Materialele utilizate în scopuri structurale sunt de obicei clasificate în funcție de rezistența lor la solicitări de bază, cum ar fi compresiunea, tensiunea și forfecarea.

Compresiunea este o forță care împinge particulele unui material mai aproape una de alta. De exemplu, atunci când un stâlp suportă o sarcină, acesta se află sub compresie și înălțimea sa se scurtează, deși adesea imperceptibil. Opusul este forța de tracțiune, care tinde să alungească un material.

Toate materialele pot, până la un anumit grad, să reziste la forțe de compresiune înainte de a ceda și în acest punct se măsoară rezistența la compresiune. Prin urmare, rezistența la compresiune a unui material este de obicei precizată ca fiind compresiunea maximă pe care materialul o poate suporta înainte de cedare.

Materialele care pot rezista unor forțe de compresiune mari, aplicate înainte de cedare, se spune că au rezistențe mari la compresiune.

Câteva materiale sunt mai bune decât altele la a rezista la compresiune înainte de cedare. Oțelul poate rezista la forțe de compresiune relativ mari. Alte materiale, cum ar fi betonul și ceramica, prezintă de obicei rezistențe la compresiune mult mai mari decât rezistențe la tracțiune. În funcție de material, cedarea poate cuprinde ruperea la limita rezistenței la compresiune sau o deformare ireversibilă.

Măsurarea rezistenței la compresiune

Este posibil să se măsoare cu precizie rezistența la compresiune a materialelor prin efectuarea unui test de compresiune în condiții atent controlate cu ajutorul unei mașini universale de încercări. Aceasta poate avea, de obicei, capacități de testare de până la 53 de mega newtoni (MN), ceea ce este egal cu o forță de 5.404 tone.

În construcția clădirilor, testarea rezistenței la compresiune a betonului se realizează, de obicei, în diferite etape după ce acesta a fost turnat, pentru a permite un timp suficient pentru dezvoltarea rezistenței (de exemplu, după 28 de zile). De obicei, un cub (sau un cilindru) de beton este utilizat ca epruvetă, asigurându-se că suprafețele de sus și de jos sunt plane și paralele și că ambele fețe au o secțiune transversală perfectă, adică în unghiuri drepte față de axa verticală a cubului.

O forță de compresiune este aplicată treptat epruvetei de către mecanismul de testare. Măsurarea rezistenței la compresiune prin această metodă necesită:

• Aria secțiunii transversale a uneia dintre fețele cubului, superioară sau inferioară (ar trebui să fie identice), și
• Forța de compresiune aplicată în momentul cedării (definită ca o deformare permanentă – adică o incapacitate de a-și relua forma anterioară odată ce forța de compresiune este îndepărtată).

După ce aceste măsurători sunt disponibile, rezistența la compresiune (C sau σc) poate fi calculată astfel:

C = F/A

unde F este forța (sarcina) maximă aplicată în punctul de cedare și A este aria secțiunii transversale a epruvetei înainte de aplicarea forței. Ea poate fi exprimată în termeni de N/m² sau Pascali (unde 1 Pascal (Pa) = 1 N/m²).

Este uneori dificil de măsurat rezistența la compresiune a metalelor ductile, cum ar fi oțelul moale, care au rezistențe mari la compresiune. Acest lucru se datorează modului de cedare al acestor materiale. În mod obișnuit, sub o sarcină de compresiune, oțelul moale se deformează elastic până la un punct; aceasta este urmată de deformare plastică și, în cele din urmă, epruveta poate fi aplatizată fără semne semnificative de fractură. Prin urmare, poate fi dificil să se măsoare punctul precis al cedării la compresiune. Din acest motiv, este mai frecventă citarea rezistenței la tracțiune a oțelului moale, care este mai ușor de obținut; deoarece rezistența la tracțiune este întotdeauna mai mică decât rezistența la compresiune, aceasta poate fi folosită ca bază de calcul.

Articole înrudite pe Designing Buildings Wiki

• Arcul.
• Bolta de butoi.
• Rezistența la compresiune a stâlpilor din lemn cu zăbrele pentru construcții cu înălțime redusă.
• Beton.
• Cupolă.
• Elemente de structură în construcții
• Inginer.
• Contrafort zburător.
• Beton în masă.
• Oțel.
• Inginer constructor.
• Principii structurale.
• Substructură.
• Suprastructură.
• Turn.
• Întindere.
• Tipuri de structuri.
• Voussoir.