Materiały używane do celów konstrukcyjnych są zazwyczaj klasyfikowane według ich odporności na podstawowe naprężenia, takie jak ściskanie, rozciąganie i ścinanie.

Ściskanie jest siłą, która popycha cząsteczki materiału bliżej siebie. Na przykład, gdy kolumna podtrzymuje obciążenie, jest poddawana ściskaniu i jej wysokość skraca się, choć często niezauważalnie. Przeciwieństwem jest siła rozciągająca, która ma tendencję do wydłużania materiału.

Wszystkie materiały mogą, do pewnego stopnia, wytrzymać siły ściskające zanim ulegną zniszczeniu i to właśnie w tym momencie mierzona jest wytrzymałość na ściskanie. Dlatego wytrzymałość na ściskanie materiału jest zwykle określana jako maksymalne ściskanie, które materiał może wytrzymać przed zniszczeniem.

Materiały, które mogą wytrzymać duże, przyłożone siły ściskające przed zniszczeniem, są określane jako posiadające wysoką wytrzymałość na ściskanie.

Niektóre materiały są lepsze od innych w wytrzymywaniu ściskania przed zniszczeniem. Stal może wytrzymać stosunkowo duże siły ściskające. Inne materiały, takie jak beton i ceramika, wykazują zwykle znacznie wyższą wytrzymałość na ściskanie niż na rozciąganie. W zależności od materiału, zniszczenie może obejmować pęknięcie na granicy wytrzymałości na ściskanie lub nieodwracalne odkształcenie.

Pomiar wytrzymałości na ściskanie

Możliwy jest dokładny pomiar wytrzymałości na ściskanie materiałów poprzez przeprowadzenie próby ściskania w dokładnie kontrolowanych warunkach przy użyciu uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej. Typowa maszyna wytrzymałościowa może mieć wydajność do 53 mega niutonów (MN), co odpowiada sile o wartości 5 404 ton.

W budownictwie, badanie wytrzymałości na ściskanie betonu jest zwykle wykonywane na różnych etapach po jego wylaniu, aby zapewnić wystarczający czas na uzyskanie wytrzymałości (np. po 28 dniach). Zazwyczaj, jako próbki używa się sześcianu (lub cylindra) z betonu, zapewniając, że górna i dolna powierzchnia są płaskie i równoległe, a obie powierzchnie mają idealny przekrój, tj. są pod kątem prostym do pionowej osi sześcianu.

Siła ściskająca jest przykładana do próbki stopniowo przez mechanizm badawczy. Pomiar wytrzymałości na ściskanie tą metodą wymaga:

• pola przekroju poprzecznego jednej z powierzchni kostki, górnej lub dolnej (powinny być identyczne), oraz
• siły ściskającej przyłożonej w momencie zniszczenia (zdefiniowanego jako trwałe odkształcenie – tj. niezdolność do przyjęcia poprzedniego kształtu po usunięciu siły ściskającej).

Jeśli te pomiary są dostępne, wytrzymałość na ściskanie (C lub σc) można obliczyć jako:

C = F/A

gdzie F jest maksymalną siłą (obciążeniem) przyłożoną w punkcie zniszczenia, a A jest polem przekroju poprzecznego próbki przed przyłożeniem siły. Może być wyrażona w N/m² lub Paskalach (gdzie 1 Pascal (Pa) = 1 N/m²).

Czasami trudno jest zmierzyć wytrzymałość na ściskanie metali ciągliwych, takich jak stal miękka, które mają wysoką wytrzymałość na ściskanie. Wynika to z trybu zniszczenia takich materiałów. Zazwyczaj, pod wpływem obciążenia ściskającego, stal miękka odkształca się elastycznie do pewnego punktu; następnie następuje odkształcenie plastyczne i ostatecznie próbka może ulec spłaszczeniu bez znaczących oznak pęknięcia. Pomiar dokładnego punktu zniszczenia przy ściskaniu może być zatem trudny. Z tego powodu częściej podaje się wytrzymałość na rozciąganie stali miękkiej, która jest łatwiejsza do uzyskania; ponieważ jej wytrzymałość na rozciąganie jest zawsze niższa od wytrzymałości na ściskanie, można ją wykorzystać jako podstawę do obliczeń.

Powiązane artykuły na Designing Buildings Wiki

• Arch.
• Sklepienie kolebkowe.
• Wytrzymałość na ściskanie drewnianych słupów kratowych dla budownictwa niskiego.
• Beton.
• Kopuła.
• Elementy konstrukcji w budynkach.
• Inżynier.
• Latająca przypora.
• Beton masowy.
• Stal.
• Inżynier konstruktor.
• Zasady konstrukcyjne.
• Podkonstrukcja.
• Nadbudowa.
• Wieża.
• Naprężenie.
• Rodzaje konstrukcji.
• Voussoir.

.