Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Air quality in a Modern Education Center
dr hab. inż. Katarzyna Gładyszewska-Fiedoruk, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-8515-218X
dr hab. inż. Andrzej Gajewski, Politechnika Białostocka,Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku
ORCID: 0000-0002-2930-4425
dr inż. Piotr Wichowski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-9852-7884
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.08
Studium przypadku
Streszczenie. Badania prowadzono w nowoczesnym, nowo wybudowanym obiekcie. Pomiary jakości powietrza wewnętrznego wykonano na różnej wysokości w holu głównym. Ich celem było wyznaczenie rozkładu temperatury, wilgotności względnej i stężenia CO2 w przekroju pionowym, a następnie porównanie z wartościami dopuszczalnymi. Maksymalna wartość stężenia CO2 zmierzona zgodnie z normą w dolnej części holu wynosi 735 ppm, a maksymalna wilgotność względna w tej samej części holu 28,6% jest poniżej wartości wymaganych w obowiązującym rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych. Wykonano obliczenia symulacyjne, jak zastosowanie recyrkulacji, przy założeniu nieprzekroczenia stężenia CO2 powyżej 1000 ppm w strefie przebywania ludzi, wpłynęłoby na zwiększenie wilgotności względnej. Zalecane jest miejscowe nawilżenie holu lub powietrza nawiewanego w centralach wentylacyjnych.
Słowa kluczowe: wilgotność względna; stężenie CO2; nowoczesne budownictwo; wentylacja.
Abstract. The measurements were done in a modern newly- -constructed building. IAQ measurements were done at different height in the main hall; their main goal was determining the profiles of temperature, relative humidity, and CO2 concentration along the vertical cross section, and then the comparison of these values with the allowable values ranges. CO2 concentration is in accordance with applicable standards; its maximum is 735 ppm at the lower part of the hall.At the same part it was alsomeasured the maximal relative humidity of 28.6% which is lower than the value recommended by the standards. There were made simulative calculations how an applied recirculation, on the assumption that CO2 concentration does not exceed 1000 ppm in the people’s residence zone, increased the relative humidity. There is recommended humidifying the hall locally or supplied air in an air handler.
Keywords: relative humidity; CO2 concentration; modern construction industry; ventilation.
Literatura
[1] PN-EN 16798-1:2019-06 Charakterystyka energetyczna budynków – Wentylacja budynków – Część 1: Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego do projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków w odniesieniu do jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, ośw. Polska, 2019, p. 74. [Online]. Available: https://sklep.pkn.pl/pn-en- -16798-1-2019-06p.html.
[2] ECA (European Collaborative Action), „Indoor Air Quality & Its Impact on Man – Report No. 11 – Guidelines forVentilation Requirements in Buildings,” 1992.
[3] Schwartz SE, Warneck P. Units for use in atmospheric chemistry (IUPAC Recommendations 1995). Pure Appl. Chem. 1995; DOI: 10.1351/pac199567081377.
[4] Piasecki M, Kostryko K. Określanie wskaźnika IEQ jakości środowiska wewnętrznego budynku. Determination of the quality of the internal environment of the building IEQ. Materiały Budowlane. 2016; DOI: 10.15199/33.2016.12.10.
[5] Wójcik R, Skotnicka-Siepsiak A, Kosiński P. Wpływ wentylacji na wilgotność hali basenowej – eksperymentalna weryfikacja modelu numerycznego. Materiały Budowlane. 2016; DOI: 10.15199/33.2016.03.03.
[6] Mijakowski M. Wymiana pary wodnej pomiędzy materiałami budowlanymi a powietrzem w pomieszczeniu. Materiały Budowlane. 2019; DOI: 10.15199/33.2019.01.05.
[7] Fanger PO, Lauridsen J, Bluyssen P, Clausen G. Air pollution sources in offices and assembly halls, quantified by the olf unit. Energy Build. 1988; DOI: 10.1016/0378-7788 (88) 90052-7.
[8] Fanger PO. Fundamentals of thermal comfort. Adv. Sol. Energy Technol. 1988; DOI: 10.1016/B978-0-08-034315-0.50562-0.
[9] Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Technologii z 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. 2022.
[10] Bromberek Z. Komfort wewnątrz budynków pasywnych. User’s comfort in passive buildings. Materiały Budowlane. 2017; DOI: 10.15199/33.2017.01.13.
[11] Kroner W, Jakubowska P, Noszczyk P. Ochrona pomieszczeń przed przegrzewaniem w okresie letnim w aspekcie komfortu termicznego. Materiały Budowlane. 2019; DOI: 10.15199/33.2019.09.03.
[12] Dybiński O, Mijakowski M. Problemy związane z utrzymaniem komfortu w dużych halach przemysłowych w okresie letnim. Thermal comfort in huge production halls during summer. Materiały Budowlane. 2016; DOI: 10.15199/33.2016.01.13.
[13] Gładyszewska-Fiedoruk K. Analysis of stack ventilation system effectiveness in an average kindergarten in north-eastern Poland. Energy Build. 2011; DOI: 10.1016/j.enbuild.2011.06.001.
[14] Gładyszewska-Fiedoruk K. Analiza stanu środowiska wewnętrznego w wybranych przedszkolach ze szczególnym uwzględnieniem dwutlenku węgla. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja. 2010; vol. R. 41, nr 2: 28 –3 0.
[15] Gładyszewska-Fiedoruk K, Gajewski A. Effect of wind on stack ventilation performance. Energy Build. 2012; vol. 51, pp. 242 – 247; DOI: 10.1016/j enbuild. 2012.05.007.
[16] PN-EN 16798-3:2017-09 Charakterystyka energetyczna budynków –Wentylacja budynków – Część 3:Wentylacja budynków niemieszkalnych – Wymagania dotyczące właściwości systemów wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń (Moduł M5-1, M5-4). Polska, 2017, p. 57. Accessed: Sep. 28, 2023. [Online]. Available: https://sklep.pkn.pl/pn-en-16798-3-2017-09e.html.
[17] Recknagel H, Sprenger E, Schramek E-R. Kompendium ogrzewnictwa i klimatyzacji: łącznie z zagadnieniami przygotowania ciepłej wody i techniki chłodniczej, Wydanie 3, poprawione. Wrocław: Omni Scala, 2008.
[18] Ferencowicz J. Wentylacja i klimatyzacja, Wydanie 2 poprawione. Warszawa: „Arkady,” 1964.
[19] Lozinsky CH, Touchie MF. Size matters (at least for interior air flow pathways): The indoor air quality and energy implications of compartmentalization in multi-unit residential buildings. Build. Environ., vol. Journal Pr. 2024; DOI: 10.1016/j.buildenv.2024.111275.
Przyjęto do druku: 26.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 36-40 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Deformation tests of polyester geogrid used in civil engineering
dr inż. Jarosław Górszczyk, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0001-5214-6587
dr inż. Konrad Malicki, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-3493-953X
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.07
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. Geosyntetyki to materiały powszechnie stosowane w inżynierii lądowej. W artykule przedstawiono zastosowanie bezkontaktowej metody pomiaru deformacji (digital image correlationmethod – DIC) w badaniach laboratoryjnych geosiatki ortogonalnej. W badaniach zrealizowanych metodą rozciągania wyznaczono rozkład przemieszczeń i odkształceń dla całych powierzchni badanych próbek. Ponadto określono wartości i wektory własne tensora odkształcenia. Zaobserwowano występowanie lokalnej koncentracji dużych wartości odkształceń głównych na powierzchniach badanych próbek. Potwierdzono skuteczność zastosowania metody cyfrowej korelacji obrazu (DIC) w przeprowadzonych analizach deformacji.
Słowa kluczowe: geosyntetyki; geosiatka; metoda cyfrowej korelacji obrazu (DIC); badanie wytrzymałości na rozciąganie; analiza deformacji.
Abstract. Geosynthetics are one of the materials widely used in civil engineering. The article presents the use of a non-contact deformation measurement method (digital image correlation method - DIC) in laboratory test of an orthogonal geogrid. In tests carried out using the tensile method, the distributions of displacements and strains were determined for the entire surface of the tested samples. Moreover, the principal values and principal directionsof the strain tensor were determined. The occurrence of local principal strain accumulations on the surface oftested sampleswas observed. The effectiveness of the use of the digital image correlation (DIC) method in deformation analysis was confirmed.
Keywords: geosynthetics; geogrid; digital image correlation method (DIC); tensile test; deformation analysis.
Literatura
[1] Zornberg JG. Functions and Applications of Geosynthetics In Roadways. Procedia Eng. 2017; DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.048.
[2] Bednarek W. Wybrane rozwiązania zwiększające trwałość podsypki tłuczniowej eksploatowanej nawierzchni kolejowej. Materiały Budowlane. 2023; DOI: 10.15199/33.2023.10.09.
[3] van Eekelen SJM,Han J.Geosynthetic-reinforced pile-supported embankments: state of the art. Geosynth. Int. 2020;DOI: 10.1680/jgein.20.00005.
[4] Tang X, Stoffels SM, Palomino AM. Mechanistic-empirical approach to characterizing permanent deformation of reinforced soft soil subgrade. Geotext. Geomembr. 2016; DOI: 10.1016/j.geotexmem.2015.06.004.
[5] JohnsonA. Recommendations for Design and Analysis of Earth Structures using Geosynthetic Reinforcements – EBGEO. Berlin: Deutsche Gesellschaft für Geotechnik, 2011.
[6] Peng X, Zornberg JG. Evaluation of soilgeogrid interaction using transparent soil with laser illumination. Geosynth. Int. 2019; DOI: 10.1680/jgein.19.00004.
[7] Górszczyk J, Malicki K. Newapproach to junction efficiency analysis of hexagonal geogrid using digital image correlation method. Geotext. Geomembr. 2023;DOI:10.1016/j.geotexmem.2023.04.009.
[8] Sutton MA, Orteu JJ, Schreier H. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements: Basic Concepts, Theory and Applications. Springer Science & Business Media, 2009.
[9] Tan C-S, Karuppanan S, Khoo S-W.AReview of Surface Deformation and Strain Measurement Using Two-Dimensional Digital Image Correlation. Metrol. Meas. Syst. 2016 Vol 23 No 3 461-480, 2016,Dostęp: 22 listopad 2023. [Online].Dostępne na: https://journals.pan.pl/dlibra/publication/ 121997/edition/106333.
[10] Górszczyk J, Malicki K, Zych T. Application of Digital Image Correlation (DIC) Method for Road Material Testing. Materials. 2019; DOI: 10.3390/ma12152349.
[11] Jezierski D, i in. A comparison of elastoplastic parameters of S355 steel obtained in tensile tests using an extensometer, a strain gauge and an ARAMIS 3D DIC system. Arch. Civ. Eng. 2022. Dostęp: 22 listopad 2023. [Online]. Dostępne na: https://journals.pan.pl/dlibra/ publication/143034/edition/125674.
[12] Herbst V, Splitthof K, Ettemeyer A. New Features in Digital Image Correlation Techniques. Warrendale, PA, USA: SAE International, 2005. Dostęp: 22 listopad 2023. [Online]. Dostępne na: https://doi.org/10.4271/2005-01-0897.
[13] Technical Specyfications. Secugrid® R6”. NAUE GmbH, Germany, 2021.
[14] EN ISO 10319. Geosynthetics, Wide-Width Tensile Test. European Committee for Standardization: Brussels, Belgium, 2015.
[15] Digital Image Correlation (DIC) – 3D Full- Field Measurement, Dantec Dynamics – Precision Measurement Systems & Sensors. Dostęp: 21 listopad 2023. [Online]. Dostępne na: https://www.dantecdynamics.com/solutions/digit al-image-correlation-dic/.
Przyjęto do druku: 13.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 32-35 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Identification of selected mechanical properties of construction vibro-isolating materials based on recycled polymer granules
dr hab. inż. Tomasz Korbiel, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
ORCID: 0000-0003-0783-6348
dr Renata Bal, Państwowa Akademia Nauk Stosowanych, Instytut Politechniczny
ORCID: 0000-0002-3011-8726
mgr inż. Wojciech Berezowski, Państwowa Akademia Nauk Stosowanych, Instytut Politechniczny
ORCID: 0000-0002-9094-9222
mgr inż. Radosław Kruk, Państwowa Akademia Nauk Stosowanych, Instytut Politechniczny
ORCID: 0000-0002-6231-0886
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.06
Doniesienie naukowe
Streszczenie. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania materiałów z recyklingu do wytwarzania elementów wibroizolacyjnych stosowanych w budowie dróg szynowych. Granulaty recyklingowe charakteryzują się stabilnymi parametrami mechanicznymi, co pozwala na ich wykorzystanie w produkcji materiałów do budowy torowisk w terenach zurbanizowanych. W artykule omówiono technologię wytwarzania tego typu materiałów oraz wstępne badania podstawowych właściwości mechanicznych. Zaprezentowane wyniki pozwalają na wybór technologii produkcji mat wibroizolacyjnych z materiałów recyklingowych w zależności od obszaru zastosowania. Określenie poziomu energii dyssypowanej w trakcie obciążenia dynamicznego umożliwiło skalowanie właściwości produktów podczas produkcji. Przedstawione badania pozwalają na wykorzystanie granulatów polimerów PET oraz PiB.
Słowa kluczowe: wibroizolacja kolejowa; współczynnik tłumienia; recykling; maty wibroizolacyjne.
Abstract. The article presents the concept of using recycled materials to produce vibration-isolating elements used in the construction of railroads. Recycling granulates are characterized by stable mechanical parameters, which allows them to be used in the production of materials for the construction of tracks in urban areas. This work discusses the technology of producing this type of materials and preliminary research on the basic mechanical properties. The presented results allow the selection of a technology to produce vibration-insulating mats from recycled materials depending on the area of application. Determining the level of energy dissipated during dynamic loadingmade it possible to scale the properties of products during production. The presented research allows the use of PET and PiB polymer granulates.
Keywords: railway vibration isolation; damping coefficient; recycling; vibration isolation mats.
Literatura
[1] Burdzik R, Ciesla M, Sładkowski A. Cargo Loading and Unloading Efficiency Analysis in Multimodal Transport. Promet – Traffic&Transportation. 2014; https://doi.org/10.7307/ptt.v26i4.1356.
[2] Peruń G, Łazarz B, Korbiel T. Diagnostyka wibroakustyczna urządzeń. Mag. Autostrady. 2015; 4: 30 – 33.
[3] Batko W, Stępień TB, Korbiel T, Pawlik P, Barański R. Osobisty wskaźnik zagrożenia hałasem: koncepcja i badania laboratoryjne. Wydawnictwa AGH, 2017, ISBN: 9788374649995.
[4] Paluch W, Kłaczyński M. Measurements of acoustic response of car interior for structural excitations.Diagnostyka. 2022;DOI: 10.29354/diag/156893.
[5] Pawlik P, et al. Vibroacoustic study of powertrains operated in changing conditions by means of order tracking analysis. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and. Reliability. 2016; DOI: 10.17531/ein. 2016.4.16.
[6] Dziurdź J. Diagnozowanie układów napędowych pojazdów oparte na analizie zjawisk nieliniowych. Przegląd Mechaniczny. 2014; 11: 26 – 29.
[7] Ołdakowski J, Ołdakowska E. Ewaluacja kosztów jednostkowych efektów zewnętrznych transportu, wykorzystywanych w analizach kosztów i korzyści. Materiały Budowlane. 2022; DOI: 10.15199/33.2022.09.15.
[8] Martin H. Transport- und Lagerlogistik. Transp. und Lagerlogistik, 2011.
[9] Kwiatkowska E. Wibroizolatory sprężynowe w nawierzchni torowej. Zesz. Nauk. Stowarzyszenia Inżynierów i Tech. Komun. w Krakowie. Ser. Mater. Konf., vol. Nr 1 (112), pp. 113 – 123, 2017.
[10] Niemiro J. Analiza i wykorzystanie dźwiękochłonnych właściwości granulatu gumowego pozyskanego z recyklingu. Zesz. Nauk. Politech. Częstochowskiej. Bud. 2016; DOI 10.17512/znb. 2016.1.25.
[11] Adamczyk J, Dylewski R, Zielonogórski U. Recykling odpadów budowlanych w kontekście budownictwa zrównoważonego. Probl. Ekorozwoju. 2010.
[12] KočíV. Comparisons of environmental impacts between wood and plastic transport pallets. Sci. Total Environ. 2019. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv. 2019.05.472.
[13] Kijeński J, Błędzki A K. Odzysk i recykling materiałów polimerowych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011. ISBN 978-83-01-16642-7.
[14] Gangappa S. Mechanical Behaviour of Polymers in Dynamic Conditions. Politechnika Warszawska 2021. Praca magisterska.
[15] Marques B, et al. Vibro-acoustic behaviour of polymer-based composite materials produced with rice husk and recycled rubber granules. Constr. Build. Mater. 2020. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120221.
[16] Białasz S. Practice use of rubber recyclates, as a way to protect the environment. Ecol.Eng.Environ.Technol.2018.https://doi.org/10.12912/23920629/94958.
[17] Katunin A. Parametry modalne i tłumienie wybranych laminatów przemysłowych. Czasopismo Przegląd Mechaniczny. 2021;DOI 10.15199/148.2021.3.1.
[18] Pioś P. Kompozyt na bazie granulatu gumowego ze zużytych opon jako materiał dźwiękochłonny i wibroizolacyjny w przemyśle przetwórstwa spożywczego. Postępy Tech. Przetwórstwa Spożywczego. 2019.
[19] Gu Z, Lei Y, Qian W, Xiang Z, Hao F, Wang Y. An Experimental Study on the Mechanical Properties of a High Damping Rubber Bearing with Low Shape Factor.Appl. Sci. 2021; https://doi. org/10.3390/app112110059.
[20] Markou AA,Manolis GD. Mechanical models for shear behavior in high damping rubber bearings. Soil Dyn. Earthq. Eng. 2016. https://doi. org/10.1016/j. soildyn. 2016.08.035.
Przyjęto do druku: 26.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 27-31 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
The analysis of the reinforced column head with S-T method in order to identify the cracking reasons
dr inż. Michał Musiał, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0001-6628-9749
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.05
Studium przypadku
Streszczenie. W artykule opisano przypadek zarysowania głowicy prefabrykowanego słupa żelbetowego. Głowica stanowi podparcie kratownicy stalowej stropodachu hali produkcyjnej z jednej strony i belki żelbetowej stropodachu z drugiej. Kratownica stalowa opiera się na wykształtowanej półce, natomiast belka żelbetowa na prostokątnym wsporniku. Ze względu na zarysowanie głowicy (o szerokości przekraczającej 0,5 mm) przeprowadzono analizę jego przyczyn. Stwierdzono, że błędnie obliczono i ukształtowano zbrojenie. Na podstawie metody S-T zaproponowano poprawny sposób zbrojenia elementu.
Słowa kluczowe: metoda S-T; słup; wspornik; zbrojenie, żelbet.
Abstract. In the paper the case of cracking of the precast reinforced concrete column’s head was described. The head is the support for a roof steel trussof aproductionhallonthe first side anda roof reinforced concrete beam on the second side. The steel truss is supported on the detailedshelfwhereas thebeams is supportedonthe rectangular corbel. Because of the head’s cracking (the width of more than 0,5 mm) the reasons’ analysis was carried out. It was stated that the reinforcement was calculated and detailed wrongly. On the basis of S-Tmethod the correct way of the element’s reinforcing was proposed.
Keywords: S-Tmethod; column; corbel; reinforcement; reinforced concrete.
Literatura
[1] Nagrodzka-Godycka K. Wsporniki żelbetowe. Badania, teoria, projektowanie. Monografia nr 21. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej; 2001.
[2] PN-B-03264:1999. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone.
[3] Starosolski W. Konstrukcje żelbetowe według Eurokodu 2 i norm związanych – Tom 3. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2019.
[4] Marsh K. Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2016: Essentials. New York: Marsh API LLC; 2016.
[5] Knauff M. Obliczanie konstrukcji żelbetowych wg Eurokodu 2.Warszawa:Wydawnictwo Naukowe PWN; 2020.
[6] Abbood I. S. Strut-and-tie model and its applications in reinforced concrete deep beams: A comprehensive review. Case Stud. Constr. Mater. 2023; https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023. e02643.
[7] Bagrij P, Styś D. Modelowanie naroży ram żelbetowych w metodzie S-T. Materiały Budowlane. 2015; DOI. 10.15199/33.2015.06.29.
[8] Tjhin TN, Kuchma DA. Integrated analysis and design tool for the strut-and-tie method. Eng. Struct. 2007;http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2007.01.032.
[9] ACI 318-19 (22): Building Code Requirements for Structural Concrete.
[10] PN-EN 1992-1-1:2008. Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[11] Urban T. Wzmacnianie konstrukcji żelbetowych metodami tradycyjnymi. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2015.
[12] Urban T, Krawczyk Ł, Gołdyn M. Badania krótkich wsporników żelbetowych wzmacnianych zbrojeniem wklejanym i stalowymi akcesoriami. Badania doświadczalne elementów i konstrukcji betonowych 2019; https://doi.org/10.34658/kbb.2019.22.
[13] Corry R, Dolan Ch. Strengthening and Repair of a Column Bracket Using a Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) Fabric 2001; https://doi. org/10.15554/pcij. 01012001.54.63.
Przyjęto do druku: 15.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 23-26 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Determining the steel tensile strength based on Leeb hardness measurement
dr inż. Michał Gajdzicki, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0003-0555-1648
dr inż. Jakub Miszczak, prof. uczelni, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-8687-3093
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.04
Studium przypadku
Streszczenie. W artykule oceniono, czy na podstawie wyników otrzymywanych z przenośnego twardościomierza Leeba można w dokładny sposób określić wytrzymałość na rozciąganie, która jest podstawowym parametrem pozwalającym na ustalenie gatunku stali. Wykonano pomiary próbek z dwóch różnych gatunków stali, dwóch różnych grubości oraz o dwóch różnych stopniach przygotowania testowanej powierzchni stali. Sprawdzono, czy kierunek wykonywania uderzenia wpływa na otrzymywane wyniki oraz jaka jest zależność pomiędzy twardością stali a stanem naprężeń w badanym elemencie. Otrzymane wyniki na podstawie twardości Leeba porównano z wartością wytrzymałości na rozciąganie uzyskaną z maszyny wytrzymałościowej. Wykazano, że na potrzeby praktyczne możliwe jest ustalenie wytrzymałości na rozciąganie stali na podstawie pomiarów wykonywanych przenośnym twardościomierzem Leeba, wykorzystującym metodę dynamiczną pomiarów.
Słowa kluczowe: twardość Leeba; wytrzymałość na rozciąganie stali; gatunek stali; badania nieniszczące; metoda dynamiczna pomiaru twardości.
Abstract. In this article, it was decided to check whether, based on the results obtained from a portable Leeb hardness tester, the value of tensile strength could be determined in an equally accurate way, so that it would be possible to determine the steel tensile strength. The measurements were performed for samples made of two different steel grades with different tensile strength, two different thicknesses and two different degrees of preparation of the tested steel surface. It was checked whether the direction of impact affects the results obtained and what is the relationship between the hardness of steel and the level of stress in the tested element.All obtained results based on Leeb hardness were compared with the tensile strength values obtained from the testing machine. It has been shown that for practical purposes it is possible to determine the steel tensile strength based onmeasurements performed with a portable Leeb hardness tester using the dynamic measurement method.
Keywords: Leeb hardness; steel tensile strength; steel grade; non-destructive testing; dynamic hardness measurement method.
Literatura
[1] Leeb D. New dynamic method for hardness testing of metallic materials, VDI-Report No. 308, pp. 123-128, 1978.
[2] ASTM-International A956-12, Standard Test Method for Leeb Hardness Testing of Steel Products.
[3] ISO 16859-1 Metallic materials – Leeb hardness test – Part 1: Test method.
[4] DIN ISO 18265Metallic Conversion of hardness values.
[5] Gosowski B, Dudkiewicz J. Hardness of longitudinally- loaded steel elements and its relationship to strength, Archives of Civil Engineering. 1997; 43 (1): 23 – 36.
[6] Dudkiewicz J, Gosowski B. Generalizations of relations between strength and hardenss of steel in structural elements under logitudinal load, Archives of Civil Engineering. 2004; 50: 45 – 67.
[7] PN-EN ISO 6892-1 Metale – Próba rozciągania – Część 1:Metoda badaniaw temperaturze pokojowej.
Przyjęto do druku: 18.01.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 18-22 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Influence of steel reinforcement on the behavior of vertically loaded masonry walls with simultaneous displacement of supporting structure
dr inż. Adam Piekarczyk, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-5790-9560
mgr inż. Tomasz Połubiński, NOVA Sp. z o.o.
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.03
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań w pełnej skali ścian murowanych z bloczków z ABK i bloczków silikatowych z niewypełnionymi spoinami pionowymi oraz ze spoinami cienkimi. Celem badań było określenie wpływu nowego rodzaju zbrojenia stalowego do spoin wspornych na nośność oraz deformacje poprzeczne ścian poddanych obciążeniu o charakterze grawitacyjnym i jednoczesnemu ugięciu podpory, na której ściany były podparte liniowo. Badania wykazały, że zastosowanie zbrojenia w spoinach wspornych muru wpływa na zwiększenie nośności ścian wykonanych z bloczków z ABK. Stwierdzono znaczne ograniczenie szerokości zarysowania ścian, czego skutkiem było zmniejszenie globalnych kątów deformacji poprzecznej ścian zbrojonych.
Słowa kluczowe: ściany z ABK; ściany z bloczków silikatowych; zbrojenie do spoin wspornych; nośność muru; deformacje poprzeczne muru.
Abstract. The article presents the results of tests on full-scale masonry walls made ofAAC blocks and calcium-silicate blocks with thin bed joints and unfilled vertical joints. The aim of the research was to determine the impact of a new type of steel reinforcement for bed joints on the load-bearing capacity and transverse deformations of walls subjected to gravity loads and simultaneous deflection of the support on which the walls were linearly supported. Research has shown that the use of reinforcement in the bed joints of the wall increases the load- -bearing capacity of walls made of AAC blocks. A significant reduction in the width of wall cracks was found, which resulted in a reduction in the global angles of transverse deformation of reinforced walls.
Keywords: AAC masonry walls; calcium-silicate masonry walls; reinforcement for masonry bed joints; load-bearing capacity of masonry; transverse deformation of masonry.
Literatura
[1] Drobiec Ł. Przyczyny uszkodzeń murów; w XXII Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji, tom1, Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa, Oddział w Bielsku-Białej, 2007, s. 105 – 148.
[2]Małyszko L, Orłowicz R. Konstrukcje murowe. Zarysowania i naprawy. Olsztyn: Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko- Mazurskiego, 2000.
[3] Drobiec Ł. Limitation of cracking inAAC masonry under the window zone/Begrenzung von Rissbildung in Porenbetonmauerwerk im Brüstungsbereich. Mauerwerk. 2017; 21,H. 5: 332 – 342.
[4] Drobiec Ł, Jasiński R. Wpływ rodzaju zaprawy na parametry mechaniczne murów z ABK poddanych ściskaniu. Materiały Budowlane. 2015; 512 (4): 3 – 7.
[5] PN-EN 772-1+A1:2015-10 Metody badań elementów murowych. Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.
[6] PN-EN 998-2:2016-12 Wymagania dotyczące zapraw do murów. Część 2: Zaprawa murarska.
[7] PN-EN1996-2:2010 Eurokod 6. Projektowanie konstrukcji murowych. Część 2:Wymagania projektowe, dobór materiałów i wykonanie murów.
[8] European Technical Assessment ETA18/0316, Murfor Compact, Ancillary components for masonry: bed joint reinforcement for structural use. Brussels 2019.
[9] Deklaracja właściwości użytkowych Murfor® Compact A-80. Bekaert 2020.
[10] PN-EN 845-3+A1:2016-10 Specyfikacja wyrobów dodatkowych do wznoszenia murów. Część 3: Stalowe zbrojenie do spoin wspornych
[11] PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
Przyjęto do druku: 21.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 13-17 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
The relationship between the increase in compressive strength and the limit stresses of adhesion during the concrete curing period – verification of EC2 assumptions
dr inż. Andrzej Śliwka, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-1638-7946
dr inż. Barbara Wieczorek, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-6068-4753
dr inż. Mirosław Wieczorek, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-6002-5221
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.02
Doniesienie naukowe
Streszczenie. Podjęto badania w celu weryfikacji określania granicznych naprężeń przyczepności na podstawie chwilowej wytrzymałości betonu na ściskanie w okresie jego dojrzewania. Przedstawiono wyniki badań przyczepności prętów gładkich do betonu, które wskazują na rozwój przyczepności w okresie dojrzewania betonu proporcjonalny do rozwoju wytrzymałości na ściskanie. Porównano wyniki badań z wynikami obliczeń z wykorzystaniem wzorów empirycznych przedstawionych w EC2.
Słowa kluczowe: beton; dojrzewanie; przyczepność; stal; wytrzymałość.
Abstract. Research was undertaken to verify the possibility of determining the limit stresses of adhesion on the basis of the instantaneous compressive strength of concrete during the maturation period. The results of tests on the adhesion of smooth bars to concrete are presented. Research indicates that the development of adhesion during the concrete maturation period is proportional to the development of compressive strength.The test results were compared with the results of calculations using the empirical formulas presented in EC2.
Keywords: concrete; curing; adhesion; steel; strength.
Literatura
[1] Burdziński M, Niedostatkiewicz M, Ziółkowski P. Tests of bond between concrete and steel bars – literature background and program of own research. Budownictwo i Architektura. 2020; 19 (3): 5 – 20.
[2] Jasiczak J, Kulczewski P, Borowski P. Laboratory Tests ofAdhesion of Steel Bars to Ordinary and Frozen Concrete. WMCAUS, IOP Conf. Series:Materials Science and Engineering. 2017; 245 032043: 10.
[3] Dondelewski H, Januszewski M. Betony cementowe. Zagadnienia wybrane. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
[4] Hughes BP, Videla C. Design criteria for early- age bond strength in reinforced concrete. Materials and Structures. 1992, 25: 445 – 463.
[5] https://www.germanninstruments.com/coma- -meter-maturity-meter/. 26.04.2023 r.
[6] Praca zbiorowa. Budownictwo betonowe. Tom 1. Technologia betonu, cz. 1. Arkady, Warszawa 1963.
[7] PN-EN 1992-1-1:2008. Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z betonu – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[8] Chowdhury S. Early Age Bond Strength of Reinforcing Bars in High Strength Concrete. 4th International Conference on Structural Engineering and Construction Management, Kandy, Sri Lanka 2013, s. 78 – 89.
[9] Dybel P, Kucharska M. Development of Bond Strength of Reinforcement Steel in New Generation Concretes. WMCAUS, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019; 471 052058: 8.
[10] Xiao J, Long X, Ye M, Jiang H, Liu L, Mo F, Deng D, Huang Z. Bond-Slip Law Between Steel Bar and Different Cement-Based Materials ConsideringAnchorage Position Function. Frontiers in Materials. 2021; 8: 15.
[11] Almeida Filho FM, El DebsMK, El Debs ALHC. Evaluation of the bond strength behaviour between steel bars and High Strength Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete at early ages. Tailor Made Concrete Structures – Walraven & Stoelhorst (eds) Taylor & Francis Group, London, 2008, s. 445 – 451.
[12] Gruszczyński M, Lenart M, Wasąg T. Analiza przyrostu wytrzymałości wczesnej betonu modyfikowanego domieszkami zawierającymi nanokryształy CSH/Analysis of the increase in early strength of concrete modified with admixtures containing CSH nanocrystals.Materiały Budowlane. 2022; 595 (3): 2 – 4.
[13] Burdziński M, Niedostatkiewicz M. Analiza doświadczalna wpływu średnicy pręta na przyczepność w teście pull-out.Materiały Budowlane. 2022; 602 (10): 1 – 4.
[14] Krystosik D. Ocena przyczepności włókien stalowych domatrycy betonowej po ich obróbce mechanicznej. Materiały Budowlane. 2022; 603 (11): 1 – 5.
[15] RILEM/CEB/FIP, Technical recommendations for the testing and use of construction materials, E&FN Spon, U. K. 1983.
[16] Cairns J, Plizzari G. Do we need a standard test for bond. Proc. Int. Conf. Bond in Concrete – from research to standards. Budapest 2002, s. 259 – 267.
[17] PN-EN 12390-3:2011. Badania betonu – Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.
[18] PN-EN 12390-6:2011. Badania betonu – Część 6:Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badań.
[19] Pędziwiatr J. Podstawowe zagadnienia przyczepności stali i betonów w elementach żelbetowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2007, 291 s.
[20] PN-EN 10080:2007 Stal do zbrojenia betonu. Spajalna stal zbrojeniowa. Postanowienia ogólne.
Przyjęto do druku: 21.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 6-12 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Types of global analysis of bar reinforced concrete structures
dr inż. Jacek Ścigałło, Politechnika Poznańska, Wydział Architektury
ORCID: 0000-0001-8247-6501
dr hab. inż. Robert Studziński, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
ORCID: 0000-0002-0906-8701
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.03.01
Studium przypadku
Streszczenie. W artykule omówiono różne rodzaje analiz globalnych żelbetowych konstrukcji prętowych. Na przykładzie ramy żelbetowej porównano wyniki uzyskane z analiz oceny stanu granicznego nośności i użytkowalności. W porównaniu uwzględniono cztery warianty analizy nieliniowej, a uzyskane wyniki odniesiono do powszechnie stosowanej analizy liniowo-sprężystej. We wszystkich analizach uwzględniono wpływ imperfekcji geometrycznych. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w programie AxisVM.
Słowa kluczowe: żelbetowe ustroje prętowe; analiza globalna; nieliniowość geometryczna; efekty II rzędu; nieliniowość materiałowa.
Abstract. The paper discusses various types of global analysis for reinforced concrete structures. On the example of a reinforced concrete frame, the results were compared in the aspect of assessing the ultimate and serviceability limit states. Four types of nonlinear analysis were included in the comparison, and the results obtained were related to the linearelastic analysis. The influence of geometric imperfections was taken into account in all analyses. Numerical calculations were performed in AxisVM.
Keywords: reinforced concrete rod structures; global analysis; geometric nonlinearity; second order effects; material nonlinearity.
Literatura
[1] PN-EN 1990:2004 Eurokod – Podstawy projektowania konstrukcji.
[2] Praca zbiorowa Sekcja Konstrukcji Betonowych KILiW PAN. Podstawy projektowania konstrukcji żelbetowych i sprężonych według Eurokodu 2.DolnośląskieWydawnictwoEdukacyjne, Wrocław2006.
[3] PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2 Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[4] Podręcznik użytkownika AxisVM X7, https://gammacad.pl/app/uploads/acf-uploads/axisvm_ x7_podrecznik.pdf, dostęp 12.12.2023.
[5] Knauff M. Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodów 2. Wydawnictwo Naukowe 2018 PWN SA, ISBN 978-83-01-19987-6.
[6] Pędziwiatr J. Efekty drugiego rzędu – porównanie metod obliczeniowych. Materiały Budowlane. 2017; DOI: 10.15199/33.2017.06.18.
[7] Pędziwiatr J, Musiał M. Calculation of second- order effects in columns – applications and examples, Archives of Civil Engineering. 2023; DOI: 10.24425/ace.2023.144173.
[8] Ścigałło J. Praktyczne algorytmy do projektowania żelbetowych przekrojów mimośrodowo ściskanych na podstawie wymagań Eurokodu 2. Materiały Budowlane. 2014; 4: 68 – 69.
[9] Pannell FN. The Design of Biaxially Loaded Columns by Ultimate Load Method. Magazine of Concrete Research, London, 1960, 103 – 104.
[10] Bresler B. Design Criteria for Reinforced Columns underAxial Load and Biaxial Bending. ACI Journal, Proceedings. 1960; 57: 481 – 490.
[11] Ramamurthy LN. Investigation of the Ultimate Strength of Square and Rectangular Columns under Biaxially Eccentric Loads. Symposium on Reinforced Concrete Columns,American Concrete Institute, Detroit, MI, 1966, 263 – 298.
[12] Bouchaboub M, Sama ML. Nonlinear analysis of slender high-strength R/C columns under combined biaxial bending and axial compression. Engineering Structures. 2013; DOI: 10.1016/j.engstruct.2012.08.030.
[13] de Araújo JM. Comparative study of the simplified methods of Eurocode 2 for second order analysis of slender reinforced concrete columns. Journal of Building Engineering. 2017; DOI: 10.1016/j.jobe.2017.10.003.
Przyjęto do druku: 13.02.2024 r.
Materiały Budowlane 3/2024, strona 1-5 (spis treści >>)
Start 
