6__ve_ba_1416337124970

17
| 75 GRAĐEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU GRAĐEVINSKI FAKULTET ŠKOLSKA 2014/2015 GODINA 75 6 6.1 UVODNE NAPOMENE U oblasti građevinarstva, uobičajena je upotreba razli čitih metala (obojenih – aluminijum, bakar, olovo, i crnih – gvožđe i njegove legure). U principu, primena čistih metala je retka, već se čće primenjuju legure – složene supstance koje se dobijaju interakcijom dva ili više metala ili interakcijom metala sa nemetalima. Prednost legura nad čistim metalima je u njihovim mehaničkim, hemijskim, tehnološkim i drugim tehničkim svojstvima, ali i u ekonomskom aspektu njihove primene. Pri tome, u građevinarstvu se najviše (cca 95%) primenjuju legure gvožđa, dok se čisti obojeni metali i njihove legure koriste u znatno manjem obimu. Elementarno gvožđe (Fe) zbog svojih mehaničkih karakteristika nije pogodno za tehničku upotrebu. U pitanju je krt materijal, sa relativno malom čvrstoćom pri zatezanju od oko 200 MPa. U tom smislu, za primenu u građevinarstvu znatno je povoljnija njegova legura – čelik, koji može imati i preko deset puta veću čvrstoću pri zatezanju. Čelik se dobija kao rezultat dvoetapnog prečćavanja (rafinacije) gvozdene rude. U prvoj etapi iz rude se dobija sirovo gvožđe, tj. legura gvožđe-ugljenik sa više od 2% ugljenika, dok se u drugoj etapi ovaj sadržaj smanjuje ispod 2% i tako dobija sastav koji odgovara čeliku. Kao legirajući elementi, kod čelika se upotrebljavaju ugljenik (C), silicijum (Si), mangan (Mn), nikl (Ni), hrom (Cr), molibden (Mo), volfram (W) i dr. Za razliku od pomenutih materijala, koji služe za poboljšanje svojstava čelika, u sastavu čelika su prisutni i neki nepoželjni elementi, koje je teško ili skoro nemoguće eliminisati iz proizvodnje čelika po određenom tehnološkom postupku. Ti materijali nazivaju se primese. Kao primese u čeliku se najčće javljaju fosfor (P), kiseonik (O), azot (N), sumpor (S) i dr. 6.2 UTICAJ SADRŽAJA UGLJENIKA NA MEHANIČKA SVOJSTVA ČELIKA Na slici 6.1 u istom koordinatnom sistemu prikazani su σ-ε dijagrami za različite čelike, u zavisnosti od sadržaja ugljenika u čeliku. Kao što se vidi, sa povećanjem sadržaja ugljenika u čeliku, čelik postaje sve manje duktilan (žilav), a njegov dijagram postepeno dobija oblik u okviru koga ne postoji izražena granica tečenja (granica razvlačenja). Međutim, sa povećanjem sadržaja ugljenika u čeliku raste njegova čvrstoća i donekle modul elasti čnosti.

Upload: stefan365

Post on 12-Nov-2015

224 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

GDSG

TRANSCRIPT

  • | 75

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    75

    6 6.1 UVODNE NAPOMENE

    U oblasti graevinarstva, uobiajena je upotreba razliitih metala (obojenih aluminijum, bakar, olovo, i crnih gvoe i njegove legure). U principu, primena istih metala je retka, ve se ee primenjuju legure sloene supstance koje se dobijaju interakcijom dva ili vie metala ili interakcijom metala sa nemetalima. Prednost legura nad istim metalima je u njihovim mehanikim, hemijskim, tehnolokim i drugim tehnikim svojstvima, ali i u ekonomskom aspektu njihove primene. Pri tome, u graevinarstvu se najvie (cca 95%) primenjuju legure gvoa, dok se isti obojeni metali i njihove legure koriste u znatno manjem obimu.

    Elementarno gvoe (Fe) zbog svojih mehanikih karakteristika nije pogodno za tehniku upotrebu. U pitanju je krt materijal, sa relativno malom vrstoom pri zatezanju od oko 200 MPa. U tom smislu, za primenu u graevinarstvu znatno je povoljnija njegova legura elik, koji moe imati i preko deset puta veu vrstou pri zatezanju. elik se dobija kao rezultat dvoetapnog preiavanja (rafinacije) gvozdene rude. U prvoj etapi iz rude se dobija sirovo gvoe, tj. legura gvoe-ugljenik sa vie od 2% ugljenika, dok se u drugoj etapi ovaj sadraj smanjuje ispod 2% i tako dobija sastav koji odgovara eliku.

    Kao legirajui elementi, kod elika se upotrebljavaju ugljenik (C), silicijum (Si), mangan (Mn), nikl (Ni), hrom (Cr), molibden (Mo), volfram (W) i dr. Za razliku od pomenutih materijala, koji slue za poboljanje svojstava elika, u sastavu elika su prisutni i neki nepoeljni elementi, koje je teko ili skoro nemogue eliminisati iz proizvodnje elika po odreenom tehnolokom postupku. Ti materijali nazivaju se primese. Kao primese u eliku se najee javljaju fosfor (P), kiseonik (O), azot (N), sumpor (S) i dr.

    6.2 UTICAJ SADRAJA UGLJENIKA NA MEHANIKA SVOJSTVA ELIKA

    Na slici 6.1 u istom koordinatnom sistemu prikazani su - dijagrami za razliite elike, u zavisnosti od sadraja ugljenika u eliku. Kao to se vidi, sa poveanjem sadraja ugljenika u eliku, elik postaje sve manje duktilan (ilav), a njegov dijagram postepeno dobija oblik u okviru koga ne postoji izraena granica teenja (granica razvlaenja). Meutim, sa poveanjem sadraja ugljenika u eliku raste njegova vrstoa i donekle modul elastinosti.

  • | 76

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    76

    Na slici 6.2 prikazana je promena najvanijih svojstava ugljeninih elika u funkciji od sadraja ugljenika. U pitanju su:

    o granica razvlaenja (v), o zatezna vrstoa (m tj. fz), o izduenje pri prekidu (10), o kontrakcija (), o tvrdoa elika (HB), o udarna ilavost ().

    Na osnovu ovog grafikog prikaza moe se zakljuiti da sa poveanjem sadraja ugljenika rastu njegova tvrdoa i granica razvlaenja, a opadaju kontrakcija, izduenje pri prekidu i udarna ilavost. vrstoa elika sa poveanjem sadraja ugljenika do izvesne granice raste (do sadraja ugljenika od oko 1%), dok pri veim sadrajima ugljenika poinje naglo da opada.

    Slika 6.1 Zavisnost - u funkciji od sadraja ugljenika

    Slika 6.2 Zavisnost nekih mehanikih svojstava elika u funkciji od sadraja

    ugljenika

    3000

    2000

    1000

  • | 77

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    77

    6.3 PRIMENA ELIKA U GRAEVINARSTVU

    U graevinarstvu se najvie primenjuju ugljenini konstrukcioni elici, dok se legirani elici primenjuju izuzetno retko. Poto se najee koriste elici u stanju u kome su isporueni (bez naknadnih termikih obrada), ovi elici skoro po pravilu nemaju garantovan hemijski sastav, ali poseduju precizno utvrene mehanike karakteristike. elici primenjivani u graevinarstvu mogu se grubo podeliti u sledee grupe:

    1. elici za nosee konstrukcije opti konstrukcioni elici, 2. Niskougljenini elici za limove, 3. Hladnooblikovani profili, 4. elina ica, 5. elina uad, 6. elici za vijke, navrtke i zakivke, 7. elici za armirani beton, 8. elici za prednapregnuti beton.

    Prema Pravilniku BAB87 u elike za armiranje (betonski elik) spadaju glatka (najee primenjivana GA 240/360) i rebrasta (RA 400/500) armatura. U oznaci za ove vrste armature prvi broj (240, odnosno 400) oznaava karakteristinu granicu razvlaenja u MPa, a drugi (360, odnosno 500) karakteristinu vrstou u MPa na osnovu ispitivanja metodom zatezanja uzoraka predmetnog elika. to se tie elika za prednapregnuti beton (poznati i kao tzv. visokovredni elici za prednaprezanje), njihove vrstoe pri zatezanju dostiu bar tri puta vee vrednosti vrstoe pri zatezanju nego betonski elik.

    U daljem tekstu bie vie rei o ispitivanjima betonskog elika, u skladu sa standardom SRPS EN 10080 Betonski elik Zavarivi betonski elik Opti deo. U skladu sa odredbama navedenog standarda, zavarivi betonski elik se deli na sledee grupe:

    1. ipke, koturovi i proizvodi dobijeni odmotavanjem kotura 2. Zavarena mrea 3. Reetkasti nosai Obim ispitivanja ovih proizvoda razlikuje se u zavisnosti od tipa i proizvoake specifikacije, a ispitivanja zatezanjem vre se u skladu sa standardom SRPS EN ISO 15630-1. Generalno posmatrano, ispitivanja proizvoda od elika obuhvataju odreivanje Re, Rm/Re i Agt (navedeni termini e naknadno biti definisani), ispitivanje na savijanje i/ili ponovno ispitivanje na savijanje, ispitivanje zamora putem aksijalnog optereenja, merenje konfiguracije povrine, odreivanje relativne povrine rebra ili urebrenja fa ili fp, odstupanje od nazivne mase po dunom metru,

  • | 78

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    78

    hemijske analize i dr. Preporueni nazivni prenici, poprene povrine i mase po dunom metru ovih proizvoda daju se u tabeli 1.

    Tabela 6.1 Preporueni nazivni prenici, poprene povrine i mase po dunom metru

    Nazivni prenik (mm)

    ipke

    Koturovi i proizvodi dobijeni

    odmotavanjem

    Zavarena mrea

    Reetkasti nosai

    Nazivna poprena povrina (mm2)

    Nazivna masa po dunom metru (kg/m)

    4.0 12.6 0.099 4.5 15.9 0.125 5.0 19.6 0.154 5.5 23.8 0.187 6.0 28.3 0.222 6.5 33.2 0.26 7.0 38.5 0.302 7.5 44.2 0.347 8.0 50.3 0.395 8.5 56.7 0.445 9.0 63.6 0.499 9.5 70.9 0.556 10.0 78.5 0.617 11.0 95.0 0.746 12.0 113 0.888 14.0 154 1.21 16.0 201 1.58 20.0 314 2.47 25.0 491 3.85 28.0 616 4.83 32.0 804 6.31 40.0 1257 9.86 50.0 1963 15.4

    Prema SRPS EN 10080 u proizvodnji betonskog elika koristi se elik B500 sa utvrenim hemijskim sastavom. U zavisnosti od oblika i rasporeda nagiba poprenih rebara u odnosu na uzdunu osu betonski elik B500 dobija dodatnu oznaku, tj. moe biti B500A, B500B i B500C, pri emu:

    - ipke elika B500A imaju dva ili vie nizova paralelnih poprenih rebara sa istim uglom u odnosu na uzdunu osu ipke (slika 6.3)

  • | 79

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    79

    - ipke elika B500B imaju dva i vie nizova poprenih rebara, od kojih jedan ima drugaiji ugao u odnosu na druge (slika 6.4),

    - ipke elika B500C imaju isti raspored nizova rebara kao i kod B500B, ali u svakom nizu rebara, rebra imaju razliite uglove u odnosu na uzdunu osu (slika 6.5).

    Slika 6.3 Geometrijski oblik rebra elika B500A (primer sa dva reda poprenih rebara)

    Slika 6.4 Geometrijski oblik rebra elika B500B (primer sa dva reda poprenih rebara)

    Slika 6.5 Geometrijski oblik rebra elika B500C (primer sa dva reda poprenih rebara)

    Standard definie osim rebrastih i tzv. urebrene ipke armature, prema slici 6.6. Urebrene elike karakteriu mere, broj i konfiguracija urebrenja. Urebreni elici moraju da imaju najmanje dva jednako rasporeena reda urebrenja. Urebrenja formiraju ugao nagiba sa osom ipke, valjane ice ili vuene ice.

    Slika 6.6 Konfiguracija urebrenja (primer tri reda urebrenja)

    Propisane karakteristine vrednosti za zatezne osobine date su u tabeli 6.2.

    Tabela 6.2 Karakteristine zatezne osobine betonskog elika B500A, B500B i B500C Dinamika vrstoa 2A elik

    Napon teenja Re (MPa)

    min.

    Odnos zatezne vrstoe i

    napona teenja Rm/Re min.

    Ukupno izduenje pri

    najveoj sili Agt % min. mm MPa

  • | 80

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    80

    B500A 500 1,05a) 2,5 b) B500B 500 1,08 5,0

    B500C 500 1,15,1620 >2025 >2532

    200 186 170 160

    a) za mere ispod 8 mm, Rm/Re = 1,02. b) Za mere ispod 8 mm, Agt = 1,0. c) Za mere do 16 mm i za rebrasti elik N/A nije primenljivo. Tamo gde je karakteristina vrednost (koja se obino obeleava oznakom Cv i odreuje na bazi fraktila od 5%) propisana kao donja granica, smatra se da su rezultati u skladu sa standardom SRPS EN 10080 ako je ispunjen jedan od dva sledea uslova:

    1. Uslov: Sve pojedinane vrednosti ispitivane veliine su vee od ili jednake propisanoj karakteristinoj vrednosti Cv

    2. Uslov: 1vCx a+> (6.1)

    gde je:

    x - prosena vrednost svih rezultata ispitivanja,

    1a = 10 MPa za Re, 0 (nula) za Rm/Re i 0% za Agt.

    Pri tome, sve pojedinane vrednosti rezultata ispitivanja moraju biti vee ili jednake najmanjim vrednostima datim u tabeli 6.3.

    Tabela 6.3 Apsolutne najmanje i najvee vrednosti zateznih osobina Najmanja vrednost Najvea vrednost Propisana

    karakteristika B500A B500B B500C B500A B500B B500C Re, MPa Rm/Re Agt, %

    483 1.03a) 2,0b)

    485 1,06 4,0

    485 1,13 6,0

    650 N/A*) N/A

    650 N/A N/A

    650 1,38 N/A

    a) 1,01 za mere ispod 8 mm, b) 0,8 % za mere ispod 8 mm, *) N/A = not applicable (nije primenljivo)

    Tamo gde je karakteristina vrednost Cv propisana kao gornja granica (tj. za Rm/Re klase B500C), smatra se da su rezultati u skladu sa ovim standardom ako je ispunjen jedan od sledea dva uslova:

    1. Uslov: Sve pojedinane vrednosti Rm/Re jednake su ili nie od propisane gornje karakteristine vrednosti 1,35

  • | 81

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    81

    Uslov: 35,1x (6.2) gde je:

    x - prosena vrednost svih rezultata ispitivanja.

    Pri tome sve pojedinane vrednosti Rm/Re moraju biti jednake ili nie od najvee vrednosti date u tabeli 6.3.

    6.4 ISPITIVANJE ELIKA ZATEZANJEM

    Ispitivanje uzoraka elika zatezanjem vri se pomou hidrauline kidalice, na bazi metode SRPS ISO 6892-1 Metalni materijali Ispitivanje zatezanjem Deo 1: Metoda ispitivanja na sobnoj temperaturi.

    Hvatanje uzoraka moe se obaviti na odgovarajui nain, pomou navoja, urebrenja, paralelnih paknova, zavrtnjeva i sl. (slika 6.7). U svakom sluaju hvatanjem treba obezbediti da je savijanje uzorka minimizovano, da bi se izbegli problemi kod veoma krtih materijala, kod utvrivanja konvencionalne granice razvlaenja (na bazi plastine ili totalne deformacije).

    Da bi se omoguilo potpuno ispravljanje uzoraka (kao to su npr. ice namotane u koturove), zatim poravnanje uzorka u eljusti kidalice, kao i da bi se obezbedila odgovarajua sila hvatanja uzorka u samoj eljusti, najee se mora aplicirati preliminarna sila koja ne prevazilazi 5% oekivane (ili specificirane) granice razvlaenja uzorka. Ova sila se naziva "tehnika nula". Potrebno je izvriti korekciju izduenja da bi se uzeo u obzir uticaj "tehnike nule".

    Slika 6.7 Naini hvatanja uzorka u eljust kidalice

  • | 82

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    82

    6.4.1 Uzorci

    Oblik i dimenzije uzoraka (epruveta) zavise od oblika i dimenzija metalnih proizvoda koji se ispituju. Popreni presek uzorka moe biti kruni, kvadratni, pravougaoni, prstenasti itd. U zavisnosti od duine baze merenja (L0), razlikuju se dve vrste epruveta:

    - Proporcionalne epruvete ("proporcionalne duge" ili "proporcionalne kratke") - Neproporcionalne epruvete

    Kod uzoraka za ispitivanje potrebno je da postoji veza izmeu baze merenja (L0) i povrine poprenog preseka uzorka pre ispitivanja (S0) definisana na sledei nain:

    00 SkL = , (6.3) Gde je k koeficijent proporcionalnosti kod tzv. proporcionalnih epruveta (u nekim sluajevima ove epruvete se nazivaju "proporcionalnim kratkim" epruvetama).

    U optem sluaju vai k=5,65, pri emu merna baza ne sme iznositi manje od 15 mm.

    U sluajevima da je povrina poprenog preseka uzorka previe mala da bi se ispunio ovaj uslov, moe se usvojiti k=11.3 (tzv. "proporcionalna duga" epruveta). Takoe, u takvim sluajevima je dozvoljena upotreba tzv. neproporcionalnih epruveta (kod kojih je duina baze merenja L0 nezavisna od povrine poprenog preseka pre ispitivanja S0).

    U zavisnosti od naina pripreme uzorka, razlikuju se dve vrste epruveta:

    - Obraena epruveta, - Neobraena ("tehnika") epruveta.

    Obraene epruvete imaju prelazni radijus izmeu krajeva epruveta koji se hvataju u eljust kidalice i paralelne duine Lc. Dimenzije prelaznog radijusa su vane i preporueno je da se one definiu u specifikaciji materijala ako nisu date u odgovarajuem aneksu standarda SRPS ISO 6892-1.

    Kod neobraenih epruveta potrebno je da slobodna duina izmeu mesta hvatanja uzoraka u eljusti bude dovoljna da bi merna baza bila dovoljno daleko od mesta hvatanja uzorka.

    Osnovni tipovi epruveta detaljno su obraeni u pomenutom standardu i klasifikovani u zavisnosti od ispitivanog proizvoda (limovi i ploe, ice i ipke), a standardni izgled uzorka za ispitivanje (epruvete) definisan je u zavisnosti od dimenzija i geometrije poprenog preseka. Na slici 6.8 prikazane su karakteristine dimenzije od znaaja prilikom ispitivanja epruvete pri zatezanju,

  • | 83

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    83

    kod epruvete krunog poprenog preseka. Uobiajeno je da se deo epruvete koji se hvata u kidalicu zove glava, a sredinji deo vrat epruvete.

    Slika 6.8 Karakteristine dimenzije uzoraka pre i posle ispitivanja

    Utvrivanje povrine poprenog preseka S0 vri se merenjem odgovarajuih dimenzija na nekoliko mesta du epruvete (bar po tri puta), upravno na longitudinalnu osu u centralnom delu epruvete.

    Pre ispitivanja potrebno je oznaiti poetnu duinu merne baze L0, tako da nain oznaavanja ne utie na prerani lom uzorka. Vrednost ove duine moe se zaokruiti na najbliih 5 mm, pod uslovom da ta vrednost ne odstupa vie od 10% od sraunate.

    Za ispitivanje je neophodna upotreba odgovarajue kidalice i aparature za merenje izduenja (ekstenzometre), sa karakteristikama koje se dalje utvruju standardima SRPS ISO 7500 (kidalica) i SRPS ISO 9513 (za ekstenzometre).

    6.4.2 Postupak ispitivanja

    Najvei broj podataka o eliku dobija se na osnovu crtanja dijagrama sila-izduenje, odnosno dijagrama napon-deformacija. Ovi dijagrami se dobijaju tako to se uzorci optereuju silom zatezanja standardnom brzinom deformacije (ili brzinom optereenja), pri emu se istovremeno registruju odgovarajua izduenja uzoraka (pomou odgovarajue opreme, najee

  • | 84

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    84

    ekstenzometara). Kae se da su dijagrami sila-izduenje i napon deformacija afini dijagrami. To znai da je oblik ova dva dijagrama isti, ali su vrednosti koje odgovaraju karakteristinim takama razliite (naponi se dobijaju deljenjem sile sa S0, a deformacije deljenjem izduenja sa poetnom vrednou duine merne baze L0).

    Potrebno je da postupak ispitivanja bude kontrolisan. Obezbeenje kontrolisanih uslova optereivanja uzorka tokom ispitivanja vri se na dva naina:

    o Kontrolisana brzina deformacija, o Kontrolisana brzina nanoenja optereenja.

    U zavisnosti od vrste uzorka, potrebnih parametara koji se ispitivanjem utvruju, nivoa optereenja koji treba postii na uzorku, naina merenja deformacija itd. definiu se razliite brzine deformacija (ili brzine nanoenja optereenja) ili njihove promene tokom jednog ispitivanja. U izvetaju o ispitivanju navodi se nain kontrole uslova optereivanja uzorka. Koji e se od pomenuta dva naina koristiti zavisi od proizvoaa ispitivanog elika, standardom se preporuuje upotreba prvog naina (kontrolisana brzina deformacija) da bi se minimizirala varijacija ispitnih brzina u trenutku kada se utvruju parameti osetljivi na brzinu deformacije, kao i u cilju smanjenja merne nesigurnosti rezultata ispitivanja.

    6.4.3 Mehanike karakteristike koje se ispituju kod elika pri zatezanju

    6.4.3.1 Granica teenja Re

    Granica teenja definie se kao trenutak kada elik pokazuje fenomen teenja, kada napon dostigne vrednost pri kojoj se bez poveanja sile deava plastina deformacija.

    Prema standardu SRPS ISO 6892-1 definiu se gornja (ReH) i donja (ReL) granica teenja, u zavisnosti od oblika dijagrama ispitivanog elika, slika 6.9.

    Slika 6.9 Gornja (ReH) i donja (ReL) granica teenja na dijagramu napon deformacija R-e

  • | 85

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    85

    6.4.3.2 Konvencionalna granica teenja Rp

    U sluaju da na bazi dijagrama nije mogue odrediti granicu razvlaenja, definie se konvencionalna granica teenja elika Rp.

    Najee se vrednost Rp moe odrediti na bazi unapred definisane plastine deformacije, npr. 0.2%. Taka u kojoj linija paralelna pravolinjskom delu - dijagrama preseca dijagram napon-defromacija daje odgovarajuu vrednost napona (slika 6.10). U tom sluaju se ova vrednost moe obeleiti kao Rp0.2.

    Slika 6.10 Odreivanja konvencionalne granice teenja

    Granica razvlaenja se odreuje kao konvencionalna granica razvlaenja Rp u sluajevima kada je elik krtiji (sadraj ugljenika u eliku vii od 0.6%, videti sliku 6.1), i u optem sluaju iznosi 80-90% vrednosti vrstoe Rm ovakvih elika.

    Napominje se da se na slian nain moe konvencionalno definisati i granica proporcionalnosti (u takvim sluajevima ova taka na dijagramu napon-deformacija poklapa se sa granicom elastinosti) na osnovu postupka definisanog pod a). U tom sluaju se za ovu granicu uzima napon kod koga se pri naizmeninom optereenju i rastereenju epruvete pojave prve merljive plastine deformacije (npr 0.01% ili 0.005%). U pitanju je indikacija da pri tim silama (odnosno naponima) dolazi do izlaska iz elastine oblasti ponaanja elika (u kojoj postoje samo povratne, elastine deformacije).

    6.4.3.2 vrstoa pri zatezanju Rm

    vrstoa pri zatezanju predstavlja jedno od najvanijih svojstava prilikom ispitivanja elika. Uprkos tome, vrstoa se u skladu sa SRPS EN 10080 posredno definie, preko odnosa vrstoe i granice razvlaenja Rm/Re (videti tabelu 6.2). Prilikom ispitivanja epruveta od elika moe se

  • | 86

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    86

    definisati vrstoa materijala kao vrna (najvia) vrednost napona na dijagramu napon-deformacija (videti sliku 6.11).

    6.4.3.3 Odreivanje modula elastinosti elika E

    Modul elastinosti graevinskih elika najee se kree u granicama 190210 GPa. Njegovo odreivanje se svodi na utvrivanje nagiba dijagrama napon-dilatacija, na osnovu izraza:

    eRE

    DD

    =eDsD

    = , (6.4)

    gde je:

    (odnosno R) promena napona u elastinoj zoni naprezanja epruvete pri zatezanju,

    (odnosno e) izmerena procentualna promena duine merne baze pri promeni napona (elastina deformacija).

    Modul elastinosti elika za prednaprezanje ima nie vrednosti (190200 GPa), dok kod betonskog elika u vidu armature ova fizika veliina ima vie vrednosti, najee u rasponu 200210 GPa.

    Iako, kao odnos napona i dilatacija u poetnoj, elastinoj oblasti modul elastinosti E moe da se poistoveti sa koeficijentom pravca ovog dela dijagrama napon-deformacija, u optem sluaju to nije tako, ve ovaj koeficijent pravca (fiziki posmatrano nagib mE dijagrama, videti sliku 6.11) zavisi od razmere u kojoj se crta dijagram napon-deformacija.

    6.4.4 Deformacijske karakteristike koje se ispituju pri zatezanju kod elika

    Prilikom ispitivanja epruveta pri zatezanju mogue je utvrditi i sledea svojstva:

    o procentualno plastino izduenje pri maksimalnoj sili Ag o procentualno ukupno (totalno) izduenje pri maksimalnoj sili Agt o procentualno totalno izduenje pri lomu At o procentualno izduenje (elongacija) nakon loma A o procentualno smanjenje povrine poprenog preseka uzorka (kontrakcija) Z

  • | 87

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    87

    Slika 6.11 Deformacijske karakteristike koje se ispituju pri zatezanju kod elika

    6.4.4.1 Procentualno plastino izduenje Ag pri maksimalnoj sili

    Procentualno plastino izduenje Ag pri maksimalnoj sili utvruje se na dijagramu sila-izduenje, a sastoji se iz utvrivanja izduenja pri maksimalnoj sili dobijenoj pomou ekstenzometra od koga se oduzima odgovarajua elastina deformacija:

    100mR

    LLA

    E

    m

    e

    mg

    -

    D= (6.5)

    gde je:

    Le duina baze ekstenzometra (najee jednaka duini merne baze L0),

    Lm izduenje pri maksimalnoj sili,

    mE nagib elastinog dela krive napon-procentualno izduenje,

    Rm vrstoa pri zatezanju.

  • | 88

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    88

    6.4.4.2 Procentualno ukupno izduenje Agt pri maksimalnoj sili

    Procentualno ukupno izduenje Agt pri maksimalnoj sili zasniva se na merenju izduenja pri maksimalnoj sili na sila-izduenje dijagramu dobijenom pomou ekstenzometra. Procentualno ukupno (totalno) izduenje pri maksimalnoj sili rauna se na osnovu izraza:

    100LLA

    e

    mgt

    D= (6.6)

    gde je:

    Le duina baze ekstenzometra,

    Lm izduenje pri maksimalnoj sili.

    6.4.4.3 Procentualno totalno izduenje At pri lomu

    Procentualno totalno izduenje At pri lomu odreuje se kao izduenje pri lomu na krivoj sila-izduenje dobijeno sa ekstenzometrom. Procentualno totalno izduenje pri lomu se rauna prema izrazu:

    100LLA

    e

    ft

    D= (6.7)

    gde je:

    Le duina merne baze ekstenzometra,

    Lf izduenje pri lomu.

    6.4.4.4 Procentualno izduenje (elongacija) A nakon loma

    Trajno izduenje baze merenja nakon loma (Lu-L0), izraeno kao procenat u odnosu na poetnu bazu merenja L0, naziva se procentualno izduenje nakon loma i oznaava se sa A.

    Nakon to je dolo do loma epruvete, dva slomljena dela moraju se paljivo ponovo spojiti tako da njihove ose zajedno ponovo ine pravu liniju. Procentualno izduenje nakon loma (elongacija) se nakon toga utvruje u skladu sa definicijom:

    100L

    LLA0

    0u -

    = (6.8)

    gde je:

    L0 poetna duina merne baze,

  • | 89

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    89

    Lu duina merne baze izmerena nakon loma na spojenim delovima.

    Ako merna baza nije jednaka L0=5.65p

    = 00S45S (gde je S0 poetna vrednost povrine

    poprenog preseka paralelne duine, pored simbola A bi trebalo upotrebiti i indeks koji oznaava upotrebljeni koeficijent proporcionalnosti, npr. u sluaju da je merna baza

    L0=11.3p

    = 00S410S , oznaka je A11.3.

    6.4.4.5 Procentualno smanjenje povrine poprenog preseka uzorka (kontrakcija) Z

    Procentualno smanjenje povrine poprenog preseka uzorka (kontrakcija) izraunava se kao:

    100S

    SSZ0

    u0 -

    = (6.9)

    gde je:

    S0 poetna povrina poprenog preseka na paralelnoj duini Lc,

    Su minimalna povrina poprenog preseka nakon loma, videti sliku 6.8.

    U tabeli 6.4 data je rekapitulacija najvanijih simbola i oznaka koji su korieni u 6. vebi.

    Tabela 6.4 Rekapitulacija simbola i oznaka korienih u 6. vebi

    Deformacija e Promena deformacije razlika vee i manje deformacije e Ukupna deformacija uk eu Plastina deformacija pl ep Plastina deformacija pri maksimalnoj sili Ag Ukupna deformacija pri maksimalnoj sili m Agt Procentualno izduenje nakon loma uzorka A Deformacija pri sili kidanja k, l At Kontrakcija poprenog preseka nakon loma epruvete Z Modul elastinosti elika E E Koeficijent pravca pravolinijskog dela dijagrama napon-deformacija mE Povrina poprenog preseka epruvete pre ispitivanja S0 S0 Povrina poprenog preseka epruvete nakon ispitivanja na mestu loma Su Su Napon R Promena napona, razlika veeg i manjeg napona R Granica razvlaenja v Re vrstoa fz, fp, m Rm

  • | 90

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    90

    Tabe

    la 6

    .5

    Tabe

    la 6

    .6

  • | 91

    GRAEVINSKI MATERIJALI 2 UNIVERZITET U BEOGRADU

    GRAEVINSKI FAKULTET

    KOLSKA 2014/2015 GODINA

    91

    Tabela 6.7