W pierwszej części artykułu skupimy się na samych diagramach naprężenie-odkształcenie:
Diagramy naprężenie-odkształcenie zaimplementowane w CSFM są oparte na wymaganiach normowych, zarówno Eurokodu (EN), jak i ACI. W przypadku betonu konieczne jest rozróżnienie między oceną SGN i SGU.
Element betonowy w stanie granicznym nośności (SGN) oparty jest na diagramie paraboliczno-prostokątnym (EN) lub dwuliniowym (ACI), uwzględniającym efekt compression softening. Do oceny w stanie użytkowalności stosowany jest inny, prostszy diagram – liniowy lub dwuliniowy z nieskończoną gałęzią sprężystą.
Dla zbrojenia przyjmuje się diagramy dwuliniowe z pochyloną lub poziomą górną gałęzią, uwzględniające efekty tension stiffening zarówno dla sprawdzeń SGN, jak i SGU.
Sprawdź poniższy film, w którym wszystkie diagramy naprężenie-odkształcenie są wyświetlone i krótko opisane. Bardziej szczegółowy opis zależności naprężenie-odkształcenie wyjaśniony jest w podstawach teoretycznych.
Teraz, gdy wiadomo już, jakie diagramy są stosowane, zobaczmy, jak obliczany jest moduł sprężystości E:
SGN
Moduł sprężystości obliczany jest na podstawie wartości naprężenia w betonie w określonym wieku (uwzględniając przyrost wytrzymałości betonu na ściskanie wraz z wiekiem) oraz wartości odkształcenia przy maksymalnej wytrzymałości.
Poniższa tabela przedstawia przyrost modułu sprężystości w czasie w ostatniej kolumnie, gdzie po 28 dniach osiągana jest maksymalna wartość 10 GPa.
SGU
Norma przyjmuje wartość Ecm wyznaczoną dla 0,4fcm jako sieczny moduł sprężystości w rozdziale 3.1.3.
W ustępie (3) stwierdza się:
Poniższa tabela przedstawia przyrost modułu sprężystości przyjmowanego dla kombinacji charakterystycznej (SGU):
Rodzaj kruszywa również wpływa na obliczenie modułu sprężystości. Domyślnie przyjmowanym kruszywem w betonie jest kwarc. Dla kruszywa wapiennego lub piaskowcowego uwzględnia się redukcję modułu, natomiast dla kruszywa bazaltowego stosuje się jego zwiększenie.
