sciencetalk

Beste,
 
Als eindwerk voor mijn schooljaar moet ik een GIP (geïntegreerde proef) maken. Mijn idee was om de trekkracht te berekenen van verschillende soorten balken beton. Deze balken hebben steeds dezelfde afmeting maar zijn anders geproduceerd. Ik heb 2 balken zonder speciale behandeling, 2 balken getrild met een trilnaald (zodat de luchtbellen uit de beton zouden gaan) en 2 balken bewapend met één betonstaaf met een diameter van 6mm. 
Al de balken zijn 5cm hoog op 10cm breed op 60 cm lang. 
 
Ik heb van deze dan hun maximale last beproefd door de driepuntsbuigproef te recreëren. (zie foto)

Voor de 4 balken (2 gewoon, 2 getrild) heb ik de buigingsformule toegepast: 

 
Voor mijn balken met de betonstaaf zou ik een andere formule moeten toepassen (of toch een ander traagheidsmoment omdat de neutrale vezel anders ligt ?)
Ik heb meer informatie gevraagd aan mijn leerkracht en die legde het mij uit, maar achteraf kan ik niet meer zo goed aan zijn notities aan uit.
 
Mijn bewapening ligt op 0.5 cm van de onderkant van de balk in het midden van de balk. De kracht waaronder deze balk brak was 145 kg.
 
Heeft iemand een idee hoe ik hier de trekspanning uit kan berekenen?
 
Alvast bedankt!
Antoine

Voor een gewapende balk is de basishypothese dat:
- beton enkel in druk werkt;
- het staal alle trek opneemt.
'De' spanning in die balk bestaat dus niet meteen, je zou moeten kijken wat de drukspanning is in het beton en wat de trekspanning is in het staal.
 
Gebaseerd op bovenstaande zaken, schrijf je vervolgens evenwichtsvergelijkingen uit:
- evenwicht van krachten
- evenwicht van momenten
 
Om dit evenwicht uit te schrijven, zal je natuurlijk een bepaald spanning-rekverloop moeten aannemen. Voor het staal neem je een lineair elastisch verloop en een constant plastisch verloop, voor beton wordt een parabool-rechthoekig verloop of een bilineair verloop gekozen.

ga er vanuit dat alle trek door de wapening gaat.
( z is inwendige hefboomarm)
 
z is ongeveer  50-5-3  en nog iets voor de drukzone van het beton laten we zeggen 5 mm dan komen we op een z van 37 mm
 
het uitwendige moment is 1/4F*l
deel dit door de z dan heb je een goede indicatie van het koppel
 
een meer exacte benadering vind je hier http://wetenschap.infonu.nl/techniek/103651-hoe-reken-je-een-betonnen-balk-door.html