparumo ugniai nustatymas pagal

lentelių duomenis Teorinė dalis

Elementų skaičiavimams kilus gaisrui galimi alternatyvūs konst-rukcijų skaičiavimo metodai:

– taikant lentelių duomenis (tai detalizavimas pagal pripažintus skaičiavimo metodus, kai duomenys pateikiami lentelėse);

– paprastieji skaičiavimo metodai, taikomi tik tam tikriems konstrukciniams elementams, veikiant tik lenkimo momen-tams ir ašinėms jėgoms (dėl sukimo ir šlyties vis dar vyksta diskusijos);

– bendrieji skaičiavimo metodai modeliuoja elementų, konst-rukcijos dalių ar visos konstrukcijos būklę.

Lentelės sudarytos empiriškai, patvirtintos patirtimi ir teoriniais at-liktų bandymų vertinimais. Skaičiavimai taikomi standartiniam gaisrui, trunkančiam iki 240 min. Išsamesnius lentelių duomenis galima rasti atskiruose betono gaminių standartuose arba gauti taikant skaičiavimus.

Lentelėse pateikti duomenys taikomi paprastam betonui (nuo 2 000 iki 2 600 kg/m3), pagamintam su normaliais užpildais.

Kai naudojamasi lentelių duomenimis, nereikalaujama atlikti jo-kių tolesnių šlyties ir sukimosi gebos bei inkarinio įtvirtinimo ele-mentų skaičiavimų, taip pat nereikalaujama atlikti jokių tolesnių at-skilimo tyrimų, išskyrus paviršiaus armatūros.

Sandarumo E ir izoliavimo I savybės yra tinkamos, kai sienų storis yra ne mažesnis už pateiktą 2 priedo P2.5 lentelėje.

Įvykdžius mažiausiųjų skerspjūvio matmenų ir armatūros centro atstumo iki skerspjūvio krašto reikalavimus, nustatytus lentelėse, atlaikymo funkcija R bus pakankama ir galios sąlyga

, ,

1,0d fi d fiE R ≤ . (13.1) Lentelių duomenys pagrįsti skaičiuojamosios apkrovos lygio

sumažėjimo veiksniu kilus gaisrui 0,7fiη = , nebent atitinkamuose punktuose būtų numatyta kitaip.

104

Naudojant lentelių metodą, kolonų liaunis fiλ gaisro sąlygomis gali būti laikomas lygiu λ esant normaliai temperatūrai bet kuriuo atveju. Statiškai neišsprendžiamose statinių konstrukcijose, kai reika-laujamas standartinis atsparumas ugniai didesnis negu 60 min., skai-čiuojamas ilgis 0l imamas 0,5l tarpinių aukštų kolonoms ir 0,5l ≤ 0, fil ≤ 0,7l viršutinei kolonai.

Kolonose, kai sA ≥ 0,02 cA , strypai išdėstomi išilgai skerspjūvio kraštų, jei atsparumas ugniai ilgesnis negu 90 min.

Jei kolonų betonas su karbonatiniais ar lengvaisiais užpildais, mažiausias plotis b turi būti toks, kaip nurodyta 2 priedo P2.4 lente-lėje, ir negali būti sumažintas.

Kai pertvaros atsparumas ugniai garantuojamas tik pagal sanda-rumo E ir izoliavimo I savybes, mažiausias sienos storis turi būti prii-mamas pagal 2 priedo P2.5 lentelėje pateiktas reikšmes. Reikalavimai atstumui a nekeliami. Jei betonas su karbonatiniais arba lengvaisiais užpildais, lentelėje pateiktas sienų storis gali būti sumažintas 10 %.

Kad būtų išvengta pernelyg didelių temperatūrinių deformacijų ir dėl to galimo sandarumo tarp sienų ir plokščių netekimo, sienos aukščio wl ir sienos storio t santykis neturi viršyti 40. Laikančiųjų gelžbetoninių ir betoninių sienų mažiausias storis ir atstumas a pa-teikti 2 priedo P2.6 lentelėje.

Kai garantuojamas ugniasienės atsparumas mechaniniam povei-kiui M, jos storis turi būti ne mažesnis kaip:

− 140 mm gelžbetoninėms sienoms; − 200 mm betoninėms sienoms; − 120 mm gelžbetoninėms nelaikančiosioms sienoms.

Laikančiųjų sienų atstumas a = 25 mm. Paprastojo ir įtemptojo gelžbetonio tempiamųjų elementų atsparumo ugniai reikalavimai pateikti 2 priedo P2.7 lentelėje. Kai didelis tempiamųjų elementų pailgėjimas neigiamai veikia konstrukcijos laikomąją gebą, tenka sumažinti tempiamųjų elementų armatūros kritinę temperatūrą iki 400 °C. Tokiu atveju 2 priedo P2.7 lentelėje įrašytas atstumas a turi būti padidintas 10 mm. Tempiamųjų elementų skerspjūvio plotas turi būti ne mažesnis kaip 2

min2b , čia minb – mažiausiasis elemento skers-pjūvio matmuo, pateiktas 2 priedo P2.7 lentelėje.

105

IV. MŪRO FIZIKINĖS IR MECHANINĖS SAVYBĖS 14-asis laboratorinis darbas

Mūro gaminių klasės ir mūrijimo skiedinio markės nustatymas Teorinė dalis

Mūro gaminiai pagal kokybės kontrolės rūšį juos gaminant skirstomi į I arba II kategoriją. Pirmajai kategorijai priskiriami mūro gaminiai, kurie turi numatytą stiprį, kai gamintojas garantuoja koky-bės kontrolę, kurios priemonės užtikrina, kad vidutinio gniuždomojo stiprio patikimumas būtų ne mažesnis kaip 95 %. Antrajai kategorijai priskiriami mūro gaminiai, kurių vidutinis gniuždomasis stipris ati-tinka standartuose nurodytus reikalavimus, tačiau neatitinka I katego-rijos reikalavimų. Gamtiniai akmenys priskiriami prie II kategorijos.

Mūro gaminius konstrukcijoje veikia sudėtingas įtempių būvis. Gaminiai yra gniuždomi, lenkiami, kerpami ir tempiami. Viena iš pagrindinių mūro gaminių mechaninių savybių yra gniuždomasis stipris. Bandymais yra nustatomas mūro gaminių gniuždomasis stip-ris, juos gniuždant apkrovos mūre veikimo linkme pagal standarto LST EN 772-1 reikalavimus. Jeigu paruoštų bandymui bandinių aukštis yra > 40 mm, bandomas vienas bandinys (14.1 pav., a).

40mm≥40mm≥

40mm<

14.1 pav. Mūro gaminių bandymo schema:

a – kai gaminio aukštis ≥ 40mm, b – kai gaminio aukštis < 40 mm Jei paruoštų bandymui bandinių aukštis yra mažesnis kaip

40 mm arba jų aukščio ir pločio santykis yra mažesnis kaip 0,4, da-

106

romas jungtinis bandinys, t. y. vienas bandinys uždedamas ant kito, nenaudojant nei skiedinio ar kitokios surišančios medžiagos, nei tar-pinio sluoksnio (14.1 pav., b)

Pagal gniuždomąjį stiprį mūro gaminiai yra skirstomi į klases. Mūro gaminių klasė atitinka normalizuotąjį vidutinį gniuždomąjį stiprį bf , nustatytą su 95 % patikimumu taikant 50 % kvantilį. wcmb ff η⋅δ⋅= , (14.1) čia cmf – vidutinis gniuždomasis gaminio stipris, nustatytas su 95 % patikimumu (14.2 pav. ir (14.2) lygtis); δ – koeficientas, įvertinantis mūro gaminių matmenis (mastelio faktorių (14.1 lentelė)); wη – koe-ficientas, įvertinantis bandinių kondensionavimą (laikymo sąlygas).

f

14.2 pav. Vidutinė gniuždomojo stiprio reikšmė, esant normaliajam rezultatų skirstiniui

Vidutinis gniuždomasis 95 % patikimumo stipris nustatomas taip: cm xf f k s= − ⋅ , (14.2) čia f – gniuždomojo stiprio aritmetinis vidurkis (formulė); xs – gniuždomojo stiprio vidutinis kvadratinis nuokrypis ((14.4) formulė); k – koeficientas, imamas atsižvelgiant į bandinių kiekį ėminyje (14.2 lentelė).

107

14.1 lentelė. Formos daugiklis δ , įvertinantis bandinių paruoštu paviršiumi matmenis

Plotis mm Aukštis1) mm

50 100 120 150 180 200 240 ≥250

40 50 65 88 100 150 185 198 200 238 ≥250

0,80 0,85 0,95 -

1,15 1,30 – –

1,40 –

1,55

0,70 0,75 0,85 0,95 1,00 1,20 1,30 1,34 1,35 1,43 1,45

– 0,73 0,81 0,91 0,96 1,16 1,27 1,30 1,31 1,39 1,41

– 0,70 0,75 0,85 0,90 1,10 1,21 1,24 1,25 1,33 1,35

– –

0,72 0,80 0,84 1,04 1,15 1,18 1,19 1,27 1,29

– –

0,70 0,77 0,80 1,00 1,11 1,14 1,15 1,23 1,25

– –

0,66 0,73 0,76 0,96 1,07 1,10 1,11 1,14 1,16

– –

0,65 0,72 0,75 0,95 1,06 1,09 1,10 1,14 1,15

PASTABA. Galima linijinė interpoliacija tarp gretimų formos koeficiento verčių. 1) Bandinių paruoštu paviršiumi aukštis.

14.2 lentelė. Koeficiento k reikšmės atsižvelgiant į bandinių kiekį ėminyje

n 3 5 7 10 12 15 20 k 1,69 0,87 0,73 0,57 0,52 0,45 0,39 PASTABA. Tarpiniam bandinių skaičiui taikoma tiesinė interpoliacija

1

n

ii

ff n

==

∑, (14.3)

čia if – atskiro bandinio gniuždomasis stipris; n – bandinių kiekis ėminyje (rekomenduojamas mažiausias bandinių kiekis – 6). Vidutinis kvadratinis nuokrypis apskaičiuojamas pagal tokią formulę:

( )2

11

n

ii

x

f fs n

=

−

=−

∑. (14.4)

108

Mūro skiedinys yra vienos arba daugiau rišamųjų medžiagų, už-pildo ir vandens, o kartais ir priedų bei (arba) įmaišų mišinys, naudo-jamas mūro siūlėms užlieti ir rievėti.

Pagal sudėtines dalis mūro skiediniai gali būti: – bendrosios paskirties, – plonasluoksniai, – lengvieji.

Pagal sudėtį skiediniai apibūdinami kaip projektiniai arba recep-tiniai. Pagal gamybos metodą skiediniai gali būti gamykliniai (do-zuotieji arba sumaišytieji) arba gaminami statybvietėje. Mūro skiedi-niai, paruošti gamykloje ar statybvietėje, turi atitikti valstybinių standartų reikalavimus. Bendrosios paskirties skiediniai naudojami mūrui, kai gulsčiųjų siūlių storis didesnis kaip 3 mm. Plonasluoksniai skiediniai naudojami mūrui, kurio gulsčiųjų siūlių storis yra 1–3 mm. Mūrui gali būti naudojami sunkieji (tankis ≥ 1500 kg/m3) ir lengvieji (tankis <1500 kg/m3) skiediniai. Skiediniai gali būti cemento ir smė-lio, kalkių ir smėlio, molio ir smėlio arba sudėtiniai – kalkių, smėlio ir cemento bei cemento, molio ir smėlio mišiniai.

Lengviesiems mišiniams vietoje kvarcinio smėlio gali būti nau-dojami užpildai (susmulkinti): perlitas, pemza, keramzitas, pūstas stiklas ir kitos lengvos mineralinės medžiagos.

Pagrindinės mechaninės skiedinio savybės yra gniuždomasis ir tempiamasis stipris. Tempiamasis skiedinio stipris nustatomas len-kiant prizmes, kurių matmenys yra 40×40×160 mm (pagal schemą, pateiktą 14.3 pav., a).

Perlaužus prizmes gautos puselės (matmenys 40×40×80 mm) gniuždomos statine trumpalaike apkrova (14.3 pav., b) ir nustatomas skiedinio gniuždomasis stipris.

Skiedinio tempiamasis stipris lenkiant skaičiuojamas pagal tokią for-mulę: 21,5 F lf

b d⋅

= ⋅

⋅

. (14.5)

109

40

14.3 pav. Mūro skiedinio gniuždomojo stiprio nustatymo schema Skiediniai pagal gniuždomąjį stiprį skirstomi į klases (M). Skie-

dinio klasė išreiškia skiedinio gniuždomojo stiprio vidurkį, gautą išbandžius nustatytą standartinių bandinių kiekį. Paprastai skiedinio markė užrašoma, pvz., M5 − skaičius rodo skiedinio vidutinį gniuž-domąjį stiprį N/mm2. Receptiniai skiediniai prie M raidės papildomai dar apibrėžiami sudėtinėmis dalimis (pvz., 1:1:5, cementas: kalkės: smėlis pagal tūrį).

Mažiausias bendrosios paskirties skiedinio gniuždomasis stipris gali būti toks: nearmuotojo mūro − M1, armuotojo mūro negulsčio-siose siūlėse − ≥ M4 (4 N/mm2) ir armuotojo mūro gulsčiosiose siū-lėse − ≥ M2 (2 N/mm2).

110

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai:

– susipažinti su mūro gaminių ir mūrijimo skiedinio gniuž-domojo stiprio nustatymo metodika;

– eksperimentais nustatyti mūro gaminių vidutinį gniuždo-mąjį stiprį ir, įvertinant vidutinę kvadratinę nuokrypą, ga-minių klasę;

– eksperimentais nustatyti mūrijimo skiedinio markę.

Prietaisai ir mechanizmai: hidraulinis presas arba universali bandymo mašina, kurių galingumas parenkamas taip, kad bandinių suirimo apkrova būtų ne mažesnė kaip 10 % ir ne didesnė kaip 80 % preso ribinės apkrovos. Slankma-tis arba metalinė liniuotė.

Bandiniai:

šeši mūro gaminiai (plytos arba blokai), trys mūrijimo skiedinio 40×40×160 mm prizmės.

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas Mūro gaminių bandymas: 1. Bandomi ne mažiau kaip 6 mūro gaminiai (plytos arba blokai). 2. Slankmačiu arba metaline liniuote 0,01 mm tikslumu yra nu-

statomi mūro gaminių matmenys. 3. Bandinių paviršius, kuriuos veiks apkrova, nuvalomi. Šių pa-

viršių nuokrypiai turi būti ne didesni kaip 0,1 mm kiekvienam 100 mm. Viršutinis paviršius turi būti tarp dviejų apatiniam paviršiui lygiagrečių plokštumų ir neturi nukrypti daugiau kaip 1 mm kiekvie-nam 100 mm. Kai gaminių ar iš jų išpjautų bandinių bandomieji pa-viršiai neatitinka nurodytų reikalavimų, šie paviršiai yra šlifuojami arba išlyginami skiedinio sluoksniu. Bandinių paviršiai šlifuojami tol, kol jie atitinka plokštumo ir lygiagretumo reikalavimus. Jei pa-viršiai išlyginami skiediniu, padengimui naudojamas cemento ir smė-lio skiedinys, kurio gniuždomasis stipris iki gaminių bandymo turi pasiekti mažiausią nustatytą mūro gaminių stiprį arba 30 N/mm2, atsižvelgiant į tai, kuris yra mažesnis. Kai padengiami daug vandens įgeriantys elementai, dengiamieji paviršiai sudrėkinami. Kiekvienas

111

bandinys padedamas ant glotnios kietos grūdinto stiklo arba nerūdi-jančio plieno plokštės, kurios plokštumo nuokrypis turi būti ne di-desnis kaip 0,1 mm kiekvienam 100 mm.

4. Mūro gaminiai apkraunami apkrovos mūre veikimo linkme. Bandinys padedamas tiksliai preso (bandymo mašinos) plokštės cent-re, kad gniuždančioji jėga pasiskirstytų vienodai.

5. Bandant mūro gaminius, pradžioje naudojamas tinkamas ap-krovimo greitis (14.3 lentelė), o kai pasiekiama maždaug pusė lau-kiamos didžiausios apkrovos, jis pakoreguojamas taip, kad didžiau-sioji apkrova būtų pasiekta ne greičiau kaip per 1 min.

14.3 lentelė. Apkrovimo (gniuždymo) greitis

Laukiamas gniuždomasis stipris N/mm2

< 10 Nuo 11 iki 20

Nuo 21 iki 40

Nuo 41 iki 80 > 80

Apkrovimo greitis N/mm2/s 0,05 0,15 0,3 0,6 1,0

Nustatoma kiekvieno mūro gaminio ardančioji (ribinė) jėga. 6. Apskaičiuojamas mūro gaminių gniuždomojo stiprio aritmeti-

nis vidurkis ( f ) ((14.3) formulė), vidutinė kvadratinė nuokrypa ( xs ) ((14.4) formulė), vidutinis gniuždomasis 95 % patikimumo ( cmf ) stipris ((14.4) formulė) ir normalizuotasis vidutinis gniuždomasis stipris ( bf ) ((14.1) formulė), nustatoma normalizuotąjį stiprį atitin-kanti mūro gaminio klasė.

7. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 14.4 lentelę. Mūrijimo skiedinio bandymas: 1. Bandomos ne mažiau kaip trys 40×40×160 mm prizmės.

Gniuždomojo stiprio bandymui prizmės perlaužiamos į dvi dalis ir taip gaunamos šešios prizmių pusės.

2. Lenkiant prizmes (14.3 pav., a) apkrova pridedama be smūgių pastoviu nuo 10 N/s iki 50 N/s greičiu taip, kad bandinys sulūžtų per 30−90 s laiko tarpą.

3. Perlaužtos prizmės pusės dedamos tarp atraminių plokštelių. Apkrova pridedama be smūgio ir didinama nuo 50 N/s iki 500 N/s

112

greičiu taip, kad bandinys suirtų per 30−90 s laiko tarpą. Užrašoma ardančioji apkrova N.

4. Gniuždomasis stipris apskaičiuojamas ardančiąją apkrovą da-lijant iš bandinio ploto, apriboto atraminėmis plokštelėmis.

5. Į bandymo žurnalo 14.6 lentelę užrašomas kiekvieno bandinio stipris 0,05 N/mm2 tikslumu, o apskaičiuotas vidutinis gniuždomasis stipris – 0,1 N/mm2 tikslumu.

Bandymo žurnalas Bandymo data ___________________

14.4 lentelė. Mūro gaminių bandymo rezultatai

Matmenys mm Gniuždomasis stipris, N/mm2

Bandinio Nr. Ilgis a Plotis

b

Ardančioji apkrova N,

kN Atskiro bandinio

fi

Vidutinis fcm

Normalizuotasis fb

Išvada: mūro gaminio gniuždomojo stiprio klasė M ............

14.5 lentelė. Mūrijimo skiedinio tempiamojo stiprio lenkiant bandymo rezultatai

Bandinio matmenys mm Tempiamasis stipris lenkiant N/mm2

Bandinio Nr. Plotis Ilgis Aukštis

Ardančioji apkrova N,

kN Atskiro bandinio

Fit Vidutinis

Ft,m

113

14.6 lentelė. Mūrijimo skiedinio gniuždomojo stiprio bandymo rezultatai Gniuždomasis stipris N/mm2 Bandinio

Nr. Bandinio plotis

mm Ardančioji apkrova N, kN Atskiro bandinio Vidutinis

Išvada: mūro skiedinio gniuždomojo stiprio klasė M .......

114

15-asis laboratorinis darbas Nearmuotojo mūro charakteristinio ir skaičiuotinio

gniuždomojo stiprio bei tamprumo modulio nustatymas

Teorinė dalis Mūro gniuždomasis stipris Mūro gniuždomajam stipriui įtakos turi tokie pagrindiniai veiksniai:

– mūro gaminių gniuždomasis stipris; – mūro gaminių dydis ir forma; – horizontaliųjų siūlių skiedinio gniuždomasis stipris; – horizontaliųjų siūlių storis; – mūro kokybė ir pan.

Mūrijant konstrukcijas praktiškai negalima gerai išlyginti siūlių, prispaudžiant viršutinių eilių mūro elementus nesudaromas toks slė-gis, kad skiedinys siūlėje išsilygintų. Dėl netolygaus skiedinio pa-skirstymo siūlėse, susidaro zonos, kuriose skiedinio savybės skiriasi, t. y. skiriasi skiedinio deformacinės savybės, ypač standumas. Gniuždant mūrą įtempiai koncentruojasi zonose, kuriose horizonta-liųjų siūlių standis yra didesnis. Dėl skirtingų mūro gaminių ir hori-zontaliųjų siūlių deformacinių savybių, šie elementai deformuojasi skirtingai. Paprastai mūro gaminiai varžo horizontaliųjų siūlių skie-dinio skersines deformacijas ir dėl šios priežasties skiedinys skersine linkme yra gniuždomas, o mūro gaminiai tempiami. Skersiniai tem-piamieji įtempiai ir deformacijos priklauso nuo mūro gaminių ir ho-rizontaliųjų siūlių skiedinio deformacinių savybių bei siūlės storio.

Priklausomai nuo įtempių dydžio, gniuždomojo mūro darbą ga-lima suskirstyti į keturis etapus:

– pirmasis – kai mūre susidarę įtempiai yra nedideli, mato-mų pažeidimų nėra;

– antrajam būdingi nedideli įtrūkiai, susidarę atskiruose blo-kuose, o apkrovos dydis, kuriai veikiant susidaro pirmieji įtrūkiai, priklauso nuo medžiagų stiprio, mūro konstrukci-jos, skiedinio deformacinių savybių (kuo skiedinio defor-matyvumas yra mažesnis, tuo mūro suirimas yra trapesnis, t. y. tuo vėliau susidaro pirmieji įtrūkiai);

115

– trečiasis – toliau didinant apkrovą antrajame etape susida-ręs pirmasis įtrūkis didėja, atsirandą naujų įtrūkių, kurie susijungia tarpusavyje ir su vertikaliosiomis siūlėmis, ap-krovos sumažinimas nesustabdo įtrūkių formavimosi;

– ketvirtasis – mūro irimas. Centriškai gniuždomojo mūro gniuždomasis stipris gali būti ap-

skaičiuojamas naudojant mūro gniuždomojo stiprio ir mūro gaminių bei horizontaliųjų siūlių skiedinio empirines priklausomybes arba nustatomas eksperimentais.

Nustatant eksperimentais pagal nearmuotojo mūro charakteristi-kas, gniuždomasis stipris kf imamas

,min

/ 1,2k vid

k i

f ff f≤ ≤

, (15.1)

čia vidf – vidutinis mūro gniuždomasis stipris; ,minif – mažiausioji (atskiro bandinio) mūro gniuždomojo stiprio reikšmė.

Mūro charakteristinį gniuždomąjį stiprį galima apskaičiuoti pa-gal empirines priklausomybes, kai skiedinio mišinys parinktas pagal konstravimo taisykles ir mūro gaminių stiprio variacijos koeficientas yra ne didesnis kaip 25 %. Gulsčiųjų ir vertikaliųjų (ištisinių) ben-drosios paskirties ir lengvojo skiedinio siūlių storis turi būti 6 mm ≤ t ≤ 15 mm, naudojant plonasluoksnį skiedinį – 0,5 mm ≤ t ≤ 3 mm.

Nearmuotojo mūro su bendrosios paskirties skiedinio gulsčiosiomis siūlėmis charakteristinis gniuždomasis stipris apskaičiuojamas taip: 0,7 0,3

k b mf K f f= ⋅ ⋅ (N/mm2), (15.2) čia bf – mūro gaminių normalizuotasis vidutinis gniuždomasis stip-ris, nustatytas išbandžius jėga apkrovos veikimo kryptimi (žr. 14-ąjį laboratorinį darbą); mf – bendrosios paskirties skiedinio gniuždoma-sis stipris (žr. 14-ąjį laboratorinį darbą); K – koeficientas, kuris įvertina mūro gaminių rūšį ir tuštymėtumą ir kurio reikšmė parenka-ma atsižvelgiant į mūro gaminių grupes iš STR 2.05.09 lentelės. Kai naudojamas plonasluoksnis skiedinys ir gulsčiųjų siūlių storis 0,5 mm < st ≤ 3 mm, 1 bei 4 grupių silikatinių, betoninių su užpil-

116

dais ir autoklavinio akytojo betono gaminių mūro charakteristinis gniuždomasis stipris apskaičiuojamas pagal (15.3) formulę, o 2 bei 3 grupių keraminių gaminių mūro − pagal (15.4) formulę: 0,85

k bf K f= ⋅ , (15.3) 0,7

k bf K f= ⋅ . (15.4) Koeficiento K reikšmės imamos iš lentelės (esant tam tikroms

sąlygoms jo reikšmė gali būti koreguojama), jeigu tenkinami šie rei-kalavimai:

– mūras sukonstruotas pagal LST EN reikalavimus; – visos siūlės atitinka reikalavimus taip, kad jos būtų verti-

namos kaip užpildytos; – bf reikšmė imama ne didesnė kaip 75 N/mm2, kai mūrui nau-

dojamas bendrosios paskirties skiedinys (3 mm ≤ st ≤ 15 mm); – bf reikšmė imama ne didesnė kaip 50 N/mm2, kai mūrui nau-

dojamas plonasluoksnis skiedinys (0,5 mm ≤ st ≤ 3 mm); – skiedinio gniuždomasis stipris mf imamas ne didesnis

kaip 20 N/mm2 ir ne didesnis kaip 2 bf , kai naudojamas bendrosios paskirties skiedinys ir 10≤mf N/mm2, kai naudojamas lengvasis skiedinys;

– mūro storis yra lygus gaminio pločiui arba ilgiui ir todėl nėra skiedinio siūlės, lygiagrečios su sienos paviršiumi per visą sieną arba jos ilgio dalį;

– mūro gaminių stiprio variacijos koeficientas yra ne dides-nis nei 25 %.

Mūro deformacinės savybės Gniuždomojo mūro deformacijos priklauso nuo:

– mūro gaminių ir skiedinio siūlių deformacijų; – mūro elementų aukščio santykio su gulsčiųjų siūlių storiu; – mūro (darbų) kokybės; – apkrovos greičio kietėjant mūrui; – mūro amžiaus jį apkraunant; – apkrovos veikimo (ilgalaikiškumo) trukmės.

117

Mūro deformacijos priklauso nuo mūro gaminių ir skiedinio bei jų sąlyčio zonų deformacinių savybių. Mūro gaminiai dažniausiai yra beveik tamprioji medžiaga, nes jų liekamosios deformacijos yra ne-didelės. Apkrovus skiedinį, kartu su tampriosiomis deformacijomis atsiranda ir plastinių deformacijų. Todėl mūras yra tamprioji plastinė medžiaga. Ryšys tarp gniuždomojo mūro įtempių ir deformacijų yra netiesinis nuo pat jo apkrovimo pradžios. Mūro σ–ε būdinga diagra-ma pateikta 15.1 pav.

Eksperimentiniai tyrimai rodo, kad gniuždomojo mūro deforma-cijos yra didesnės už mūro gaminių ir skiedinio deformacijas.

15.1 pav. Gniuždomosios deformacijos: mūro gaminio – 1; mūro – 2;

skiedinio –3 Gniuždomojo mūro gulsčiųjų siūlių deformacijos priklauso nuo

tokių pačių faktorių kaip ir mūro stipris (faktoriai aprašyti anksčiau). Didelę įtaką gniuždomojo mūro deformacijoms turi gulsčiųjų siūlių skiedinio sąlyčio su mūro gaminiais zona. Kadangi mūro gaminiai „atima“ iš skiedinio vandenį, pastarosios deformacijos yra daug di-desnės už likusios skiedinio dalies deformacijas.

Bendras mūro deformacijas lemia mūro gaminių aukštis: didė-jant gaminių aukščiui, mažėja gulsčiųjų siūlių kiekis, kartu mažėja ir gniuždomojo mūro deformacijos.

Gniuždomojo mūro deformacines savybes nusako tamprumo modulis, kuris apskaičiuojamas kaip kirstinis iš keturiose atsitiktinė-se vietose išmatuotų deformacijų vidurkio, veikiant trumpalaikei apkrovai ((15.5) formulė).

118

,max3

ii

i c

FE A=⋅ ⋅ ε

, (15.5) čia – ,maxiF ardančioji apkrova; iA – atskiro mūro bandinio skerspjūvio plotas; cε – įtempius atitinkanti santykinė deformacija (15.2 pav.).

cuσ

3cuσ

cε 15.2 pav. Mūro įtempių ir deformacijų diagrama

Jeigu tamprumo modulis nenustatomas eksperimentais, jo reikšmė veikiant eksploatacinei apkrovai gali būti laikoma

kE fKE ⋅= , EK – mūro tamprumo charakteristika, rodanti, kiek kartų tamprumo modulis yra didesnis už mūro irimo įtempius. Mūro tamprumo charakteristika apskaičiuojama taip: mi

Eki

EK f= , (15.6) čia – mE mūro tamprumo modulis.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai:

– susipažinti su mūro gniuždomojo stiprio nustatymo būdais: � eksperimentiniu, � skaičiavimų taikant empirines formules;

119

– eksperimentais nustatyti mūro charakterinį gniuždomąjį stiprį ir jį palyginti su apskaičiuotu pagal empirines formu-les;

– eksperimentais nustatyti mūro tamprumo modulį ir mūro tamprumo charakteristiką.

Prietaisai ir mechanizmai:

bandymo mašina (hidraulinis presas), kuri naudojama bandiniui gniuž-dyti ir apkraunamus bandinio paviršius turi slėgti vienodai (jeigu ban-dymo mašinos plokštės yra trumpesnės už bandinį, turi būti naudoja-mos apkrovos išlyginimo sijos, kurios turi būti ilgesnės už bandinį, o jų storis didesnis arba lygus virš bandinio ir po juo dedamų plokščių storiui; bandymo mašina turi būti su rutulinio lanksto jungtimi); meta-linė liniuotė; laikrodinio tipo 0,001 mm tikslumo indikatoriai.

Bandiniai: bandinio (mūro fragmento) matmenys turi būti tokie, kaip nurodyta 15.1 lentelėje.

15.1 lentelė. Bandinių matmenys mūro gniuždomajam stipriui nustatyti Mūro gaminio matmenys

mm Mūro bandinio matmenys

ln

hn

Ilgis ls

Aukštis hs

Storis ts

≤ 150 ≥ 5 hn ≤ 300 > 150

≥ 2× ln ≥ 3 hn

≤ 150 ≥ 5 hn > 300 > 150

≥ 1,5× ln ≥ 3 hn

≥ 3 ts ≤ 15 ts ≥ ls

≥ tu

Pastaba. Jei bandinio aukštis bus didesnis kaip 1000 mm, lei-

džiama bandinio matmenis mažinti (išskyrus mūro gaminių su kiau-rymėmis, statmenomis apkrovai), perpjaunant mūro gaminius ir pa-naudojant juos mūro bandinio apačioje bei viršuje, laikantis tokių reikalavimų:

– ls ≥ 400 mm ir ls ≥ ln; – bandiniai turi būti mažiausiai su viena vertikalia siūle centre;

120

– nupjautų gaminių, kurie mūrijami viršuje ir apačioje, aukš-tis turi būti ne mažesnis kaip bandinio storis (ts); – skiediniu jungiami tik nenupjauti gaminių paviršiai.

Mūro bandinio schema pateikta 15.3 paveiksle. Bandinių matmenys kiekvienu atveju nustatomi pagal naudoja-mus mūro gaminius pagal 15.1 lentelėje pateikiamas rekomendacijas.

Mūrijant mūro bandinius iš tikslių matmenų silikatinių blokų ga-li būti naudojamos plonos horizontaliosios siūlės (storis 2–3 mm). Šiuo atveju vertikaliosios siūlės skiediniu neužpildomos. „Tradici-nių“ matmenų ar modulinių plytų mūrui naudojamos įprastos hori-zontaliosios siūlės (storis 12–15 mm).

15.3 pav. Mūro bandinys

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Bandomi trys bandiniai (mūro fragmentai). 2. Metaline liniuote nustatomi mūro bandinio matmenys. 3. Apskaičiuojamas mūro bandinio bendras skerspjūvio plotas

(nustatant skerspjūvio plotą tuštymių plotas bei iškišų ar išimų plotas neatmetamas).

4. Bandinys dedamas ant preso plokštės centro. Įsitikinama, ar viršutinė ir apatinė plokštumos liečia preso plokštes.

5. Bandinio viršus ir apačia vienodai apkraunami. Apkrova toly-giai didinama taip, kad bandinys suirtų ne anksčiau kaip po 15 min. ir ne vėliau kaip po 30 min. nuo apkrovimo pradžios. Apkrovos didi-

121

nimo greitis iki bandinio suirimo priklauso nuo mūro komponentų stiprumo. Pirmojo bandinio bandymo iki suirimo apkrovimo greitis, kai naudojami mažo stiprumo mūro komponentai, turėtų būti apie 0,15 (N/mm2)/min., o kai bandomas didelio stiprumo komponentų mūras – iki 1,25 (N/mm2)/min.

6. Nustatant mūro tamprumo modulį matuojamos deformacijos pritvirtintais deformacijų matavimo įtaisais (indikatoriais) (15.3 pav.). Apkrova didinama mažiausiai trimis etapais, kol paliekama pusė galimos ribinės jėgos. Po kiekvieno apkrovos etapo gniuždomo-ji jėga 2 ±1 min. laikoma pastovia ir užrašomi prietaisų rodmenys. Po paskutinio etapo gniuždomoji jėga didinama tol, kol bandinys suyra. Prietaisų rodmenys surašomi į bandymo žurnalo 15.3 lentelę.

7. Kiekvieno mūro bandinio gniuždomasis stipris apskaičiuoja-mas 0,1 N/mm2 pagal formulę

i

uii A

Nf = . (15.7) 8. Mūro charakteristinis gniuždomasis stipris 0,1 N/mm2 tikslu-

mu apskaičiuojamas pagal (15.1) formulę. 9. Mūro skaičiuotinis gniuždomasis stipris apskaičiuojamas pa-

gal (15.2), (15.3) arba (15.4) formulę. 10. Mūro tamprumo modulis apskaičiuojamas 100 N/mm2 tiks-

lumu pagal (15.5) formulę. 11. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 15.2, 15.3

ir 15.4 lenteles.

122

Bandymo žurnalas Bandymo data ___________________

15.2 lentelė. Mūro gniuždomojo stiprio bandymo rezultatai

Bandinio matme-nys mm Mūro gniuždomasis stipris N/mm2

Bandinio Nr. Plotis Ilgis

Ardančioji apkrova N, kN Atskiro

bandinio fi

Vidutinis fm

Charakteristinis fk

15.3 lentelė. Mūro gniuždomojo stiprio analizė Mūro gniuždomasis stipris, N/mm2

Bandinio Nr. Eksperimentinis

vidutinis fm Charakteristinis, nustatytas eks-perimentais

*fk,obs

Charakteristinis, apskaičiuotas pagal (15.3) arba (15.4) formulę fk,cal

Santykis ,

,

k obs

k cal

ff

Pastaba. * Reikšmė imama iš 15.2 lentelės.

123

16.4

lentelė. Mū

ro tam

prumo

mod

ulio b

andymo

rezulta

tai

Defor

macij

ų mata

vimo r

ezulta

tai

T1

T2

T3

T4

Apkrovos pakopos Nr.

Apkrova F, kN

Įtempiai σ, MPa

n 1 Σ∆n1,i×10

4 cm

ε1,i ×105 n 2

Σ∆n2,i×104 cm

ε2,i ×105

n 3

Σ∆n3,i×104 cm

ε3,i ×105

n 4

Σ∆n4,i×104 cm

ε4,i ×105

Vidutinės gniuždomojo mūro

deformacijos εm × 105

Mūro tamprumo modulis Ecm

Mūro tamprumo charakteristika KE

124

16-asis laboratorinis darbas Horizontaliųjų siūlių armavimo tinkleliais įtakos mūro

gniuždomajam stipriui tyrimas

Teorinė dalis Mūro gniuždomasis stipris Mūro skersinis armavimas daromas dedant armatūros tinklelius į

horizontaliąsias siūles. Jis taikomas gniuždomajam mūrui, kai ele-mentų liaunis λn ≤ 15 (arba λi < 52), o jėgos pridėties ekscentricitetas neišeina už pjūvio branduolio ribų (stačiakampiam skerspjūviui e0 ≤ 0,17 h).

Tokio gniuždomo mūro irimo pobūdis būna kitoks negu near-muotojo mūro. Armuotame mūre vertikalieji plyšiai atsiranda vėliau, t. y. esant didesnei apkrovai, o jų kitimą į aukštį apriboja tinkleliai. Armuotojo mūro irimas vyksta atskirose eilėse trupant mūro gami-niams.

Tinklų armatūra varžo mūro skersines deformacijas ir taip padi-dina mūro gniuždomąjį stiprį.

Liaunoms mūrinėms konstrukcijoms horizontaliųjų siūlių arma-vimas neefektyvus, nes jis mažina mūro tamprumo charakteristiką, dėl ko padidėja klupimo pavojus.

Horizontaliųjų siūlių armavimui naudojamas tinklelis iš vielinės armatūros, kurios skersmuo 3 mm ≤ Ø ≤ 6 mm, o skiedinio siūlės storis turi būti ne mažiau kaip 4 mm didesnis už vielos skersmenį. Tinklo strypų žingsnis 30 mm ≤ s ≤ 100 mm. Atstumas tarp tinklelių mūre rekomenduojamas ne didesnis kaip 400 mm, nes esant dides-niam atstumui tarp tinklų, armavimas neefektyvus. Tinkleliais ar-muoto mūro skiedinio stipris turi būti ne mažesnis nei 5,0 N/mm2, o mūro eilės aukštis – ne didesnis kaip 150 mm. Tinkleliais armuotojo mūro gniuždomasis stipris fsd apskaičiuojamas taip: 2

2100w yd

sd d dff f fρ ⋅= + ≤ , (16.1)

čia fd – nearmuotojo mūro skaičiuotinis gniuždomasis stipris; 100s

wk

VVρ = ⋅ – tūrinis mūro armavimo procentas (Vs ir Vk – atitin-

125

kami armatūros ir mūro tūriai), kai tinklelis su kvadratinėmis akutė-mis, o esant armatūros skerspjūvio plotui Ast, akutės matmenims a bei atstumui tarp tinklelių a1, tūrinis armavimo procentas apskaičiuo-jamas pagal formulę

1

2 100stw

Aa aρ = ⋅⋅

. (16.2) Mūro tamprumo modulis Armuotojo tinkleliais mūro tamprumo modulis apskaičiuojamas

pagal formulę cm Esk skE K f= ⋅ , (16.3) čia KEsk – armuotojo mūro tamprumo charakteristika apskaičiuojama pagal (15.4) formulę, fsk – tinkleliais armuotojo mūro gniuždomojo stiprio reikšmė ((15.5) formulė). Esk E

skm

fK K f= ⋅ , (16.4)

2100yk w

skm kff f ⋅ ρ= + , (16.5)

čia fyk – armatūros (armuotajam mūre) charakteristinis stipris, taiko-mas armatūriniams plienams, S 240 ir S 300 lygus atitinkamai 240 ir 300 N/mm2, o armatūrai, kurios takumo įtempiai 400 N/mm2 su dar-bo sąlygų koeficientu 0,6.

Eksperimentinė dalis Darbo tikslai:

– eksperimentais nustatyti tinkleliais armuotojo mūro cha-rakteristinį gniuždomąjį stiprį ir jį palyginti su nearmuoto-jo mūro gniuždomuoju charakteristiniu stipriu;

– eksperimentais nustatyti tinkleliais armuotojo mūro tamp-rumo modulį bei tamprumo charakteristiką ir jų reikšmes palyginti su apskaičiuotomis pagal (16.3) ir (16.4) formu-les.

126

Prietaisai ir mechanizmai: hidraulinis presas arba universali bandymo mašina, kurių galingumas parenkamas taip, kad bandinių suirimo apkrova būtų ne mažesnė kaip 10 % ir ne didesnė kaip 80 % preso ribinės apkrovos; slankmatis arba metalinė liniuotė.

Bandiniai:

bandinio mūro fragmento matmenys nustatomi pagal 15.1 lentelės nuorodas. Bandinys gaminamas iš tokių pat (tokios pat klasės) mūro gaminių ir tokio pat skiedinio (tokios pat markės) kaip ir 15-ojo labo-ratorinio darbo.

Horizontaliosios siūlės armuojamos Ø 4 vielinės armatūros tink-leliais (16.1 pav.), kurie dedami į kiekvieną horizontaliąją siūlę.

a) b)

Ta

Tinklelis T

16.1 pav. Bandinio armavimo (a) ir tinklelio (b) schema

Bandymo atlikimo tvarka ir rezultatų apdorojimas: 1. Bandymo eiga tokia pati, kaip ir bandant nearmuotojo mūro

bandinius (žr. 15-ąjį laboratorinį darbą). 2. Bandymo rezultatai surašomi į bandymo žurnalo 16.1–16.3

lenteles.

127

Bandymo žurnalas Bandymo data ______________________

16.1 lentelė. Armuotojo mūro gniuždomojo stiprio bandymo rezultatai

Bandinio matmenys

mm Gniuždomasis stipris N/mm2

Bandi-nio Nr.

Plotis Ilgis

Jėga, kuriai

veikiant atsirado pirmas plyšys Ncre,s,1

Ardančioji apkrova N, kN Atskiro

bandi-nio

Viduti-nis fm,s

Charakteris-tinis fk,s

16.2 lentelė. Armuotojo mūro gniuždomojo stiprio analizė Mūro gniuždomasis stipris N/mm2

Ban-dinio Nr.

Eksperimen-tinis viduti-

nis fm,s Charakteristi-nis, apskai-

čiuotasis fk,s.cal

Charakteris-tinis, nusta-tytas ekspe-rimentais

fk,s,obs

, ,1*1

crc s

crc

NN

,*

obs s

obs

ff , ,

, ,

k s obs

k s cal

ff

Pastaba. *Parametrai nustatyti bandant nearmuotojo mūro ban-

dinius, reikšmės imamos iš 15-ojo laboratorinio darbo.

128

17.3

lentel

ė. Ar

muoto

jo mū

ro de

forma

cijų t

yrima

s De

forma

cijų m

atavim

o rezu

ltatai

T1

T2

T3

T4

Apkro

vos

pako

pos

Nr.

Apkro

va

F, kN

Įtemp

iai

σ, MP

a n 1

Σ∆n1,i×104 cm

ε1,i ×105

n 2

Σ∆n2,i×104 cm

ε2,i ×105

n 3

Σ∆n3,i×104 cm

ε3,i ×105

n 4

Σ∆n4,i×104 cm

ε4,i ×105

Vidutinės gniuždomojo mūro deformacijos εm×10

5

Mūro tamprumo modulis Ecm

Mūro tamprumo charakteristika KE

Pa

staba

.* –

nearm

uotoj

o mū

ro de

forma

cinės

savyb

ės (re

ikšmė

s im

amos

iš 16

labo

ratori

nio d

arbo

rezult

atų).

129

LITERATŪRA 1. LST EN 1992-1-1:2005/AC:2008. Eurokodas 2. Gelžbetoninių

konstrukcijų projektavimas. 1-1 dalis. Bendrosios ir pastatų tai-syklės. Vilnius, 2008. 232 p.

2. LST EN 1992-1-2:2005/AC:2008. Eurokodas 2. Gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas. 1-2 dalis. Bendrosios taisyklės. Konstrukcijų elgsenos ugnyje skaičiavimas. Vilnius, 2008. 98 p.

3. LST EN 1996-1-1:2006. Eurokodas 6. Mūrinių konstrukcijų pro-jektavimas. 1-1 dalis. Bendrosios armuotųjų ir nearmuotųjų mūri-nių konstrukcijų taisyklės. Vilnius, 2006. 102 p.

4. LST EN 1996-1-2:2005/P:2007. Eurokodas 6. Mūrinių konstrukci-jų projektavimas. 1-2 dalis. Bendrosios taisyklės. Konstrukcijų elgsenos ugnyje skaičiavimas. Vilnius, 2007. 80 p.

5. Marčiukaitis, G.; Jonaitis, B.; Papinigis, V.; Valivonis, J. 2007. Gelžbetoninių konstrukcijų projektavimas pagal euronormas. Vil-nius: Technika. 340 p.

130

PRIEDAI

1 priedas. Ryšys tarp ekvivalentinės ir faktinės gaisro trukmės. Sijos ir kolonos izotermės

Standartinis gaisro režimas aprašomas logaritmine priklausomybe ( )345 lg 4808 1 20 C,T = ⋅ + + ° kurios kreivė (a) parodyta P1.1 paveiksle, o temperatūros vertės pen-kių minučių intervalais pateiktos P1 lentelėje.

900

500

700

300

100

A A1

0 20 40

t, oC

60 τ,min

a

b

B

C

B1

C1

P1.1 pav. Standartinio (a) ir faktinio (b) gaisro režimų kreivės

131

P1 lentelė. Temperatūros vertės τ, r - min t, °C τ, r - min t, °C τ, r - min t, °C

0–05 556 0–55 910 2–45 1075 0–10 659 1–00 925 3–00 1090 0–15 718 1–10 950 3–15 1100 0–20 750 1–20 970 3–30 1115 0–25 790 1–30 986 3–45 1120 0–30 821 1–40 1005 4–00 1128 0–35 824 1–50 1015 4–15 1135 0–40 865 2–00 1029 4–30 1147 0–45 885 2–15 1045 4–45 1154 0–50 895 2–30 1065 5–00 1160 Ryšys tarp standartinio ir faktinio gaisro režimų nustatomas gra-

fiškai arba analitiškai iš kreivių plotų (a) ir (b) P1.1 pav. lygybės sąlygos. Tačiau dažniausiai faktinio gaisro režimo (priklausomybės temperatūra − laikas) nustatymą analitiniais metodais apsunkina daugybė faktorių. Todėl paprastumo dėlei yra taikomas ryšio tarp faktinio ir ekvivalentinio gaisro trukmės nustatymo grafinis metodas. Faktinio ir standartinio gaisrų maksimalių temperatūrų skirtumas fact ekvt t t∆ = − .

132

900

300

400

500

0

20

40

60

80

100

120

140

0 4020

600

700

800

P1.2 pav. R30 sijos h × b = 200 × 100 temperatūros kreivės (°C)

133

900

300

400

500

0

20

40

60

80

100

120

140

0 4020

600

700

800

P1.3 pav. R60 sijos h × b = 200 × 100 temperatūros kreivės (°C)

134

500

0

20

40

60

80

100

120

140

0 4020

700

800

900

600

P1.4 pav. R90 sijos h × b = 200 × 100 temperatūros kreivės (°C)

135

R30

R60

R90

0

20

40

60

80

100

120

140

0 4020 P1.5 pav. Sijos h × b = 200 × 100 500 °C izotermės

136

0

140

120

100

80

60

40

20

0 4020

200300

400500600

700800

P1.6 pav. R30 kolonos h × b = 150 × 100 temperatūros kreivės (°C)

137

0

140

120

100

80

60

40

20

0 4020

400

500600

700800

900

P1.7 pav. R60 kolonos h × b = 150 × 100 temperatūros kreivės (°C)

138

0

140

120

100

80

60

40

20

0 4020

600

700800

900

P1.8 pav. R90 kolonos h × b = 150 × 100 temperatūros kreivės (°C)

139

0

140

120

100

80

60

40

20

0 4020

600

700800

900

P1.9 pav. R120 kolonos h × b = 150 × 100 temperatūros kreivės (°C)

140

0

140

120

100

80

60

40

20

0 4020 P1.10 pav. Kolonos h × b = 150 × 100 500 °C izotermės

141

2 priedas. Lentelių duomenys P2.1 lentelė. Įprastai sunkaus betono su silikatiniais arba kalkiniais užpil-dais įtempių ir deformacijų priklausomybių aukštesnėje temperatūroje pa-grindinių parametrų reikšmės

Silikatiniai užpildai Kalkiniai užpildai Betono

temperatūra θ [°C] ,c ckf fθ

1,c θε 1,cu θε ,c ckf fθ

1,c θε 1,cu θε 20 1,00 0,0025 0,0200 1,00 0,0025 0,0200 100 1,00 0,0040 0,0225 1,00 0,0040 0,0225 200 0,95 0,0055 0,0250 0,97 0,0055 0,0250 300 0,85 0,0070 0,0275 0,91 0,0070 0,0275 400 0,75 0,0100 0,0300 0,85 0,0100 0,0300 500 0,60 0,0150 0,0325 0,74 0,0150 0,0325 600 0,45 0,0250 0,0350 0,60 0,0250 0,0350 700 0,30 0,0250 0,0375 0,43 0,0250 0,0375 800 0,15 0,0250 0,0400 0,27 0,0250 0,0400 900 0,08 0,0250 0,0425 0,15 0,0250 0,0425 1000 0,04 0,0250 0,0450 0,06 0,0250 0,0450 1100 0,01 0,0250 0,0475 0,02 0,0250 0,0475 1200 0,00 – – 0,00 – –

142

P2.2 lentelė. Karštai valcuotos ir šaltai apdorotos armatūros įtempių ir de-formacijų priklausomybių aukštesnėje temperatūroje parametrų N klasės reikšmės

,sy ykf fθ

,sp ykf fθ ,s sE Eθ Plieno

temperatūra θ [°C] karštai

valcuota šaltai

apdorota karštai

valcuota šaltai

apdorota karštai

valcuota šaltai

apdorota 20 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 100 1,00 1,00 1,00 0,96 1,00 1,00 200 1,00 1,00 0,81 0,92 0,90 0,87 300 1,00 1,00 0,61 0,81 0,80 0,72 400 1,00 0,94 0,42 0,63 0,70 0,56 500 0,78 0,67 0,36 0,44 0,60 0,40 600 0,47 0,40 0,18 0,26 0,31 0,24 700 0,23 0,12 0,07 0,08 0,13 0,08 800 0,11 0,11 0,05 0,06 0,09 0,06 900 0,06 0,08 0,04 0,05 0,07 0,05 1000 0,04 0,05 0,02 0,03 0,04 0,03 1100 0,02 0,03 0,01 0,02 0,02 0,02 1200 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

143

P2.3 lentelė. Šaltojo apdorojimo plieno (lynai ir vijos), toliau nurodyta „cw“, ir terminio apdorojimo plieno (strypai), toliau nurodyta „q&t“, įtem-pių ir deformacijų tarpusavio priklausomybių parametrų vertės, veikiant gaisro temperatūrai ( )pkpy ff 9,0

,θ ( )pkpp ff 9,0,θ ps EE θ, εpt,θ[–] εpu,θ[–] Plieno

tempe- ratūra θ [°C] cw q&t cw q&t cw q&t cw, q&t cw, q&t

20 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,0050 0,0100 100 0,99 0,98 0,68 0,77 0,98 0,76 0,0050 0,0100 200 0,87 0,92 0,51 0,62 0,95 0,61 0,0050 0,0100 300 0,72 0,86 0,32 0,58 0,88 0,52 0,0055 0,0105 400 0,46 0,69 0,13 0,52 0,81 0,41 0,0060 0,0110 500 0,22 0,26 0,07 0,14 0,54 0,20 0,0065 0,0115 600 0,10 0,21 0,05 0,11 0,41 0,15 0,0070 0,0120 700 0,08 0,15 0,03 0,09 0,10 0,10 0,0075 0,0125 800 0,05 0,09 0,02 0,06 0,07 0,06 0,0080 0,0130 900 0,03 0,04 0,01 0,03 0,03 0,03 0,0085 0,0135 1000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0090 0,0140 1100 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0095 0,0145 1200 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0100 0,0150

144

P2.4 a lentelė. Stačiakampio arba apskrito skerspjūvio kolonų mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Kolonos plotis bmin/pagrindinių strypų atstumas a nuo ašies

Daugiau kaip iš vienos pusės veikiama kolona

Iš vienos pu-sės veikiama

kolona

Standartinis atsparumas

ugniai µ fi = 0,2 µ fi = 0,5 µ fi = 0,7 µ fi = 0,7

1 2 3 4 5 R 30

R 60

R 90

R 120

R 180

R 240

200/25

200/25

200/31 300/25

250/40 350/35

350/45**

350/61**

200/25

200/36 300/31

300/45 400/38

350/45** 450/40**

350/63**

450/75**

200/32 300/27

250/46 350/40

350/53

450/40**

350/57** 450/51**

450/70**

–

155/25

155/25

155/25

175/35

230/55

295/70 ** Ne mažiau kaip 8 strypai

Kitos lentelėse pateikiamų duomenų reikšmės gali būti įvertina-mos pagal lygtį R = 120((Rηfi + Ra + Rl + Rb + Rn)/120)1,8, (5.7) čia ( )

ω+αω+µ−=ηcc

fifiR /85,0)1(00,183 ;

145

Ra = 1,60(a – 30); Rl = 9,60(5 – lo,fi); Rb = 0,09 b’; Rn = 0, kai n = 4 (tik kampiniai strypai); Rn = 12, kai n > 4; a – atstumas nuo išilginių plieninių strypų ašies (mm);

25 mm ≤ a ≤ 80 mm; l0,fi – efektyvusis kolonos ilgis gaisro sąlygomis; 2 m ≤ l0,fi ≤

6 m; kai kolonų l0,fi < 2 m, taikant l0,fi = 2 m atitinkančias reikšmes, gaunami saugūs rezultatai;

b’ = 2Ac/(b + h), jei skerspjūviai yra stačiakampiai, arba apvalių skerspjūvių skersmuo; 200 mm ≤ b’ ≤ 450 mm; h ≤ 1,5 b;

ω – žymi armavimo koeficientą normalios temperatūros sąly-gomis:

cdc

ydsfAfA

=ω ; αcc – gniuždomojo stiprio koeficientas (žr. LST EN 1992-1-1).

146

P2.4 b lentelė. Stačiakampio arba apskrito skerspjūvio gelžbetoninių kolo-nų mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies Atspa-rumas gaisrui

Armavimo koeficientas

Mažiausieji matmenys, mm Kolonos plotis bmin/atstumas a

ω n = 0,15 n = 0,3 n = 0,5 n = 0,7 0,100 150/25* 150/25* 200/30:250/25* 300/30:350/25*

R 30 0,500 150/25* 150/25* 150/25* 200/30:250/25* 1,000 150/25* 150/25* 150/25* 200/30:300/25 0,100 150/30:200/25* 200/40:300/25* 300/40:500/25* 500/25*

R 60 0,500 150/25* 150/35:200/25* 250/35:350/25* 350/40:550/25* 1,000 150/25* 150/30:200/25* 250/40:400/25* 300/50:600/30 0,100 200/40:250/25* 300/40:400/25* 500/50:550/25* 550/40:600/25*

R 90 0,500 150/35:200/25* 200/45:300/25* 300/45:550/25* 550/50:600/40 1,000 200/25* 200/40:300/25* 250/40:550/25* 500/50:600/45 0,100 250/50:350/25* 400/50:550/25* 550/25* 550/60:600/45

R 120 0,500 200/45:300/25* 300/45:550/25* 450/50:600/25 500/60:600/50 1,000 200/40:250/25* 250/50:400/25* 450/45:600/30 600/60 0,100 400/50:500/25* 500/60:550/25* 550/60:600/30 (1)

R 180 0,500 300/45:450/25* 450/50:600/25* 500/60:600/50 600/75 1,000 300/35:400/25* 450/50:550/25* 500/60:600/45 (1) 0,100 500/60:550/25* 550/40:600/25* 600/75 (1)

R 240 0,500 450/45:500/25* 550/55:600/25* 600/70 (1) 1,000 400/45:500/25* 500/40:600/30 600/60 (1)

* Apsauginio sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992–1–1:2004. (1) Reikalingas plotis, didesnis negu 600 mm. Reikalingi stabilumo netekties skaičiavimai.

P2.4 b lentelėje pateikti šie žymenys: Apkrovos lygis n normalios temperatūros sąlygomis (žr.

LST EN 1992-1-1) apskaičiuojamas taip: n = N0Ed,fi /(0,7(Ac fcd + As fyd)). (5.8a)

Pirmosios eilės ekscentricitetas gaisro sąlygomis e yra apskai-čiuojamas taip: e = M0Ed,fi /(N0Ed,fi), (5.8b) e/b yra ≤ 0,25, kai emax = 100 mm.

Kolonos liaunis gaisro sąlygomis λfi yra apskaičiuojamas taip: λfi = l0,fi/i. (5.8c)

147

λfi yra ≤ 30, todėl tinka daugumai įprastų pastatų kolonų, čia l0,fi – efektyvusis kolonos ilgis gaisro sąlygomis; b – stačiakampių kolonų skerspjūvio mažiausiasis matmuo arba apvaliųjų kolonų skersmuo; N0,Ed,fi, M0,Ed,fi – ašinė apkrova ir pirmosios eilės momentas gaisro sąlygomis; ω – armavimo koeficientas normalios temperatūros sąlygomis:

cdcydsfAfA

=ω ; i – mažiausiasis inercijos spindulys.

Lentelėje nurodyta ašinė apkrova ir pirmosios eilės lenkimas (žr. LST EN 1992-1-1) buvo apskaičiuoti taikant lygtis pagal kolo-nos apkrovos lygį normalioje temperatūroje. Taip pat įvertinti ir ant-rosios eilės efektai.

1 pastaba. N0Ed,fi gali būti prilyginama 0,7N0Ed (ηfi = 0,7), nebent ηfi yra skaičiuojamas tiesiogiai).

2 pastaba. Visais atvejais liaunis λfi gaisro sąlygomis gali būti laikomas lygiu liauniui λ normalioje temperatūroje. Ryšiais standintų pastato konstrukcijų, kurių būtinoji standartinio gaisro poveikio trukmė yra ilgesnė kaip 30 min., efektyvusis ilgis l0,fi gali būti laiko-mas lygiu: 0,5l – tarpiniuose aukštuose ir 0,5l ≤ l0,fi ≤ 0,7l – viršuti-niame aukšte (l – tikrasis kolonos ilgis (matuojant tarp centrų)).

148

P2.5 lentelė. Nelaikančiųjų sienų (pertvarų) mažiausias storis, mm

Standartinis atsparumas ugniai Mažiausiasis sienos storis EI 30 60 EI 60 80 EI 90 100 EI 120 120 EI 180 150 EI 240 175

P2.6 lentelė. Laikančiųjų sienų mažiausiasis storis ir atstumas a, mm

Mažiausieji matmenys (mm) Sienos storis/atstumas a

µfi = 0,35 µfi =0,7

Standartinis atsparumas

ugniai Gaisro veikia-mas vienas sienos šonas

Gaisro vei-kiami du

sienos šonai Gaisro veikia-mas vienas sie-

nos šonas Gaisro vei-kiami du

sienos šonai REI 30 REI 60 REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

100/10* 110/10* 120/20* 150/25 180/40 230/55

120/10* 120/10* 140/10* 160/25 200/45 250/55

120/10* 130/10* 140/25 160/35 210/50 270/60

120/10* 140/10* 170/25 220/35 270/55 350/60

*Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992–1–1:2004.

149

P2.7 lentelė. Karpytųjų sijų iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbetonio mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Sienelės storis bw

Standartinis atsparumas ugniai

Galimi a ir bmin deriniai (a yra vidutinis atstumas nuo ašies, o

bmin – sijos plotis) WA klasė WB klasė WC klasė 1 2 3 4 5 6 7 8

R 30

R 60

R 90

R 120

R 180

R 240

bmin= 80 a = 25

bmin= 120

a = 40

bmin= 150 a = 55

bmin= 200

a =65

bmin= 240 a =80

bmin= 280

a =90

120 20

160 35

200 45

240 60

300 70

350 80

160 15*

200 30

300 40

300 55

400 65

500 75

200 15*

300 25

400 35

500 50

600 60

700 70

80

100

110

130

150

170

80

80

100

120

150

170

80

100

100

120

140

160

asd = a + 10 mm (žr. pastabą toliau) Jei sijos iš anksto įtemptos, atstumas nuo ašies turėtų būti didinamas. asd – atstumas nuo sijų su vienu armatūros sluoksniu kampinių strypų (lyno ar vielos) ašies iki sijos šono. Jei bmin yra didesnė už nurodytąją 4 skiltyje, asd didinti nebūtina. * Paprastai pakanka EN 1992-1-1 numatyto apsauginio sluoksnio.

150

P2.8 lentelė. Nekarpytųjų sijų iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbeto-nio mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Standartinis atsparumas

ugniai bmin bw

R 30

R 60

R 90

R 120

R 180

R 240

bmin = 80 a = 25

bmin = 120 a = 40

bmin = 150 a = 55

bmin = 200 a = 65

bmin = 240 a = 80

bmin = 280 a = 90

120 20* 160 35 200 45 240 60 300 70 350 80

160 15* 200 30 250 40 300 55 400 65 500 75

200 10* 300 25 400 35 500 50 600 60 700 70

80

100

110

130

140

170 asd = a + 10 mm (kampinio strypo centro atstumas iki skerspjūvio artimiausio krašto)

*Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal

LST EN 1992–1–1:2004.

P2.9 lentelė. Nekarpytosios dvitėjės gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbe-tonio sijos

Standartinis atsparumas ugniai

Mažiausiasis sijos plotis bmin (mm) ir sienelės storis bw (mm)

1 2

R 120

R 180

R 240

220

380

480

151

P2.10 lentelė. Karpytųjų viena kryptimi ir dviem kryptimis paremtų vienti-sųjų plokščių iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbetonio mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) vidutinis atstumas, a Standartinis

atsparumas ugniai

Plokštės storis, hs (mm)

plokštė, dir-banti viena

linkme plokštė, dirbanti abiem linkmėmis

ly/lx ≤ 1,5

1,5 < ly /l ≤ 2 REI 30 REI 60 REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

60 80 100 120 150 175

10* 20 30 40 55 65

10* 10* 15* 20 30 40

10* 15* 20 25 40 50

lx ir ly – abiem linkmėmis dirbančių plokščių tarpatramių ilgiai; čia ly > lx. *Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992-1-1:2004.

P2.11 lentelė. Vientisųjų bebriaunių plokščių iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbetonio mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Standartinis atsparumas ugniai plokštės storis, hs atstumas, a REI 30 REI 60 REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

150 200 200 200 200 200

10* 15* 25 35 45 50

*Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992-1-1:2004.

152

P2.12 lentelė. Dviem kryptimis paremtų karpytųjų briaunotųjų plokščių iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbetonio mažiausieji matmenys ir atstu-mai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Standartinis atsparumas

ugniai bmin ir atstumas a storis hs ir atstumas a tarpatramyje

REI 30 bmin =≥ 80 a = 15* hs = 80

a = 10* REI 60 bmin = 100

a = 35 120 25

≥ 200 15*

hs = 90 a = 10*

REI 90 bmin = 120 a = 45

160 40

≥ 250 30

hs = 100 a = 15*

REI 120 bmin = 160 a = 60

190 55

≥ 300 40

hs = 120 a = 20

REI 180 bmin = ≥ 220 a = 75

260 70

≥ 410 60

hs = 150 a = 30

REI 240 bmin = 280 a = 90

350 75

≥ 500 70

hs = 175 a = 40

asd = a + 10 Įtemptojo gelžbetonio elementams atstumas a turi būti padidintas pagal poskyrio Bendrieji duomenys nuorodas. asd reiškia atstumą nuo ugnies neapsaugotos briaunos iki strypo centro. * Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992-1-1:2004.

153

P2.13 lentelė. Dviem kryptimis paremtų briaunotųjų plokščių su bent vienu suvaržytu kraštu iš gelžbetonio ir iš anksto įtempto gelžbetonio mažiausieji matmenys ir atstumai nuo ašies

Mažiausieji matmenys (mm) Standartinis atsparumas

ugniai bmin ir atstumas a storis hs ir at-stumas a tar-

patramyje REI 30 bmin = ≥ 80

a = 10* hs = 80 a = 10*

REI 60 bmin = 100 a = 25

120 15*

≥ 200 10*

hs =90 a = 10*

REI 90 bmin = 120 a = 35

160 25

≥ 250 15*

hs = 100 a = 15*

REI 120 bmin = 160 a = 45

190 40

≥ 300 30

hs = 120 a = 20

REI 180 bmin = 310 a = 60

600 50 hs = 150

a = 30 REI 240 bmin = 450

a = 70 700 60 hs = 175

a = 40 asd = a + 10

Įtemptojo gelžbetonio elementams atstumas a turi būti padidintas pagal poskyrio Bendrieji duomenys nuorodas. asd reiškia atstumą nuo ugnies neapsaugotos briaunos iki strypo centro. * Apsauginio betono sluoksnio storis parenkamas pagal LST EN 1992-1-1:2004.

154

P2.14 lentelė. Stiprio sumažėjimas aukštesnėje temperatūroje

fc,θ/fck Betono tempera-tūra θ, °C 1 klasė 2 klasė 3 klasė

20 1,00 1,0 1,0 50 1,00 1,0 1,0 100 0,90 0,75 0,75 200 0,70 250 0,90 300 0,85 0,65 400 0,75 0,75 0,45 500 0,30 600 0,25 800 0,15 0,15 0,15 900 0,08 0,08 1000 0,04 0,04 1100 0,01 0,01 1200 0,00 0,00 0,00

P2.15 lentelė. Sijų ir plokščių laikomosios galios sumažinimas dėl gaisro veikimo

Pavadinimas η Sijos 0,95

Sijos, kurių gniuždomoji zona veikiama gaisro 0,95 Sijos, kurių gniuždomoji zona veikiama gaisro, t ≥ 120 mm 0,95 Sijos, kurių gniuždomoji zona veikiama gaisro, t = 50 mm 0,85

155

3 priedas. Armatūros ir betono charakteristikos P3.1 lentelė. Kai kurių šalių armatūros projektinės charakteristikos

Armatūros stipriai (N/mm2)

Šalis Armatū-ros

klasė Nomina-

lusis diamet-

ras (mm)

k=ft /fyk

charak-teristi-nis fyk

skaičiuo-tinis fyd

Pastaba

S240 5,5÷40 1,08 240 218 Baltaru-

sija S400 6,0÷40 1,05 400 365

S500 3,0÷40 1,05 500 450(410) 410 – vielai

A–0 5,5÷40 1,36 220 190 A–I 5,5÷40 1,33 240 210 suviri-

nama Lenkija A–II 6÷28 1,35 355 310

A–III 6÷32 1,34 410 350 sunkiai suviri-nama

AIII 6÷40 1,10 400 350 suviri-nama

AIIIN 6÷28 6÷40

1,20 1,10

490 500

420 420

suviri-nama ir sunkiai suviri-nama

(plienas RB500)

156

P3.1 lentelės tęsinys A240 6÷40 1,59 235 214 armatūros

patikimumo A300 10÷40 1,66 295 268 koeficientas

priimtas pagal

A400 6÷40 1,51 390 355 EN γs =1,1 Rusija A600 10÷40 1,50 590 536

A800 10÷32 1,31 785 714 A1000 10÷32 1,26 980 890 BSt420S 6÷28 1,19 420 380

Vokietija BSt500S 6÷28 1,10 500 450 BSt500M 6÷28 1,10 500 450

P3.2 lentelė. Armatūra įprastajam gelžbetoniui Plieno klasė ftk (N/mm2)

ftd (N/mm2) fyk (N/mm2)

fyd (N/mm2) εuk (%) S500A 525 455 500 435 2,5(1)

S500B 540 470 500 435 5,0 S600A 630 545 600 520 2,5 S600B 650 565 600 520 5,0

157

P3.3 lentelė. Armatūros savybės

Strypai ir ritiniai, kai armatūros klasės

Tinklai, kai armatūros klasės

Armatūros savybės A B C A B C Reikala-vimai

kvantilio reikšmei, %

1 2 3 4 5 6 7 8 Charakteristinis takumo

stipris fyk arba f0,2k (MPa)

Nuo 400 iki 600 5,0

( )kyt ffk = ≥ 1,05 ≥ 1,08 ≥ 1,15 ≥ 1,05 ≥ 1,08 ≥ 1,15 min 10,0 Charakteristinė defor-

macija, kai jėga didžiau-sioji εuk (%)

≥ 2,5 ≥ 5,0 ≥ 7,5 ≥ 2,5 ≥ 5,0 ≥ 7,5 10,0

Stipris nuovargiui (N = 2⋅106 ciklų), kai

įtempių viršutinė riba ne didesnė kaip 0,6fuk.

150 100 10,0

Tinkamumas lankstyti Nustatoma bandant pagal EN ISO 15630–1

Suvirinimo kerpamasis stipris

– 0,3Afyk Mažiausioji

Sukibi-mas*

Išsikišusių rumbų

(briaunų) rodiklis

fR,min

Nomina-lusis strypo

diametras (mm) 5–6

6,5–12 >12

0,035 0,040 0,056

Mažiausioji 5,0

Leidžiamasis nuokrypis (%) nuo vardinės masės (atskiram strypui ar vielai), kai skersmuo

nominalusis ≤ 8 mm > 8 mm

±6,5 ±4,5

Didžiausioji 5,0

* Sukibimo stipris gali būti apskaičiuojamas pagal tokias formules: τm ≥ 0,098 (80–1,2∅), τr ≥ 0,098 (130–1,9∅),

čia ∅ – nominalusis strypo skersmuo (mm); τm – sukibimo įtempių reikšmė (MPa), kai pasislinkimas 0,01; 0,1 ir 1 mm;

τr – sukibimo įtempiai irimo metu.

158

P3.4 lentelė. Armatūros asortimentas Skersmuo, Skerspjūvio plotas cm2, kai strypų skaičius

mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 0,071 0,14 0,21 0,28 0,35 0,42 0,19 0,57 0,64 4 0,126 0,25 0,38 0,5 0,63 0,76 0,88 1,01 1,13 5 0,196 0,39 0,59 0,79 0,98 1,18 1,37 1,57 1,77 6 0,283 0,57 0,85 1,13 1,42 1,70 1,98 2,26 2,55 7 0,385 0,77 1,15 1,54 1,92 2,31 2,69 3,08 3,46 8 0,503 1,01 1,51 2,01 2,51 3,02 3,52 4,02 4,53 10 0,785 1,57 2,36 3,14 3,93 4,71 5,5 6,28 7,07 12 1,131 2,26 3,39 4,52 5,65 6,79 7,92 9,05 10,18 14 1,539 3,08 4,62 6,16 7,69 9,23 10,77 12,31 13,85 16 2,011 4,02 6,03 8,04 10,05 12,06 14,07 16,08 18,1 18 2,545 5,09 7,63 10,18 12,72 15,27 17,81 20,36 22,36 20 3,142 6,28 9,41 12,56 15,71 18,85 21,99 25,14 28,28 22 3,801 7,6 11,4 15,2 19 22,61 26,61 30,41 34,21 25 4,909 9,82 14,73 19,63 24,54 29,45 34,36 39,27 44,13 28 6,158 12,32 18,47 24,63 30,79 39,95 43,1 49,26 55,42 32 8,042 16,08 24,13 32,17 40,21 48,25 56,3 64,34 72,38 36 10,18 20,36 30,54 40,72 50,9 61,08 71,26 81,44 91,62 40 12,56 25,12 37,68 50,24 62,8 75,36 87,92 100,84 113,04

159

P3.5 lentelė. Aplinkos sąlygų klasifikacija Klasių žymėji-

mas Aplinkos aprašy-

mas Pasitaikančių eksploatavimo aplinkos

klasių informaciniai pavyzdžiai Mažiausioji betono klasė

1 2 3 4 1. Nėra korozijos ar agresijos rizikos

XO Betonui be arma-tūros arba metali-nių įdėtinių deta-lių: visos eksploatavimo aplinkos, išskyrus tas, kuriose yra šaldymo ir šildy-mo, erozijos ir cheminiai povei-kiai Betonui su arma-tūra arba metali-nėmis įdėtinėmis detalėmis: labai sausa

Konstrukcijos viduje patalpų, kuriose labai mažas oro drėgnis

C12/15

2. Karbonizacijos sukeliama korozija XC1 Sausa arba pasto-

viai šlapia Konstrukcijos viduje patalpų, kuriose mažas oro drėgnis arba nuolat yra grunte ar vandenyje

C16/20

XC2 Šlapia, retai sausa Konstrukcijos paviršiai ilgai mirksta vandenyje, daugelis pamatų

C20/25 XC3 Vidutiniškai

drėgna Konstrukcijos viduje patalpų, kuriose mažas oro drėgnis, arba veikiamos atmosferos kritulių (lietaus)

C25/30

XC4 Cikliškai šlapia ir sausa

Konstrukcijos paviršiai mirksta vandenyje, bet nepriklauso XC2 klasei

C30/37

3. Chloridų, bet ne jūros vandens, sukelta korozija XD1 Vidutinio drėg-

numo aplinka Atviras betono paviršius taškomas chloringo vandens purslais

C30/37 XD2 Drėgna, retai

sausa Plaukymo baseinai Konstrukcijos, veikiamos pramoninio chloringo vandens

C35/37

XD3 Cikliškai drėgna ir sausa

Tiltų dalys, kurias aptaško chloringas vanduo, grindiniai, šaligatviai, auto-mobilių aikštelių plokštės

C35/45

160

lentelės tęsinys 4. Jūros vandens chloridų sukeliama korozija

XS1 Veikia purslų druska, bet ne tiesioginis jūros vanduo

Konstrukcijos arti kranto arba ant kranto

C30/37

XS2 Nuolat panardinta Jūrinių konstrukcijų dalys C35/45 XS3 Potvynio, purslų

ir taškymo zonos Jūrinių konstrukcijų dalys C35/45

5. Šaldymo/šildymo poveikis be druskos arba su ja XF1 Vidutinis vandens

įmirkis be ledo tirpinimo medžia-gos

Vertikalūs konstrukcijų betono pavir-šiai, veikiami lietaus ir šalčio

C30/37

XF2 Vidutinis vandens įmirkis su ledo tirpinimo medžia-ga

Konstrukcijų vertikalūs betono pavir-šiai, kuriuos veikia šaltis ir ledą tirpinančios druskos

C25/30

XF3 Aukštas vandens įmirkis be ledo tirpinimo medžia-gos

Horizontalūs betono paviršiai, vei-kiami lietaus ir šalčio

C30/37

XF4 Aukštas vandens įmirkis su ledo tirpinimo medžia-ga

Betono paviršiai, tiesiogiai veikiami druskų ir šalčio Šalčio veikiamos konstrukcijos jūros purslų zonoje Kelių ir tiltų dangos, veikiamos druskų

C30/37

6. Cheminis poveikis Kai betonas atviras cheminiam poveikiui, veikiant gamtiniam gruntui arba gruntiniam

vandeniui, kaip nurodyta 2 priedo lentelėje, eksploatavimo aplinkos sąlygos klasifikuojamos kaip pateikta toliau. Jūros vandens poveikio klasifikacija priklauso nuo geografinės vietos, be to, taikoma betono naudojimo vietoje galiojanti klasifikacija.

PASTABA Gali prireikti specialių aplinkos sąlygų tyrimų, kai: – poveikio rodikliai yra už šios lentelės galiojimo ribų; – veikia kiti agresyvūs reagentai; – reagentais užterštas gruntas arba vanduo; – didelis vandens greitis kartu su šioje lentelėje nurodytais reagentais.

XA1 Silpno cheminio agresyvumo aplinka

C30/37

XA2 Vidutinio chemi-nio agresyvumo aplinka

C30/37

XA3 Didelio cheminio agresyvumo aplinka

C35/45