Współczynnik sprężystości

Współczynnik sprężystości mówi o stosunku naprężeń do wydłużeń (uprawnienia architektoniczne 2021). Dotyczy to obszaru sprężystych odkształceń.

Jakby przedstawić to na wykresie naprężeń i wydłużeń, to styczna do wykresu odkształceń jest linią współczynnika sprężystości. Z kolei kąt, który znajduje się pomiędzy tą linią i osią odciętych jest wartością E. Dodatkowe naprężenia mogą się pojawić na skutek:

– działania obciążeń dynamicznych,

– zmiennych w drutach sprężających.

Wynoszą one najczęściej od 3 do 15 kg/mm2. Moduł sprężystości dla zmiennych obciążeń określa się z wykresu naprężeń i wydłużeń.

Wydłużenie przy zerwaniu należy oznaczyć dla próbek o długości pięcio-, dziesięcio- i dwudziestokrotnej średnicy próbki. Wydłużenie przy zerwaniu wyznacza się jako:

– proporcjonalne wydłużenie całej próbki,

– wydłużenie w miejscu zerwania próbki.

W przypadku próbek okrągłych o średnicy 3 mm, wydłużenie przy zerwaniu mierzy się na pręcie. Wydłużenie powinno wynosić co najmniej 4%.

Określenie przewężenia przy zerwaniu

Przewężenie przy zerwaniu jest stosunkiem powierzchni przekroju A po rozerwaniu do pierwotnego przekroju A0. Wynosi on c=-100%. Przewężenie wyznaczane jest jako zmiana przekroju na całym pręcie, a także przewężenie w miejscu zerwania. Liczbę przegięć można określić poprzez wyznaczenie na trzpieniu o średnicy pięciokrotnie większej od średnicy drutu. Liczba przegięć to maksymalna liczba przegięć w obie strony o 90° (pytania na egzamin ustny do uprawnień). Liczba przegięć jest wskaźnikiem ciągliwości i podatliwości stali.

Druty i pręty, które mają średnicę większą niż 8 mm poddaje się zrywaniu. Następuje to po jednorazowym przegięciu w jedną lub drugą stronę. Wytrzymałość na zerwanie powinna być tylko 5% niższa od normalnej próby na rozciąganie.

Określenie przegięcia próbek naciętych można określić dzięki wrażliwości stali na nacięcia. Na danej próbce należy wykonać nacięcie o głębokości 0,1 mm i kącie rozwarcia 60^o.

Próba nawijania i skręcania

Dzięki próbie nawijania:

– można stwierdzić ciągliwość i jednorodność stali,

– ujawnia się usterki powierzchniowe, rysy i wady, które powstały na skutek walcowania przeciągania drutu.

Próbkę nawija się kilkakrotnie dokoła trzpienia o średnicy 2,5 razy większej od średnicy drutu. W przypadku grubszych drutów próbę nawijania wykonuje się na trzpieniu, którego średnia jest 5 razy większa od średnicy drutu. Próba nie powinna wykazać żadnych uszkodzeń powierzchniowych.

Próba skręcania to oznaczenie liczby skrętów, jaką drut jest w stanie wytrzymać do momentu zniszczenia. Maszna skręcająca automatycznie kreśli wykres odkształceń. To z niego udaje się obliczyć pracę odkształcenia. Jest to proces podobny jak w przypadku próby na rozciąganie. Liczbę skrętów dla poszczególnych średnic drutów wyznacza się dla długości pomiarowej 200 mm. Dzięki próbie skręcenia udaje się uzyskać obraz, który mówi o jednorodności materiału (materiały do egzaminu na uprawnienia architektoniczne).

Relaksacja

Błędy lokalne, które występują w materiale doprowadzają do koncentracji odkształceń w tych miejscach, a także przedwczesne zniszczenie próbki.

Relaksacja to określenie spadku naprężeń pod działaniem stałego obciążenia. Pojawia się ona na skutek pełzania stali. Czynnikiem prowadzącym do tego jest sytuacja, kiedy długość elementu sprężonego nie może ulec zmianie. Relaksację można określić doświadczalnie. Spowodowane to jest tym, że nie można jej obliczyć z wydłużenia przy pełzaniu.

Przyczepność

Przyczepnością nazywa się granicę naprężeń, po przekroczeniu której dochodzi do poślizgu strun. Wyraża się ona ilorazem siły po zwolnieniu drutu do obetonowanej powierzchni stali.

Przyczepność stali do betonu jest istotna w szczególności w strunobetonach (informacje na temat egzamin na uprawnienia architektoniczne). To w nich druty przenoszą naprężenia stali na beton, na określonych długościach elementów. Najmniejsza długość przeniesienia siły przyczepności zależy od:

– kształtu powierzchni stali strunowej,

– gatunku betonu,

– wieku betonu,

– wysokości sprężania.

Naprężenia sprężające nie powinny przekroczyć granicznych naprężeń przyczepności betonu. Badania dynamiczne polegają na wyznaczeniu dopuszczalnych naprężeń R.