Badania przeprowadzone przez Suwalskiego zostały przeprowadzone na sześciu różnych typach złącz. Elementy próbne były betonowane w formach stalowych znajdujących się na stołach wibracyjnych. Przygotowywane były w sposób powszechnie stosowany, z betonu żwirowego o marce 250, przygotowywanego w przeciwbieżnej betoniarce 500. [uprawnienia budowlane testy]
Badania złączy
Przyjęte założenia
Aby uzyskać porównywalne wyniki odnoszące się do wytrzymałości poszczególnych złącz przyjęto dla wszystkich słupów jednakowy przekrój. Wynosił on 20x20cm, a jego wysokość wynosiła 160cm. Wartość uzbrojenia poprzecznego była równa 4,5mm co 15 cm, zagęszczone przy połączeniu do 5cm. Końce slupów zostały zabezpieczone przed rozwarstwieniem przez założenie kołnierzy stalowych z płaskownika 40X40X5 mm i połączenie ich spoinami z wkładkami. [uprawnienia budowlane konstrukcyjno-budowlane]
Przebieg
Słupy zostają obciążone za pomocą prasy o dwóch zakresach 120/160 T. Ze względu na konieczność utrzymania stałego ciśnienia oleju przy większych siłach, słupy ściskano początkowo do 76 T, a następnie aż do zniszczenia. Najpierw, dla pierwszego okresu siła wzrasta 4 T/min, a w drugim 16 T/min. Aby równomiernie przekazywać siłę zakładano na końcach słupa płyty pilśniowe twarde o grubości 4mm. Podczas ściskania słupa mierzone zostały odkształcenia podłużne z czterech stron.
Zniszczenie słupów
Proces niszczenia badanych słupów występował zazwyczaj w postaci dwóch etapów. Pierwszy z nich rozpoczynał się od zarysowania i odpadania narożników następnie krawędzi, bocznej otuliny przy złączu oraz przy kołnierzach na końcach słupa. Jeśli mamy do czynienia z nierównymi odkształceniami poszczególnych boków to obciążenie słupa nigdy nie było ściśle osiowe. Dla dużych mimośrodów najpierw rysują się narożniki, które następnie odpadają one wraz z krawędziami o większym naprężeniu ściskającym. Natomiast od strony rozciąganej pokazują się niekiedy w betonie rysy poziome. Odpadnięcie naroży słupa praca nadal postępowała. Niekiedy siła mogła nawet po tym wzrosnąć nawet dwukrotnie. Dopiero po takim wydarzeniu następuje całkowite zniszczenie przekroju słupa. Zaczyna się ono od wyboczenia prętów zbrojeniowych w pobliżu złącza. Miejscem wyboczenia tych prętów jest z reguły rozsunięcie strzemion nieco szerzej. Ciekawe jest, że badania wykazały, że złącza są mocniejsze od przekroju słupa poza połączeniem.[egzamin na uprawnienia budowlane]
Rozkład naprężeń
Jeśli chodzi o rozkład naprężeń przy złączach kołpakowych z charakterystycznym zwężeniem przekroju słupa w złączu przeprowadzono badania. Były one elastooptyczne dla odpowiednich modeli, które były wykonane z poliestrów nienasyconych o module sprężystości E=25000 kG/cm2.[akty uprawnienia budowlane] Modele mają takie wymiary, aby przekroje miały podobny stosunek, tak jak przekroje z betonu i zbrojenia w badanych słupach. Uzbrojenie wykonane zostaje z drutu aluminiowego o średnicy 1,5mm lub miedzianego 0,2mm. Modele następnie zostają uzbrojone.
Izochromy, izokliny i linie naprężeń
Obraz izochrom, izoklin i linii naprężenia wskazuje na miejscową koncentrację naprężeń. Są one umiejscowione w ostrych załamaniach wykonanego w słupie przewężenia. W tym miejscu następuje zagęszczenie linii izochrom. Wskazuje to na duży gradient naprężeń stycznych. Jest to spowodowane znaczną różnicą naprężeń głównych.
Wnioski z badań Suwalskiego
Na podstawie przeprowadzonych badań wysnute zostały dwa główne wnioski. Pierwszy mówi o tym, że największe odkształcenie oraz pierwsze uszkodzenia występują w otulinie przy załamaniach wcięcia złącza. Drugim jest zauważenie, że działanie obramowań jest korzystne. Powoduje ono dwukierunkowy stan napięcia w betonie znajdującym się w obrębie kołpaka.[segregator uprawnienia budowlane]
Wyniki
Z przeprowadzonych badań egzamin zdały połączenia stalowe, żelbetowe i te z przekładką z płyty pilśniowej. Zdecydowanie gorzej wypadły połączenia z odsłoniętymi zbrojeniami przy złączu. Najgorsze wyniki dały złącza rurowe. Zdecydowanie najpewniejsze do stosowania są złącza spawane. Jeśli chodzi o te wykonane z żelbetu, zwłaszcza te z wypustkami zbrojenia, ulegają zarysowaniu wcześniej niż następuje zniszczenie słupa poza połączeniem. W stosunku jednak do złączy stalowych wykazuję mniejsze zużycie stali i wymagają mniej spawania. [uprawnienia budowlane]
