Deflection estimates of reinforced concrete beams by different methods/Gelžbetoninių sijų įlinkiių vertinimas įvairiais metodais - Kaklauskas, Gintaris; Bačinskas, Darius; Šitnkus, Rimantas (Journal of Civil Engineering and Management, 1999)
Neseniai buvo pasiūlyta supleišėjusio tempiamo betono įtempių-deformacijų priklausomybė [4] lenkiamųjų gelžbetoninių elementų deformacijoms apskaičiuoti. Ši priklausomybė buvo išvesta, taikant novatorišką metodą [4–6], kuriuo iš eksperimentinių lenkiamų gelžbetoninių sijų momentų-kreivių ir (arba) momentų-deformacijų diagramų nustatoma visa tempiamo betono vidutinių įtempių-deformacijų diagrama, įskaitant ir jos krintančiąją dalį. Apdorojus įvairių autorių eksperimentais gautas tempiamo betono įtempių-deformacijų diagramas, buvo pasiūlyta minėtoji medžiagos priklausomybė, aprašyta (13) priklausomybe. Šio darbo tikslas yra patikrinti pasiūlytosios priklausomybės tikslumą. Ją taikant dideliam eksperimentinių gelžbetoninių sijų (išbandytų kelių tyrinėtojų) skaičiui buvo apskaičiuoti įlinkiai ir palyginti su kitų žinomų analitinių metodų apskaičiavimo rezultatais. Trumpai apibūdinami penki lenkiamųjų gelžbetoninių elementų įlinkių skaičiavimo metodai. Pirmieji trys – tai amerikiečių [1], Euronormų [2] bei Lietuvoje galiojančių normų [3] metodai. Ketvirtasis, vadinamasis sluoksnių metodas, yra pagrįstas: 1) klasikinėmis medžiagų atsparumo formulėmis, 2) sluoksnių metodu, 3) išsamių medžiagų diagramų taikymu bei 4) iteraciniu skaičiavimu. Šiame metode supleišėjusio tempiamo betono darbo modeliavimui taikoma šio straipsnio pirmojo autoriaus pasiūlyta priklausomybė (13). Penktasis, regresinės analizės metodas [7], yra pasiūlytas šio straipsnio trečiojo autoriaus. Pateikiami svarbiausi 76 gelžbetoninių sijų, 5 autorių išbandytų trumpalaike apkrova, duomenys (1 lent.). Visais minėtais metodais kiekvienai sijai penkiuose apkrovos lygiuose buvo apskaičiuoti įlinkiai, kurie buvo palyginti su eksperimentų rezultatais. Vertinant tikslumą kiekvienam skaičiavimo metodui buvo nustatyti tokie svarbiausi statistiniai dydžiai kaip vidurkis bei vidutinis kvadratinis nuokrypis. Šie statistiniai parametrai buvo gauti santykiniams įlinkiams fth/fexp, kur f th yra apskaičiuotas, o fexp – eksperimentinis įlinkis. Skaičiavimo rezultatai parodė (2 lent.), kad pirmieji keturi metodai pakankamai tiksliai įvertina vidutiniškai ir stipriai armuotų sijų įlinkius (gautas vidutinis kvadratinis nuokrypis yra 10–12%). Tačiau silpnai armuotoms sijoms, kurių įlinkiams tempiamo betono darbas turi didelę įtaką gauta daug didesnė paklaida. Skaičiuojant sluoksnių metodu bei Lietuvoje galiojančių normų, amerikiečių normų ir Euronormų metodais gautas atitinkamai 16,5, 20,2, 27,6 ir 32,4% vidutinis kvadratinis nuokrypis. Euronormose didelė paklaida daroma skaičiuojant įlinkius, kuriuos atinkantys momentai nedaug viršija supleišėjimo momentą. Bendrai įvertinant visas sijas, geriausi rezultatai gauti skaičiuojant sluoksnių ir Lietuvoje galiojančių normų metodais (vidutinis kvadratinis nuokrypis atitinkamai 13,9 ir 16,4%). Kartu būtina pažymėti, kad Artiomjevo ir Figarovskio eksperimentinių sijų duomenys (1 lent.) buvo panaudoti, kuriant Lietuvoje galiojančių normų metodą o pastarojo autoriaus sijų duomenys – ir išvedant (13) priklausomybę. Be to, pagal šiuos du metodus betono charakteristikoms (stiprumas tempiant ir gniuždant bei tamprumo modulis) nustatyti taikomos panašios empirinės formulės, kokias taikė ir eksperimentų autoriai (visi iš buvusios Sovietų Sąjungos). Pagaliau pagal normų metodus pagrindinis dėmesys skiriamas įlinkiams, atitinkantiems norminę apkrovą, apskaičiuoti, o kitų įlinkių vertinimas gali būti ne toks tikslus. Tai gali reikšti, kad, esant kitokioms palyginimo sąlygoms, rezultatai galėtų būti kiek kitokie. Vertinant stipriai ir silpnai armuotų sijų įlinkius Šimkaus pasiūlytu metodu [7], gautas atitinkamai 19,2 ir 31,2% vidutinis kvadratinis nuokrypis. Šis metodas, kaip paprasčiausias iš visų minėtų, gali būti taikomas tais atvejais, kai tikslus įlinkių vertinimas nėra būtinas. First Published Online: 26 Jul 2012