Zastosowanie skanera optycznego 3D do analizy belek wzmocnionych taśmami FRP

Podobne dokumenty
SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

Wpływ błędów wykonania belek żelbetowych na ich odkształcenia i zarysowanie oraz grubość otuliny

Badanie wpływu plastyczności zbrojenia na zachowanie się dwuprzęsłowej belki żelbetowej. Opracowanie: Centrum Promocji Jakości Stali

Badanie próbek materiału kompozytowego wykonanego z blachy stalowej i powłoki siatkobetonowej

Efektywność wzmocnienia zginanych elementów żelbetowych przy użyciu naprężonych kompozytów CFRP stan wiedzy w dziedzinie badań doświadczalnych

Badania porównawcze belek żelbetowych na ścinanie. Opracowanie: Centrum Promocji Jakości Stali

Wpływ gatunku stali zbrojenia głównego na nośność na zginanie i graniczne odkształcenia kompozytu przy wzmacnianiu taśmami CFRP

Zakład Konstrukcji Żelbetowych SŁAWOMIR GUT. Nr albumu: Kierunek studiów: Budownictwo Studia I stopnia stacjonarne

BADANIA NOSNOŚCI NA ZGINANIE I UGIĘĆ BELEK ZESPOLONYCH TYPU STALOWA BLACHA-BETON

Identyfikacja i lokalizacja procesu powstawania i rozwoju rys w betonie metodą AE

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI WYTRZYMAŁOŚCIOWE TAŚM KOMPOZYTOWYCH Z WŁÓKIEN WĘGLOWYCH

1. Projekt techniczny Podciągu

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

WYNIKI BADAŃ BELEK ŻELBETOWYCH W ASPEKCIE ZMIENNEJ INTENSYWNOŚCI ZBROJENIA POPRZECZNEGO

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

WYTRZYMAŁOŚĆ RÓWNOWAŻNA FIBROBETONU NA ZGINANIE

Zastosowanie wyników ze skanera optycznego 3D do wizualizacji wykładów z konstrukcji żelbetowych

Pręt nr 0 - Płyta żelbetowa jednokierunkowo zbrojona wg PN-EN :2004

Pręt nr 0 - Element żelbetowy wg PN-EN :2004

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. EN :2004

Ć w i c z e n i e K 4

BADANIA DOŚWIADCZALNE ZARYSOWANYCH BELEK ŻELBETOWYCH Z NAKLEJONYMI TAŚMAMI KOMPOZYTOWYMI Z WŁÓKIEN WĘGLOWYCH

EPSTAL stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości. mgr inż. Magdalena Piotrowska Centrum Promocji Jakości Stali

DOŚWIADCZALNE OKREŚLANIE NOŚNOŚCI BELEK STALOWO-BETONOWYCH ZESPOLONYCH ZA POMOCĄ ŁĄCZNIKÓW NIESPAWANYCH

CZYNNE WZMACNIANIE ZGINANYCH BELEK ŻELBETOWYCH SPRĘŻAJĄCYMI TAŚMAMI CFRP

O WPŁYWIE POZIOMU OBCIĄŻENIA I WZMOCNIENIA NAPRĘŻONYMI TAŚMAMI CFRP NA NOŚNOŚĆ I ODKSZTAŁCALNOŚĆ BELEK ŻELBETOWYCH

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

OBLICZENIE ZARYSOWANIA

BADANIA OSIOWEGO ROZCIĄGANIA PRĘTÓW Z WYBRANYCH GATUNKÓW STALI ZBROJENIOWYCH

ZAJĘCIA 3 DOBÓR SCHEMATU STATYCZNEGO PŁYTY STROPU OBLICZENIA STATYCZNE PŁYTY

Określenie rysy na potrzeby analizy wyników badania procesu powstawania i rozwoju rys w belkach żelbetowych z zastosowaniem systemu Aramis

Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych

PRZYSPIESZENIE PROCESU WZMACNIANIA ELEMENTÓW ŻELBETOWYCH TAŚMAMI Z WŁÓKIEN WĘGLOWYCH W METODZIE NSMR

Praktyczne aspekty wymiarowania belek żelbetowych podwójnie zbrojonych w świetle PN-EN

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. PN-B-03264

ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.

Badania zespolonych słupów stalowo-betonowych poddanych długotrwałym obciążeniom

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

700 [kg/m 3 ] * 0,012 [m] = 8,4. Suma (g): 0,138 Ze względu na ciężar wykończenia obciążenie stałe powiększono o 1%:

Ć w i c z e n i e K 3

1. Projekt techniczny żebra

- 1 - OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE - ŻELBET

WPŁYW WŁÓKIEN ARAMIDOWYCH FORTA-FI NA WŁAŚCIWOŚCI MIESZANEK MINERALNO-ASFALTOWYCH

Rys. 29. Schemat obliczeniowy płyty biegowej i spoczników

MODELOWANIE POŁĄCZEŃ TYPU SWORZEŃ OTWÓR ZA POMOCĄ MES BEZ UŻYCIA ANALIZY KONTAKTOWEJ

Zestaw pytań z konstrukcji i mechaniki

POLITECHNIKA OPOLSKA WYDZIAŁ BUDOWNICTWA Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych Laboratorium Materiałów Budowlanych. Raport LMB 326/2012

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

O WPŁYWIE NIEMETALICZNEGO ZBROJENIA GŁÓWNEGO NA MECHANIZM NISZCZENIA I NOŚNOŚĆ ŚCINANIA BETONOWYCH BELEK BEZ ZBROJENIA POPRZECZNEGO

Stropy TERIVA - Projektowanie i wykonywanie

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA

Determination of welded mesh claddings load-bearing capacity. Abstract:

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

SPIS TREŚCI str. 1. WSTĘP BADANIE...3

Sprawdzenie stanów granicznych użytkowalności.

Zarysowanie ścian zbiorników żelbetowych : teoria i projektowanie / Mariusz Zych. Kraków, Spis treści

Informacje ogólne. Rys. 1. Rozkłady odkształceń, które mogą powstać w stanie granicznym nośności

Opracowanie: Emilia Inczewska 1

EPSTAL stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości. Badanie ustroju płytowosłupowego. wystąpienia katastrofy postępującej.

Ćwiczenie nr 2. obliczeniowa wytrzymałość betonu na ściskanie = (3.15)

Dr inż. Wiesław Zamorowski, mgr inż. Grzegorz Gremza, Politechnika Śląska

EKSPERTYZA TECHNICZNA-KONSTRUKCYJNA stanu konstrukcji i elementów budynku

Zestawić siły wewnętrzne kombinacji SGN dla wszystkich kombinacji w tabeli:

PaleZbrojenie 5.0. Instrukcja użytkowania

Pręt nr 4 - Element żelbetowy wg PN-EN :2004

RAPORT Z BADAŃ NR LZM /16/Z00NK

ZAJĘCIA 4 WYMIAROWANIE RYGLA MIĘDZYKONDYGNACYJNEGO I STROPODACHU W SGN I SGU

Badanie ugięcia belki

BADANIA WPŁYWU PODATNOŚCI PODPÓR NA NOŚNOŚĆ SPRĘŻONYCH PŁYT KANAŁOWYCH

DWUTEOWA BELKA STALOWA W POŻARZE - ANALIZA PRZESTRZENNA PROGRAMAMI FDS ORAZ ANSYS

2. Badania doświadczalne w zmiennych warunkach otoczenia

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 16/15. MICHAŁ PIEŃKO, Lublin, PL ALEKSANDER ROBAK, Lublin, PL

Ocena rozkładu wytrzymałości betonu w belkach żelbetowych za pomocą badań sklerometrycznych

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 4

Określenie rysy na potrzeby analizy wyników badania procesu powstawania i rozwoju rys w belkach żelbetowych z zastosowaniem systemu Aramis

Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

OBLICZENIA STATYCZNE konstrukcji wiaty handlowej

Współczynnik określający wspólną odkształcalność betonu i stali pod wpływem obciążeń długotrwałych:

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Stany zarysowania i ugięcia tarcz żelbetowych z otworami z fibrobetonu wysokowartościowego

ŚCIEŻKI RÓWNOWAGI STATYCZNEJ BELEK ŻELBETOWYCH WZMACNIANYCH TAŚMAMI Z WŁÓKIEN WĘGLOWYCH

NAPRAWA KONSTRUKCJI ŻELBETOWYCH PRZYKŁADY NIERACJONALNYCH WZMOCNIEŃ

Przyczynek do oceny stanu zarysowania belek

Wzmocnienia konstrukcje metodą wstępnie naprężonych taśm kompozytowych z włókien węglowych doświadczenia polskie. Construction

Jan Kowalski Sprawozdanie z przedmiotu Wspomaganie Komputerowe w Projektowaniu

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Stany graniczne użytkowalności belek żelbetowych z betonu wysokowartościowego z dodatkiem włókien

OCENA NOŚNOŚCI DORAŹNEJ BELEK STALOWYCH WZMOCNIONYCH NAPRĘŻONYMI TAŚMAMI CFRP

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

Projekt z konstrukcji żelbetowych.

Temat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R 0,05, umownej granicy plastyczności R 0,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

Oddziaływanie membranowe w projektowaniu na warunki pożarowe płyt zespolonych z pełnymi i ażurowymi belkami stalowymi Waloryzacja

EPSTAL stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości. Badanie ustroju płytowosłupowego w sytuacji wystąpienia katastrofy postępującej.

ZASTOSOWANIE ANALIZY NIELINIOWEJ W PROGRAMIE DIANA DO OCENY STANU ZARYSOWANIA BELEK ŻELBETOWYCH O ROZPIĘTOŚCI 15 M

Spis treści. 2. Zasady i algorytmy umieszczone w książce a normy PN-EN i PN-B 5

Badania elementów żelbetowych wzmocnionych laminatami obciążonych wybuchowo. Część II. Wyniki badań belek i słupów żelbetowych

ANALIZA BELKI DREWNIANEJ W POŻARZE

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji

Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2 : zasady ogólne i zasady dotyczące budynków / Michał Knauff. wyd. 2. zm., 1 dodr.

Transkrypt:

GOSZCZYŃSKA Barbara 1 TRĄMPCZYŃSKI Wiesław 2 BACHARZ Magdalena 3 TWORZEWSKA Justyna 4 TWORZEWSKI Paweł 5 Zastosowanie skanera optycznego 3D do analizy belek wzmocnionych taśmami FRP WSTĘP W ostatnich latach kompozyty, dzięki swoim dobrym właściwościom wytrzymałościowym i fizycznym, coraz częściej wypierają tradycyjne materiały stosowane do wzmocnień istniejących konstrukcji. Powstaje wiele nowych sposobów wzmocnień belek żelbetowych, różniących się właściwościami i sposobem wykonywania oraz kształtem profili kompozytowych [2,3]. Problemem w dalszym ciągu pozostaje kwestia efektywności wzmocnienia, np. przy jakiej klasie betonu, stopniu zbrojenia prętami stalowymi, opłacalne i bezpieczne będzie zastosowanie kompozytu. Jakie dodatkowo, oprócz odpowiedniej wytrzymałości betonu na odrywanie, cechy powinien spełniać wzmacniany element, żeby uzyskać pożądane mechanizmy zniszczenia i tym samym uniknąć tych niebezpiecznych? Ogólnie rozróżnia się trzy mechanizmy zniszczenia wzmocnionych elementów żelbetowych. Pierwsza grupa obejmuje belki, w których doszło do odspojenia zbrojenia kompozytowego - ICD (intermediate crack debonding). Drugi mechanizm polega na rozerwaniu wzmocnienia kompozytowego w środkowej części elementu - R (rapture). Trzeci mechanizm jest nietypowy dla elementów zginanych, a zatem jest niebezpieczny. Elementy w tej grupie niszczą się na ścinanie (pomimo pracy na zginanie) lub poprzez zmiażdżenie betonu w strefie ściskanej (niewykorzystane w pełni wzmocnienie) - CC (concrete crushing) lub utratę zakotwienia końców kompozytu (ED - end debonding, CCS - concrete cover separation, A - anchorage failure) [4]. Z tego też względu kryterium uzyskanych mechanizmów niszczenia jest najczęściej podstawą podziału elementów badawczych w analizie efektywności wzmocnienia, stąd analiza tego kryterium jest bardzo istotna. Zastosowanie skanera optyczny 3D typu Aramis, przy realizacji badań elementów wzmocnionych kompozytami, pozwala na prowadzenie szczegółowych analiz mechanizmu zniszczenia. Zarejestrowany proces zniszczenia może być analizowany we wszystkich fazach, od początku tego procesu do jego zakończenia. Skaner optyczny 3D typu Aramis jest urządzeniem pomiarowym wyposażonym w program komputerowy umożliwiający dokonywanie pomiarów odkształceń polowych, w sposób ciągły (bez potrzeby wykonywania przerw na pomiary przykładowo szerokości rys) również w momencie utraty nośności badanego elementu. Taka rejestracja pozwala na weryfikację nietypowego zniszczenia belki oraz przeprowadzanie szerokiego zakresu analiz. 1 ELEMENTY BADAWCZE W pracy przedstawiono wyniki badań 4-ech swobodnie podpartych, jednoprzęsłowych belek żelbetowych o długości całkowitej 3300 mm i przekroju prostokątnym o wymiarach 300 x 120 mm. Dwie belki wzmocniono i oznaczono symbolem W, a dwie pozostały referencyjne oznaczono symbolem N (niewzmocnione). Belki różniły się stopniem zbrojenia stalowego. Konstrukcję zbrojenia pierwszej pary belek (belki N1 i W1) przedstawiono na rysunku 1, a konstrukcja zbrojenia drugiej pary (belki N2 i W2) została pokazana na rysunku 2. W belkach typu 1 zastosowano, jako zbrojenie 1 Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Architektury, 25-314 Kielce, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, tel.: +48 41 34-24-752, b.goszczynska@tu.kielce.pl 2 PŚk, WBiA, adres jak wyżej, tel.: +48 41 34-24-545, wtramp@tu.kielce.pl 3 PŚk, WBiA, adres jak wyżej, tel.: +48 41 34-24-579, mbacharz@tu.kielce.pl 4 PŚk, WBiA, adres jak wyżej, tel.: +48 41 34-24-548, j.tworzewska@tu.kielce.pl 5 PŚk, WBiA, adres jak wyżej, tel. jak wyżej, ptworzewski@tu.kielce.pl 4130

główne, trzy pręty o średnicy Ø12 oraz dwa pręty Ø10. Natomiast zbrojenie belek typu 2 składało się z trzech prętów o średnicy Ø12 i dwóch prętów o średnicy Ø14. Stopień zbrojenia prętami stalowymi ρ s zamieszczono w tabeli 1. Rozstaw i średnica strzemion we wszystkich belkach była jednakowa. Belki z symbolem 1 zostały wykonane z betonu C20/25 natomiast belki typu 2 z betonu C40/50. We wszystkich belkach zastosowano stal RB400W. Rys.1. Schemat zbrojenia belek typu N1 i W1 Rys.2. Schemat zbrojenia belek typu N2 i W2 Rys. 3. Schemat wzmocnienia belek Belki W wzmocniono na zginanie taśmami Sika CarboDur S1014 o szerokości 100 mm i grubości 1,4 mm przyklejanymi od spodu belki, w strefie rozciąganej i na ścinanie matami z włókien węglowych. Otrzymany stopień zbrojenia kompozytowego wyniósł ρ f =0,4%. Taśmy CarboDur charakteryzują się modułem sprężystości o wartości E f =165GPa. Na rysunku 3 i 4 przedstawiono schemat wzmocnienia belek o symbolu W. 4131

Rys.4. Widok zbrojenia taśmą CarboDur Natomiast wzmocnienie na ścinanie zrealizowano poprzez maty SikaWrap umieszczone w okolicach podpór. Wzmocnienie belek żelbetowych wykonane zostało przez firmę SIKA Poland. 2 STANOWISKO BADAWCZE Badanie przeprowadzono w laboratorium Konstrukcji Betonowych i Diagnozowania Obiektów Technicznych w Politechnice Świętokrzyskiej. Belki obciążano, za pomocą dwóch sił skupionych, monotonicznie aż do zniszczenia zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 5. Sterowanie obciążeniem realizowano poprzez przyrost przemieszczenia siłowników. Rys.5. Schemat statyczny belek wraz z zaznaczoną powierzchnią badaną skanerem Podczas prowadzonych badań, na stanowisku badawczym pokazanym na rysunku 6, wykonywano pomiary ugięć za pomocą 5 czujników indukcyjnych oraz pomiary odkształceń powierzchni bocznej belki za pomocą skanera optycznego 3D typu Aramis. Skaner optyczny umożliwia wykonywanie pomiarów deformacji przestrzennych badanych elementów. Jego działanie opiera się na zasadach fotogrametrii dwuobrazowej. Na podstawie zdjęć powierzchni badanego elementu wykonywanych za pomocą kamer cyfrowych oprogramowanie oblicza odkształcenia oraz przemieszczenia jakich doznaje element. Skaner optyczny jest urządzeniem, które coraz częściej wykorzystywane jest do badań elementów żelbetowych [1,5]. Rys.6. Stanowisko badawcze Skaner optyczny będący na wyposażeniu laboratorium KBiDOT w Politechnice Świętokrzyskiej posiada unikalną w skali Polski konfigurację. Dzięki specjalnie przygotowanym statywom umożliwia 4132

on badanie dużych powierzchni. Jednocześnie możliwe jest wykorzystanie dwóch statywów czyli dwóch zestawów kamer, co pozwala na efektywne badanie obszaru o maksymalnych wymiarach 2800x1400mm. W badaniach wykorzystano skaner optyczny wyposażony w statyw z dwoma kamerami zamocowanymi w rozstawie 1200mm, bez możliwości zmiany ich położenia (rysunek 7). Takie ustawienie kamer pozwoliło na wykonanie pomiarów powierzchni o szerokości 1200mm z dokładnością ±0,025mm. Wysokość badanego obszaru ograniczona została do wysokości badanego elementu zgodnie z rysunkiem 5. Oprogramowanie Aramis, dołączone do skanera optycznego 3D, umożliwia tworzenie map odkształceń na badanej powierzchni (rysunek 13), pozwala na wykonywanie pomiarów deformacji przestrzennych oraz śledzenie powstawania i rozwoju zarysowania wraz z pomiarem ich szerokości. Wyniki te uzyskiwane są na podstawie analizy skali szarości i ich zmian, podczas obciążania, na badanej powierzchni. W związku z tym konieczne jest odpowiednie przygotowanie powierzchni badanej poprzez zakropkowanie czarną farbą. Na podstawie szeregu prób stwierdzono, że malowanie próbki na biało nie jest konieczne, ponieważ kontrast beton-farba jest wystarczający. Przygotowaną do badania powierzchnię belki, na stanowisku badawczym, przedstawia rysunek 6. Rys.7. Skaner optyczny 3D z lewej: zestaw kamer, z prawej: jednostka sterująca 3 WYNIKI BADAŃ UZYSKANE Z WYKORZYSTANIEM SKANERA OPTYCZNEGO 3D Na podstawie zarejestrowanych wartości sił, efektywność wzmocnienia η f określono według wzoru (1) na poziomie 78% dla belki W1 oraz 55% dla belki W2. Wyniki te jednocześnie potwierdziły tendencję [2,3] do zmniejszania się efektywności wzmocnienia wraz ze wzrostem stopnia zbrojenia belki. F F u 0 f 100% (1) F0 gdzie: F u siła niszcząca dla belki wzmocnionej F 0 siła niszcząca dla belki referencyjnej - niewzmocnionej W celu sprawdzenia poprawności wyników, zestawiono pomiary ugięć ze skanera optycznego 3D z wynikami otrzymanymi za pomocą czujników indukcyjnych. Porównanie wartości ugięć otrzymanych ze skanera optycznego 3D i czujników indukcyjnych, dla pierwszej pary belek, przedstawiono na wykresie zależności siła ugięcie przedstawionym na rysunku 8. Otrzymano dużą zgodność wyników. Jednocześnie należy podkreślić, że skaner optyczny dzięki bezdotykowym pomiarom umożliwia ich rejestrację aż do zniszczenia elementu, co nie jest możliwe za pomocą czujników indukcyjnych, ze względu na wysokie prawdopodobieństwo ich uszkodzenia. 4133

Rys.8. Porównanie wartości ugięcia otrzymanego ze skanera optycznego 3D i czujników indukcyjnych Rys.9. Ugięcie belek w funkcji siły Wyniki ugięcia belek w połowie rozpiętości, otrzymane ze skanera optycznego 3D, przedstawiono na rysunku 9. Belki wzmocnione charakteryzują się większą sztywnością niż belki niewzmocnione. Uwidacznia się to mniejszą wartością ugięć w belce W2 w porównaniu z ugięciem belki N2. Belka N1 uległa zniszczeniu przy niewielkim ugięciu, co uniemożliwia prawidłowe porównanie z wynikami otrzymanymi dla belki wzmocnionej W1. Rys.10. Ugięcie belek w funkcji obciążenia względnego Wykres przedstawiony na rysunku 10 pokazuje przyrost ugięć w połowie rozpiętości elementów w zależności od względnej, w stosunku do niszczącej, wartości siły. Uzyskane wyniki wskazują na szybszy przyrost ugięć w belkach wzmocnionych W1 i W2 w odniesieniu do względnych wartości obciążenia. 4134

Rys.11. Średnia oraz maksymalna szerokość zarysowania belek w funkcji obciążenia względnego Przyrost szerokości zarysowania dla wszystkich belek, w odniesieniu do względnych wartości obciążenia, jest niemal identyczny. Znaczne różnice pojawiają się tuż przed zniszczeniem belek, kiedy to wartości szerokości zarysowania w belkach niewzmocnionych szybko przyrastają. Maksymalna szerokość zarysowania w chwili osiągnięcia nośności w belkach N1 i N2 jest zdecydowanie większa niż w belkach W1 i W2. Zależności te przedstawia rysunek 11. Rys.12. Porównanie nośności przebadanych belek Obie belki wzmocnione zniszczyły się zgodnie z modelem CC, czyli doszło do zniszczenia betonu w strefie ściskanej. Porównanie nośności przebadanych belek przedstawia rysunek 12. W belce W1 widoczne są rysy ukośne powstałe w części środkowej belki (niszczenie na ścinanie w strefie zginania), nachylone w kierunku zmiażdżonego betonu w strefie ściskanej. Świadczy to o dużym przezbrojeniu elementu wynikającym z zastosowanego wzmocnienia. Obraz zarysowania dla każdej z belek w momencie zniszczenia przedstawia rysunek 13. Otrzymane wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli 1. Tab. 1. Zestawienie wyników pomiarów Siły ρ Beton niszczące η s ρ f Ugięcie Max. rysa Średnia rysa f [%] [%] [mm] [mm] [mm] [kn] N1 C20/25 64,35-1,6-25,68 1,15 0,31 W1 C20/25 114,5 78% 1,6 0,4 39,65 0,72 0,3 N2 C40/50 93,18-2,1-82,97 2,81 1,21 W2 C40/50 144,14 55% 2,1 0,4 42,51 0,7 0,37 4135

Belka N1 Belka W1 Belka N2 Belka W2 Rys.13. Obraz zarysowania powierzchni bocznej belek uzyskany za pomocą skanera optycznego 3D. WNIOSKI Przedstawiona w pracy analiza potwierdza znaczną przydatność zastosowania skanera optycznego 3D do badań elementów żelbetowych wzmocnionych z wykorzystaniem kompozytów FRP. Urządzenie to dzięki wykonywaniu bezdotykowych pomiarów badanej powierzchni i ich komputerowej rejestracji w zdecydowany sposób usprawnia prowadzenie badań w cały procesie obciążania, aż do zniszczenia. Zarejestrowane wyniki dzięki specjalnemu oprogramowaniu umożliwiają pomiar zarysowania, a także pomiar przestrzenny odkształceń badanej powierzchni na każdym poziomie obciążenia już po zakończonym eksperymencie. Możliwość wykonania szerokiej gamy raportów wyników w postaci wykresów, a także w postaci filmów przedstawiających zachowanie elementu aż do zniszczenia, znacznie poszerza zakres możliwych do wykonania analiz, w tym dotyczących mechanizmów niszczenia. Przedstawiona analiza ma charakter poglądowy, mający na celu przedstawienie możliwości zastosowania nowoczesnej aparatury badawczej. Szerszy program badań, z wykorzystaniem skanera optycznego 3D, obejmujący większą liczbę elementów badawczych będzie realizowany pod kątem analizy efektywności wzmocnienia belek żelbetowych taśmami FRP, w celu określenia granicznego stopnia zbrojenia. 4136

Streszczenie W pracy przedstawiono możliwość zastosowania skanera optycznego 3D do analizy wyników badań elementów żelbetowych wzmocnionych taśmami FRP. Ze względu na coraz szersze zastosowanie oraz szybki rozwój metod wzmacniania konstrukcji, problem ten ma bardzo istotne znaczenie praktyczne. W szczególności istotną jest analiza procesu zarysowania, co umożliwia określenie mechanizmów zniszczenia, która ma duże znaczenie w ocenie efektywności wzmocnienia. Skaner 3D z oprogramowaniem ARAMIS pozwala na wykonywanie pomiarów przemieszczeń i odkształceń na badanej powierzchni w sposób bezdotykowy i ciągły (z dokładnością do czasu wykonywania kolejnych zdjęć), również w momencie zniszczenia badanych elementów. Utworzone mapy odkształceń łącznie z wykresami ugięć wraz z analizą rozwoju pęknięć oraz szeroki zakres możliwości analizy uzyskanych wyników, jaki daje skaner optyczny 3D, może w znaczący sposób usprawnić badania w tym zakresie. An application of a 3d optical scanner to reinforced concrete beams strengthened with FRP analysis Abstract The paper presents the possibility of using 3D optical scanner for the analysis of the test results of concrete elements strengthened with FRP. The problem of the constructions strengthening becomes more and more important because of fast development and wide employment of such methods. Particularly, analysis of cracking process is important, that allows to identify the damage mechanisms. Such an analysis plays the significant role in estimation of the reinforcement efficiency. Scanner 3D, with ARAMIS software, allows to perform non-contact and continuous measurement of displacements and deformations (including cracks development) within the tested surface, also in the moment of destruction. Deformation maps, graphs of deflections and analysis of cracks development created with ARAMIS software can significantly improve research in this field. BIBLIOGRAFIA 1. Ajdukiewicz C., Gajewski M., Mossakowski P., Zastosowanie systemu optycznej korelacji obrazu Aramis do identyfikacji rys w elementach betonowych. Logistyka 2010, nr 6, s.27. 2. Chołostiakow Sz., Kotynia R., Nośność i odkształcalność żelbetowych belek wzmocnionych na zginanie przy użyciu kompozytowych profili węglowych o przekroju teowym badania doświadczlane. Budownictwo i Architektura 2014, nr 13(3), s.71-78. 3. Kamińska M. E., Kotynia R., Doświadczalne badania żelbetowych belek wzmocnionych taśmami CFRP. Badania doświadczalne elementów i konstrukcji betonowych, Publikacja pod patronatem sekcji konstrukcji betonowych KILiW PAN, Łódź 2000, zeszyt nr 9. 4. Kotynia R., Staśkiewicz M., Analiza efektywności wzmocnień żelbetowych elementów zginanych za pomocą wstępnie naprężonych kompozytów CFRP. Budownictwo i Architektura 2013, nr 12(1), s.131-138. 5. Goszczyńska B., Trąmpczyński W., Bacharz K., Bacharz M., Tworzewska J., Tworzewski P., Doświadczalna analiza odkształceń przestrzennych belek żelbetowych z zastosowaniem skanera optycznego 3D. Inżynieria i Budownictwo 2014, nr 3, s. 156-159. 4137