beton w konstrukcji co najwy ej do klasy C12/15. Ze wzgl du na niewystarczaj c no no cian oraz uszkodzenia korozyjne niezb dne by o wzmocnienie

Transkrypt

1 KONTRA 2 mi w rurach PCV W wykonanym wykopi za przchylon cian stwirdzono prz amani ciany nad fundamntm, objawiaj c si wyra nym poziomym p kni cim (rys 6 Na odcinku p kni cia zaobsrwowano rdzaw wyciki produktów korozji zbrojnia no ngo ciany (rys 6b Na podstawi bada matria owych i sprawdzaj cych oblicz stwirdzono, przyczyn prz- amana nad fundamntm by a niwystarczaj ca no no ciany na zginani przy obci niu parcim gruntu, co najpirw doprowadzi o do zarysowania, a nast pni wyst pinia korozji no ngo pionowgo zbrojnia na d ugo- ci powsta j rysy W badaniach wyci tych próbk rdzniowych uzyskano rdni wytrzyma o btonu na ciskani równ 2, MPa, co pozwala zakwalifikowa bton w konstrukcji co najwy j do klasy C2/5 Z wzgl du na niwystarczaj c no no cian oraz uszkodznia korozyjn nizb dn by o wzmocnini konstrukcji, któr zaproponowano przz dobtonowani od wwn trz nicki nowych zbrojonych cian i dna z btonu klasy C3/37 5 Podsumowani Przdstawion w artykul przyk a - dy stanów awaryjnych lbto - wych nick basnowych spowodowanych korozj wskazuj, stosowani w tych konstrukcjach btonów wy szych klas jst, z wzgl du na trwa o, w p ni uzasadnion Eksploatowan nadal obikty sprzd 3 4 lat, wykonywan wówczas z btonów klas C2/5 C6/2, s na ogó w z ym stani tchnicznym i wymagaj obcni napraw i wzmocni BIBLIOGRAFIA [] PN-B-3264: 22 Konstrukcj btonow, lbtow i spr on [2] PN-EN 26 Bton Cz : Wymagania, wykonywani, produkcja i zgodno [3] PN-88/B-87 Antykorozyjn zabzpicznia w budownictwi Konstrukcj btonow i lbtow Zasady diagnostyki konstrukcji INFORMACJE O AUTORZE Dr in Zbigniw Paj k, absolwnt i pracownik naukowo-dydaktyczny Politchniki l skij, rzczoznawca budowlany, cz onk Skcji Btonu KILiW PAN, autor licznych publikacji i opracowa dotycz cych stanu zachowania, awarii, napraw i wzmocni lbtowych konstrukcji, -mail: zbigniwpajak@polslpl Adrs do korspondncji: Dr in Zbigniw Paj k, Katdra Konstrukcji Budowlanych, Wydzia Budownictwa, Politchnika l ska, ul Akadmicka 5, 44 Gliwic Wymagania paramtryczn w analizach uwzgl dniaj cych dgradacj matria u cinanych konstrukcji murowych Dr hab in Lidia Fdorowicz, dr hab in Jan Fdorowicz Przdstawion w artykul analizy numryczn dotycz lmntów konstrukcji murowych nara onych na znacz c, istotn w ocni stanów granicznych, pionow przmiszcznia pod o a gruntowgo Stwirdzono, w a ciwa ralizacja warunków brzgowych w badaniach laboratoryjnych (odpowid napr niowa otrzymywana na brzgach lmntu cinango powinna by bliska przwidywango stanu rzczywistgo w konstrukcji umo liwi aby otrzymywani adkwatnych charaktrystyk cinania wyra onych odpowidnimi paramtrami G glob S owa kluczow: analizy numryczn, modl Barclona, cinan lmnty murow Paramtrical rquirmnts for analyss allowing for matrial dgradation of th shard masonry structurs 66 Analyss dpictd in this papr focus on bhaviour of th masonry structur lmnts put in a risk of vrtical displacmnt of subsoil, which is important for limit stat valuation It was found that propr ralization of th boundary conditions during laboratory tsts (strss-rspons on boundaris of th shard lmnt should b sufficintly nar to th ral stat xpctd in th structur would lt us rciv th adquat shar charactristics, with paramtrs G glob Ky words: numrical analyss, Barclona modl, shard masonry lmnts PRZEGL D BUDOWLANY 6/2

2 KONTRA 2 Wprowadzni Klasyczn schmaty obliczniow ustrojów no nych budynków tworzon s zgodni z pwnymi za o niami uznawanymi za dopuszczaln dla przprowadznia wiarygodnj, bzpicznj analizy konstrukcji Wprowadzan za o nia dotycz g ówni gomtrii zadania, wytrzyma o ci matria ów oraz przyjmowanych oddzia ywa, zarówno bzpo rdnich (czyli obci, jak i wynikaj cych z przmiszcz konstrukcji narzuconych wi zami lub dodatkowych, b d cych skutkim np ruchów pod o a gruntowgo Wspó czsn, zaawansowan modl obliczniow pozwalaj c na ograniczni szrgu za o upraszczaj cych prac konstrukcji wymagaj w zamian opisu zachowania matria u w z o onych zazwyczaj stanach napr nia i odkszta cnia Wymagania t stoj jdnak niraz w sprzczno ci z standardm i ustalon procdur bada laboratoryjnych Przdstawion dalj analizy wskazuj na potrzb dzia a miszanych wspomagania laboratoryjni uzyskiwango opisu zachowania matria u konstrukcyjngo przz podgl d pracy tgo matria u w konstrukcji, dokonywany w numrycznym modlu obliczniowym o odpowidnio zaawansowanych zwi zkach konstytutywnych S u y oby to w a ciwmu skorlowaniu charaktrystycznych paramtrów matria owych funkcji cinania (G glob z rzczy- wistym stanm dformacji konstrukcji, wyra anym paramtrami odkszta cnia postaciowgo ( cr, rys 2 Przprowadzon analizy dotyczy y lmntów konstrukcji murowych nara onych na istotn w ocni stanów granicznych pionow przmiszcznia pod o a gruntowgo W zagadniniach dotycz cych zachowania konstrukcji murowj podlgaj cj nirównomirnym przmiszczniom pionowym pod o a górniczgo, wa n rol w ocni stanów granicznych u ytkowalno ci [] odgrywa modu cinania G, którgo wyznaczni mo przbiga zgodni z propozycjami przdstawionymi w [2, 3] Zastosowany w pracy modl konstytutywny Barclona, spr ysto- -plastyczny z dgradacj matria u [4, 5], zosta poddany wryfikacji (min [6] i kalibracji w odnisiniu do zagadni kontaktowych budowla dformuj c si pod o- górnicz [7, 8] 2 W a ciwo ci wytrzyma o- ciow i odkszta cniow muru w analizach numrycznych W analizach konstrukcji murowych obowi zuj gnralni zasady mchaniki budowli [3] Rzultaty oblicz statycznych maj zatm odnisini do rlacji wynikaj cych z zwi zków konstytutywnych spr ysto ci Charaktrystyczn w konstrukcjach murowych jst to, mo na uzyska zbli on wytrzyma o stosuj c s ab zapraw i jdnostki murow o du j wytrzy- ma o ci, lub rdni wytrzyma o ci zarówno dla zaprawy, jak i jdnostk murowych Dla obu przypadków modu y spr ysto ci mog si jdnak znaczni ró ni Dopiro analiza w modlu obliczniowym stosuj cym opis konstytutywny zachowania matria u wychodz cy poza zakrs pracy spr ystj pozwala na skorlowani sztywno- ci pocz tkowj malj cj wraz z dgradacj obci ango matria u z zal no ciami napr ni odkszta cni Rysunk daj skondnsowany opis zastosowango dwumchanizmowgo modlu -p-d [4, 5], przdstawiaj c koljno: rys a przyj t do analiz charaktrystyki ciskania i rozci gania (z zaznaczonymi granicami spr ysto ci oraz warto ciami wytrzyma o ci matria u w stanach jdnoosiowgo ciskania i rozci gani, rys b funkcj dgradacji dc i dt (odpowiadaj c zniszczniu przy ciskaniu i rozci ganiu okr lan wzgl dm nispr ystj cz ci odkszta c, oraz rys c charaktrystyczn powirzchni modlu (plastyczno ci i zniszczni w uk adzi napr g ównych dla p askigo stanu napr nia Przdstawiona w [9] propozycja ocny modu u Kirchoffa wywodzi si z laboratoryjnj ocny charaktrystyk /L zachowania muru cinango (prostopadl do spoin wspornych, przz ralizacj ró nicy przmiszcz pionowych brzgów badango lmntu o rozpi to ci L [2] Zgodni z [7, ] badania cinania muru mog by przdmiotm zadowalaj cych symulacji t =,45 t t =,65 f E c =62 MPa o =62MPa (2 E o f t =4 MPa =,7 c =, (,5 c b d c /d t Zniszczni przy rozci ganiu Zniszczni przy ciskaniu 2 inl E o (2 =88MPa c c f t f tt f t c 2 pocz tkowa powirzchnia plastyczno ci powirzchnia zniszcznia Rys a, b Prawo wzmocninia i dgradacji, c charaktrystyczn powirzchni modlu -p-d Fig a, b Modl -p-d, low of strain hardning and dgradation, c yild surfac and surfac of failur PRZEGL D BUDOWLANY 6/2 67

3 KONTRA 2 numrycznych w modlu -p-d Wprowadzon w przdstawianych analizach uproszczni, rys 2, dotycz c bzpo rdnij ralizacji cinania przz przyrostow wymuszani przmiszcz za o onych wi zów podporowych, pozwala atwo ldzi wp yw sztywno ci brzgów lub sztywno ci otocznia cinango obszaru na powstawani zarysowa (dgradacji w strfach brzgowych oraz wynikaj c st d zmiany w charaktrystykach /L Zarysowania w strfach brzgowo-podporowych, nimo- liw do unikni cia zarówno w ralizacjach laboratoryjnych, jak i numrycznych [2, 7], maj znacz cy wp yw na rozk ad napr - { h, } b d cych odpowidzi otocznia na ralizowany przyrostowo procs cinania (rys 2b Istotn jst to, napr nia t ni odpowiadaj stanom w rzczywistych konstrukcjach cianowych poddanych dformacjom postaciowym, jst to zatm problm wymagaj cy szrszgo potraktowania atwo mo na zauwa y, otrzymywany laboratoryjni lub [MPa],(2,(3,(4 b t 48 ( 4 32 A 24 G glob L= 6 (,(2 G (I glob G o = / L c,(6,(7 (II - d pak = 57m w symulacji numrycznj pocz tkowy modu G (okr lany z cz ci spr ystj charaktrystyk cinani zal y wyra ni od warunków brzgowych lmntu poddango badaniu Poni j rozró niono dwa przypadki okr lania funkcji cinania /L (lub, gdzi jst rdnim napr nim cinaj cym okr lanym na brzgach badango lmntu jako =T rd /H t, = /L rprzntuj natomiast odkszta cni postaciow cinango lmntu murowgo Przypadk I zawira dwa sposoby otrzymywania funkcji /L w symulacji numrycznj, jako wynik: cinania skr powango tst, przprowadzony w modlu -p-d zgodni z [2, 9], oraz tzw czystgo cinania tst A, w modlu -p-d rysunk 2a Przypadk II jst prób ocny wp ywu otocznia badango obszaru na posta funkcji /L tst 5 rysunk 2a, d Charaktrystyczn punkty symulowanych funkcji /L to punkty krytycznych warto ci odkszta cnia i napr nia ( cr, cr H= H=m E x =3 MPa, E y = E o (,A,5 = 62 MPa, E o (2 =88 MPa, L=m A cr=46m d, A (2, A (2, A cr (2,,5 C (2,,5 P (2,,5 towarzysz cgo powstawaniu zarysowa (dgradacji matria u w zaznaczonym obszarz rodkowym cinango lmntu, oraz punkty pikowj warto ci wytrzyma o ci matria u na cinani ( pak, pak Okr lanj w taki sposób wytrzyma o ci krytycznj lub pikowj mo na przypisa nazw wytrzyma o ci globalnj badango obszaru; przyk adowo punkty C (i, P (i na rysunku 2d Ni musi to by jdnak najwi ksza warto napr - nia cinaj cgo towarzysz cgo ca mu procsowi dformacji analizowango obszaru (rys 2d Dla warto ci globalnj cr (przyk adowo rysunk 2b otrzymujmy w wwn trznym podobszarz (A lokaln warto pikow napr nia A, tu przd spadkim zwi zanym z post puj c, mijscow dgradacj Zgodno warto ci napr cinaj cych okr lanych na brzgach obszaru oraz w jgo wn trzu mo mi mijsc jdyni w przypadku bliskim czystgo cinania Na rysunku 2c przdstawiono przyk adowo obraz dgradacji matria u towarzysz cy [MPa] h - ( cr -25 [MPa] h [MPa] ( ( cr 8 [MPa] 68 Rys 2 a, b, c Numryczna ralizacja skr powango i czystgo cinania, b, d badani funkcji - /L Fig 2 a, b, c Numrical ralizd constraind and pur sharing, b, d - /L invstigation PRZEGL D BUDOWLANY 6/2

4 KONTRA 2 Clm przdstawionych analiz by o zwrócni uwagi na istotny zdawytrzyma o ci pikowj cinango lmntu murowgo o charaktrystyc z rysunku 2a Podsumujmy Ocniaj c stan napr nia i odkszta cnia w lmnci poddawanym skr powanmu cinaniu (rys 2b i 2c powimy, gdy w podobszarz A(, 2 pojawia si stan zarysowania (i dgradacji matria u, sp nion zostaj równani pocz tkowj powirzchni plastyczno ci z rysunku c; zatm F p =f(, 2 = Równocz ni jdnak mo my zapisa F p = f( cr Osi gni ci warto ci ( cr w analizi globalnj obszaru dango matria u oznacza, w badanym obszarz istnij pwin podobszar (A, w którym zachodzi dgradacja matria u i w podobszarz tym nast puj spadk sztywno ci matria u; E d <E o Analogiczni nast puj spadk warto ci modu u cinania G Zgodni z oznaczniami wprowadzonymi na rysunku 2 opiszmy zjawisko spadku warto ci modu u G (G G d jak poni j W ocni globalnj zwi zanj z charaktrystyk /L j li w badanym obszarz (lub lmnci konstrukcji dochodzi do dgradacji matria u, to dla obszaru tgo zapiszmy G d <G glob, 2 W ocni lokalnj obni ni warto ci modu u odnision do podobszaru (A wyrazi si G d (A G o J li zatm G glob d y do modu- u G o (G glob G o, czyli warto G z rysunku 3 jst odpowidnio ma a, to w pwnym podobszarz (A badango wi kszgo obszaru konstrukcji zachodzi ( cr (globaln Poszrzon analiz powy szgo problmu przdstawia rysunk 3, gdzi pokazano wra liwo modu- u G oraz funkcji /L globalnj ocny zachowania lmntu murowgo poddango skr powanmu cinaniu na: zmian sztywno ci (E o badango lmntu tsty, 2, napr nia pionow tsty 3, 4, odpowidnio dla E o =62 GPa i E o =88 GPa; przy v = kpa, sztywno otocznia badango fragmntu konstrukcji tsty 5, 6 dla E o =6,2 GPa i odpowidnio v = i v = kpa, tst 7 dla E o =88 GPa i v = kpa; T o powy szych bada tworz tsty czystgo cinania: tsty A, 2A, odpowidnio dla E o =62 GPa i E o =88 GPa Ró nic w ocni warto ci modu- ów G=G o -G glob wynikaj w sposób oczywisty z ralizacji warunków brzgowych i zmiany sztywno ci w asnj lmntu, al tak, w sposób znacz cy, z uwzgl dninia sztywno ci otocznia badango lmntu W badaniach numrycznych ni rjstruj si natomiast, w odró niniu od tstów laboratoryjnych, zmian wyznaczango modu u G glob przy zmianach w warto ciach przyk adango napr nia pionowgo v 3 Wnioski nim autorów problm Mianowici, post powani zgodn z propozycj [9] ni jst podj cim uniwrsalnym, pozwalaj cym na okr lni modu u Kirchoffa oraz charaktrystyk wytrzyma o ciowo-odkszta cniowych konstrukcji murowj poddanj dformacjom postaciowym towarzysz cym cinaniu dla wszystkich ralnych stanów, w których mog wyst pi ró nic pionowych przmiszcz pod o a, znacz c dla wyt nia konstrukcji Stanom pracy konstrukcji zginanj na pod- o u górniczym oraz konstrukcji poddanj przmiszczniom pod- o a wywo anym zmian sztywno- ci gruntu towarzysz ró ni c si mi dzy sob stany napr nia i co istotn ró n od stanu napr - nia w badaniu skr powango cinania Powy sz ró nic oraz wra liwo funkcji /L ( na sztywno otocznia analizowango obszaru konstrukcji mo t umaczy, w pwnym przybli niu oczywi ci, przwidywania mo liwgo zarysowania w dformuj cj si konstrukcji ni zawsz pokrywaj si z stanm rzczywistym, pomimo przkrocznia lokalni warunku dopuszczalnych dformacji postaciowych crlok dop Okr lni zatm sposobu ralizacji adkwatnych warunków brzgowych w badaniach laboratoryjnych, tak aby odpowid napr niowa na wszystkich brzgach lmntu poddango cinaniu zbli a a si do przwidywango stanu rzczywistgo, pozwoli oby na otrzymywani charaktrystyk - /L (o sku [kpa] (4 (2A (A (7 ( b (6 (2 8 G(A- G(-5 G(2A-2 G [GPa] 35 (2A Eo 3 Go = = 352 MPa 2 ( + 25 (A Eo (3 G 2 o = = 248 MPa (2 2 ( + 5 (4 (6 5 ( Rys 3 Numryczna ralizacja cinania lmntów murowych, b procs dgradacji modu- ów G Fig 3 Numrical ralizd masonry sharing, b G-moduli dgradation procss PRZEGL D BUDOWLANY 6/2 69

5 KONTRA 2 tcznij okr lonych paramtrach G glob, pozwalaj cych na in ynirsk ocn stanów granicznych konstrukcji bli szych stanom rzczywistym BIBLIOGRAFIA [] Kwiatk J, Obikty budowlan na trnach górniczych Wydawnictwo G ówngo Instytutu Górnictwa, Katowic 27 [2] Kubica J, Nizbrojon ciany murow poddan odkszta cniom postaciowym wywo anym nirównomirnymi pionowymi przmiszczniami pod o a Zszyty Politchniki l skij, sria Budownictwo, z 96, Gliwic 23 [3] Lwicki B, Jarmontowicz R, Kubica J, Podstawy projktowania nizbrojonych konstrukcji murowych Wydawnictwo Instytutu Tchniki Budowlanj, Warszawa 2 [4] L J, Fnvs G L, Plastic-Damag Modl for Cyclic Loading of Concrt Structurs Journal of Enginring Mchanics, vol 24, No 8, 998, p [5] Lublinr J, Olivr J, Ollr S, Oñat E, A Plastic-Damag Modl for Concrt Int Journal of Soilds and Structurs, vol 25, 989, p [6] Wawrzynk A, Ci cio A, Fdorowicz J, Numrical Vrification of th Barclona Modl Adaptd for Brick Walls Procdings of th 7th Intrnational Masonry Confrnc, 3/3 Octobr Novmbr, London 26, p 84 [7] Fdorowicz J, Zagadnini kontaktow budowla pod o gruntow Cz II Krytria tworznia i ocny modli obliczniowych uk adów konstrukcja budowlana pod o górnicz Zszyty Naukow Politchniki l skij, sria Budownictwo, nr 85, z 4, Gliwic 28 [8] Fdorowicz L, Fdorowicz J, Evaluation of th distortion rsistanc for th wall structur by taking advantag of dgradation modl Procdings of th 7th Intrnational Confrnc on Nw Trnds in Statics and Dynamics of Buildings Bratislava, Slovakia, Octobr , 922, (full txt on CD-ROM [9] PN-B-32:999 Konstrukcj murow nizbrojon Projktowani i obliczani [] Bartoszk M, Fdorowicz J, Numryczna analiza pracy cian murowych z zastosowanim modlu spr ystoplastyczngo z dgradacj Modlowani In ynirski, tom 6, nr 37, 29, s INFORMACJE O AUTORACH Dr hab in, prof nzw Pol l Lidia Fdorowicz, Politchnika l ska, Katdra Budownictwa Ogólngo i Fizyki Budowli Politchniki l skij, mchanika konstrukcji, zagadninia kontaktow konstrukcja pod o gruntow, lidiafdorowicz@polslpl Dr hab in Jan Fdorowicz, Politchnika l ska, Katdra Torii Konstrukcji Budowlanych, mchanika konstrukcji Politchniki l skij, zagadninia kontaktow konstrukcja pod o gruntow, janfdorowicz@polslpl Wp yw ska nia siarczanami na trwa o wyk adziny cramicznj w kominach nrgtycznych Dr in Trsa Stryszwska, mgr in Stanis aw Ka ka Clm pracy by o opracowani mtody analizy sygna u impact-cho w clu ocny przyczpno ci warstwy naprawczj do pod o a btonowgo Przprowadzono badania na dwóch grupach uk adów naprawczych o ró nj jako ci zspolnia mirzonj przyczpno ci przz odrywani pull-off Zró nicowan przyczpno uzyskano dzi ki zastosowaniu ró nych mtod obróbki powirzchniowj pod o y btonowych Przygotowan pod o a zosta y scharaktryzowan pod wzgl dm chropowato ci, mikrozarysowania i przypowirzchniowj wytrzyma o ci na rozci gani Analiza rgrsji wilorakij mi dzy przyczpno ci a paramtrami otrzymanymi z analizy falkowj sygna u impact-cho pozwoli a na zaproponowani procdury do szacowania przyczpno ci S owa kluczow: naprawa, adhzja, przyczpno, pull-off, impact-cho, analiza falkowa Bond stimation rpair systms in using impact-cho mthod 7 Th aim of this work was to dvlop th mtod f impact-cho signal analysis for bond stimation btwn concrt substrat and rpair layr Two groups of rpair systms of diffrnt bond quality wr tstd by pull-off bond strngth masurmnt Disprsion in bond strngth was obtaind du to us of diffrnt surfac prparation mthod for concrt substrats Th substrats wr charactrizd by surfac roughnss, microcracking and surfac tnsil strngth masurmnts Multiply rgrssion analysis btwn bond strngth and paramtrs calculatd from wavlt analysis of th impact-cho signal allowd for proposing a procdur for bond strngth stimation Ky words: rpair, adhsion, bond strngth, pull-off, impact-cho, wavlt analysis PRZEGL D BUDOWLANY 6/2