Logowanie do System sprawozdań KDM

Wpływ geometrii wrębów prefabrykatu na nośność elementów zespolonych

Kierownik projektu: Grzegorz Sadowski

Politechnika Warszawska, filia w Płocku

Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii

Płock

Streszczenie projektu

Projekt badawczy składa się z dwóch części: I. Badanie zachowania się rzeczywistych belek zespolonych (belki żelbetowe) przy pomocy czujników zegarowych oraz przy pomocy metody cyfrowej korelacji obrazu (DIC). II. Stworzenie wirtualnego modelu oraz wyznaczenie sił wewnętrznych za pomocą programu Abaqus.

Badanie ma na celu poznanie charakteru oraz potencjalnie szybkości postępu zniszczenia w płaszczyźnie zespolenia pomiędzy betonami wykonanymi w różnych terminach o różnej geometrii wrębów powierzchni prefabrykatu. Proces utraty nośności styku zespalającego w konstrukcjach zespolonych wykonanych z betonu jest bardzo złożony. Wielu badaczy zauważyło, że wytyczne dotyczące obliczania ścinania w styku między betonami ułożonymi w różnych terminach zawarte w normie PN-EN 1992-1-1 (EC2) niosą ze sobą pewne rozbieżności. Pre-norma Konstrukcji Betonowych (fib Model Code 2010) wprowadza poprawki w obliczaniu nośności styku pomiędzy betonami wykonywanymi w różnych terminach. Zarówno norma EC2 jak i Pre-norma zawiera ogólne wytyczne geometrii wrębów prefabrykatu. Brak jest wyjaśnienia, jak geometria wrębów prefabrykatu wpływa na pracę i nośność styku zespolonego.

W celu dokładnego zbadania mechanizmu niszczenia pomiędzy warstwami zostanie wykorzystane stanowisko badawcze wyposażone w zestaw 3 aparatów cyfrowych z oświetleniem. Planowane badanie będzie polegało na wykonaniu serii zdjęć fragmentu badanego elementu, a następnie przy pomocy specjalistycznego oprogramowania komputerowego, metodą cyfrowej korelacji obrazu, wyznaczone zostaną zarysowania elementów zespolonych. Cyfrowa korelacja obrazu (DIC) to optyczna, bezdotykowa, metoda pomiaru współrzędnych do analizy odkształceń i przemieszczeń.

Wyniki z metody obrazowej zostaną porównane z wirtualnym modelem belki zespolonej wykonanym w programie Abaqus (wykorzystujący metodę elementów skończonych). Po kalibracji modelu zostaną wyznaczone siły wewnętrzne występujące w styku zespalającym dla różnych wielkości wrębów prefabrykatu. Na tej podstawie zostaną sformułowane wnioski dotyczące wpływu geometrii wrębów na nośność elementów zespolonych.

Z zagadnieniem badania betonowych elementów zespolonych betonowanych w różnych terminach można spotkać się w literaturze i publikacjach Pani dr hab. inż. A. Halickiej prof. PL. Problematykę związaną z przyczepnością beton-beton (beton-stal) oraz konstrukcjami zespolonymi w szerokim zakresie tematu odnajdziemy w publikacjach Pni dr hab. inż. E. Szmigery prof. PW.

Tematyka badania styku w belkach żelbetowych betonowych w różnych terminach podjęta była w trakcie wykonywania grantu "Badania i analiza efektywności połączeń w płaszczyźnie styku w elementach betonowych dwuetapowo" (504/02439/7191/42.000100, kier. grantu G.Sadowski) oraz "Badanie charakteru pracy zespolenia dla elementów betonowych w różnych terminach metodą cyfrowej korelacji obrazu" (PSP 504/03657/7191/42.000100, kier. grantu G.Sadowski). Pierwsze próby stworzenia modelu cyfrowego badanych elementów przy pomocy oprogramowania Abaqus zostały już wykonane. Ze względu na ograniczoną moc obliczeniową komputera liczba elementów skończonych wirtualnego modelu została zredukowana do niezbędnego minimum pozwalającego na ocenę pracy modelu.