biuletyn

INFORMACYJNY

01

/2006

informacje wstępne

o podwyższonej ciągliwości ze znakiem

stal zbrojeniowa

biuletyn

INFORMACYJNY

01

/2006

Centrum Promocji Jakości Stali jest organizacją zrzeszającą krajowych

producentów stali zbrojeniowej o podwyższonej ciągliwości oznaczonej

znakiem EPSTAL.

Cele CPJS

promocja wyrobów stalowych wysokiej jakości
prace badawcze ukierunkowane na poprawę jakości wyrobów oraz
bezpieczeństwo konstrukcji inżynierskich
zapewnienie wyższej jakości wyrobów poprzez dobrowolną certyfikację wyrobów
popularyzacja informacji o charakterze technicznym o wyrobach
objętych certyfikacją
stworzenie forum dialogu użytkowników wyrobów z ich producentami

Stal ze znakiem posiada

podwyższone parametry ciągliwości otrzymane w ustabilizowanym procesie
produkcyjnym, nadzorowanym przez CPJS
ubezpieczenie pokrywające szkody wynikłe z niedotrzymania
gwarantowanych parametrów
znakowanie literowe EPSTAL na pręcie
właściwości zgodne z normami PN EN 10080:2005 (U), PN-H 93220:2006,
PN-B 03264:2002,
PN EN 1992-1-1:2005 (U) – Eurocode 2
wszystkie obowiązkowe certyfikaty i oznaczenia, dopuszczające wyroby
do stosowania w budownictwie

Centrum Promocji Jakości Stali

ul. Koszykowa 54

00-675 Warszawa

tel. [phone]

fax. [phone]

e-mail: [e-mail]

www.cpjs.pl

EPSTAL jest znakiem jakości prętów żebrowa-
nych do zbrojenia betonu, spajalnych, o pod-

wyższonej ciągliwości, produkowanych przez
krajowych producentów stali, poddających się

dobrowolnej certyfikacji.

Rys. 1 Użebrowanie prętów EPSTAL w gatunku B500SP.

Na powierzchni prętów EPSTAL, oprócz stan-
dardowego znakowania w postaci pogrubio-
nych żeber pręty posiadają znakowanie literowe
(rys. 2), pozwalające w łatwy sposób odróżnić je
od innych gatunków stali.

STĘP

ŁAŚCIWOŚCI

STALI ZE ZNAKIEM EPSTAL

EPSTAL identyfikuje się ułożeniem żeber
w dwóch przeciwległych rzędach pręta. Że-
bra tworzą, na każdej ze stron pręta, dwie serie
o identycznym rozmieszczeniu, ale o innym na-
chyleniu każdej serii (rys. 1)

Znak EPSTAL potwierdza spełnienie wymagań
normy PN-H 93220:2006

1)

oraz odpowiednich

aprobat technicznych IBDiM i ITB, dla stali w ga-

tunku B500SP oraz dodatkowych wymagań
zawartych w Programie Certyfikacji EPSTAL.

Rys. 2 Schemat znakowania literowego
EPSTAL na pręcie.

biuletyn

INFORMACYJNY

01

/2006

W

W

biuletyn

INFORMACYJNY

Średnica

d

Przekrój nominalny

S

Masa 1m

*)

– teoretyczna

(dla średnicy nominalnej)

Zakresy masy obliczane dla

dopuszczalnych odchyłek

*)

[mm]

[cm

2

]

[kg/m]

[kg/m]

8

0,50

0,395

0,371 ÷ 0,418

10

0,79

0,617

0,589 ÷ 0,644

12

1,13

0,888

0,848 ÷ 0,928

16

2,01

1,58

1,507 ÷ 1,649

20

3,14

2,47

2,355 ÷ 2,577

25

4,91

3,85

3,680 ÷ 4,027

32

8,04

6,31

6,029 ÷ 6,597

*) Masa obliczona na podstawie ciężaru objętościowego stali 7850 kg/m

3

.

Tab. 1

Podstawowe

wymiary i masy

prętów

zbrojeniowych.

Producenci stali ze znakiem EPSTAL zobowiąza-
ni są do ciągłego oznaczania wytrzymałości na
obciążenia wielokrotnie zmienne oraz cykliczne.
Stal EPSTAL podlega ciągłemu badniu tych dwóch
parametrów zgodnie z PN-H 93220:2006

1)

.

Wytrzymałość na obciążenia wielokrotnie zmien-

ne określono na minimum 2 mln cykli rozciąga-

nia w zakresie naprężeń od 150 do 300 MPa z czę-
stotliwością do 200 Hz, bez widocznych pęknięć na
badanej próbce (Rys. 3).

Wytrzymałość na obciążenia cykliczne określo-
no na minimum 3 cykle rozciągania na prze-

mian ze ściskaniem, z częstotliwością 0,5-3 Hz,
bez widocznych pęknięć na próbce (Rys. 4).

ADANIA ZMĘCZENIOWE

I WYTRZYMAŁOŚĆ NA OBCIĄŻENIA CYKLICZNE

Powyższe badania dowodzą, że EPSTAL może mieć
zastosowanie w konstrukcjach narażonych na ob-
ciążenia wielokrotnie zmienne, w szczególności
jako zbrojenie mostów i wiaduktów oraz w kon-
strukcjach na obszarach górniczych.

B

f

yk

[MPa]

500

f

yd

[MPa]

420

f

tk

[MPa]

575

(f

t

/f

y

)

k

1,15 ÷ 1,35

ε

uk

[%]

8

obc. zmęczeniowe

min. 2 mln cykli

obc. cykliczne

min. 3 cykle

spajalność

gwarantowana C

eq

≤0,5%

moduł sprężystości E

S

200 GPa

Przytoczone w tabeli 2 wartości są mini-

malne, w bieżącej produkcji otrzymuje
się własności znacznie wyższe. Analiza
statystyczna rzeczywistych wyników
badań materiałowych zamieszczona
zostanie w kolejnych publikacjach.

Tab. 2

Wybrane

wymagania

normowe

dla stali EPSTAL

w gat. B500SP.

01

/2006

B500SP (EPSTAL)

Rys. 3

Rys. 4

biuletyn

INFORMACYJNY

Stal ciągliwa ma m.in.: większe możliwości absor-
bowania energii w sytuacjach krytycznych przed
zniszczeniem przez zerwanie (pole pod wykre-
sem na rys. 5), wyższe wzmocnienie, a ponadto
zapewnia możliwość redystrybucji momentów
w konstrukcji, dlatego stosując ten rodzaj stali
zbrojeniowej możemy uzyskać:
– lepszą wytrzymałość na obciążenia wielokrot-

nie zmienne i dynamiczne

– ostrzeżenie przed zniszczeniem konstrukcji

poprzez widoczne gołym okiem deformacje,
szerokie rysy i pęknięcia w stanie obciążeń
przedkrytycznych

– lepszą odporność konstrukcji na skutki nie-

przewidzianych obciążeń, takich jak: uderze-
nia, trzęsienia czy nagłe zniszczenia części kon-
strukcji podczas np. wybuchu

– lepszą odporność konstrukcji na obciążenia spo-

wodowane osiadaniem, pełzaniem czy działa-
niem podwyższonej temperatury

– możliwość zazbrojenia konstrukcji w sposób do-

kładniej odpowiadający rzeczywistemu rozkłado-
wi naprężeń, dzięki uwzględnieniu plastyczności
(redystrybucja sił wewnętrznych).

Zgodnie z PN-B-03264:2002 metodę analizy

plastycznej można stosować tylko dla ele-
mentów zbrojonych stalą o dużej ciągliwości
(ε

uk

> 5% ; f

tk

/f

yk

> 1,08). EPSTAL tym warunkom od-

IĄGLIWOŚĆ STALI

A WŁAŚCIWOŚCI ŻELBETU

powiada. Stosowanie do projektowania płyt i be-
lek ciągłych metody analizy plastycznej upraszcza
znacznie projektowanie i zbrojenie elementów żel-
betowych, ponieważ podatność konstrukcji na od-
kształcenia miejscowe umożliwia redystrybucję

momentów. W takim przypadku konstrukcja do-
stosowuje się do powstałego rozkładu momentów,
momenty są przenoszone przez przekroje o więk-
szej nośności, uzbrojone większą liczbą prętów.

Na rysunku 5 przedstawiono schematyczne wy-
kresy zależności naprężeń od odkształceń dla
stali o niskiej i wysokiej ciągliwości.

Rys. 5 Schematyczne wykresy zależności naprężeń od odkształceń dla
stali a) o niskiej ciągliwości i b) o podwyższonej ciągliwości, f

tk

– charak-

terystyczna wytrzymałość na rozciąganie, f

yk

– charakterystyczna grani-

ca plastyczności, ε

uk

– wydłużenie przy maksymalnej sile, E

1

, E

2

– wartość

absorbowanej energii.

C

01

/2006

S

TAL ZBROJENIOWA

W NORMALIZACJI

EUROKOD 2

Stal zbrojeniowa wg Eurokodu 2

3)

dzieli się na trzy klasy według kryterium ciągliwości (tabela 3).

Według tej klasyfikacji, dostępne dotychczas na naszym rynku stale zbrojeniowe zaliczają się do klasy

A lub B.

biuletyn

INFORMACYJNY

Klasa stali

A

B

C

Charakterystyczna
granica plastyczności (f

yk

, f

0,2k

)

[MPa]

400 ÷ 600

Minimalna wartość k = (f

t

/ f

y

)k

≥1,05

≥1,08

≥1,15

<1,35

Charakterystyczne wydłużenie
przy maksymalnej sile, ε

uk

[%]

≥2,5

≥5

≥7,5

Tab. 3

Klasyfikacja stali

zbrojeniowej

według

Eurokodu 2

3)

.

1) Norma PN-H 93220:2006 – Stal B500SP o podwyższonej ciągliwo-

ści do zbrojenia betonu. Pręty i walcówka żebrowana.

2) Norma PN-B 03264:2002 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe

i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie.

3) Norma PN EN 1992-1-1:2005 (U) – Eurokod 2: Projektowanie kon-

strukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.

4) Norma PN-82/H-93215 – Walcówka i pręty stalowe do zbrojenia

betonu.

5) Norma PN-ISO 6935-2 – Stal do zbrojenia betonu. Pręty żebrowane.
6) Norma PN EN 10080:2005 (U) – Stal do zbrojenia betonu. Spajalna

stal zbrojeniowa. Postanowienia ogólne.

STAL ZE ZNAKIEM

JEST DOSTĘPNA W OFERCIE HANDLOWEJ

KRAJOWYCH PRODUCENTÓW

01

/2006

Klasa stali

Znak

gatunku stali

Spajalność

Granica plastyczności stali

Wytrzymałość

charakterystyczna

na rozciąganie

f

tk

charakterystyczna

f

yk

obliczeniowa

f

yd

MPa

A-0

St0S-b

spajalna

220

190

300

A-I

St3SX-b

spajalna

240

210

320

A-II

18G2-b

spajalna

355

310

480

A-III

34GS

trudno

spajalna

410

350

550

A-IIIN

RB500W

spajalna

500

420

550

Tab. 4

Klastyfikacja stali

zbrojeniowej wg

PN-B 03264:2002

2)

– wybrane gatunki

Dotychczasowym kryterium klasyfikacji stali zbrojeniowych wg PN-B 03264:2002

2)

była granica

plastyczności stali (f

yk

) (tab. 4), stal B500SP (EPSTAL) wg tego kryterium należy do klasy A-IIIN.

jest stalą klasy C

PN-B-03264:2002

EUROKOD 2

jest stalą klasy A-IIIN

biuletyn

INFORMACYJNY

B500SP

(EPSTAL)

18G2-b

4)

34 GS

4)

RB500W

5)

Charakterystyczna
granica plastyczności, f

yk

[MPa]

500

355

410

500

Obliczeniowa granica
plastyczności, f

yd

[MPa]

420

310

350

420

Charakterystyczna
wytrzymałość na rozciąganie, f

tk

[MPa]

575

480

550

550

Stosunek (f

t

/f

y

)

k

1,15 ÷ 1,35

–

–

1,08

Wydłużenie
przy maksymalnej sile, ε

uk

[%]

8%

–

–

5%

Spajalność C

eq

[%]

spajalna

0,50

spajalna

0,4

trudno

spajalna

0,59

spajalna

0,50

Wytrzymałość zmęczeniowa

2 x 10

6

cykli

–

–

–

Wytrzymałość na obciążenia
cykliczne

3 cykle

–

–

–

Tab. 5
Porównanie
gatunków
stali
zbrojeniowej

Stal

Parametr

„–” – nie oznacza się

– Ciężar objętościowy stali:

7850

kg/m

3

– Obliczanie powierzchni równoważnego przekroju poprzecznego pręta, A

gdzie:
A – powierzchnia przekroju w mm

2

m – masa próbki w g
l – długość próbki w mm

127,389 m

l

A =

DANE

PRZYDATNE DO PROJEKTOWANIA

01

/2006

biuletyn

INFORMACYJNY

01

/2006

Średnica

d

Przekrój nominalny

S

Masa 1m

*)

– teoretyczna

(dla średnicy nominalnej)

Zakresy masy obliczane

dla dopuszczalnych odchyłek

[mm]

[cm

2

]

[kg/m]

[kg/m]

8

0,50

0,395

0,371 ÷ 0,418

10

0,79

0,617

0,589 ÷ 0,644

12

1,13

0,888

0,848 ÷ 0,928

16

2,01

1,580

1,507 ÷ 1,649

20

3,14

2,470

2,355 ÷ 2,577

25

4,91

3,850

3,680 ÷ 4,027

32

8,04

6,310

6,029 ÷ 6,597

Średnica

nominalna

mm

Przekrój

cm

2

Masa

nominalna

kg/m

Przekrój zbrojenia w cm

2

/ m w zależności od rozstawu prętów

10 cm

15 cm

20 cm

25 cm

30 cm

8

0,503

0,395

5,03

3,35

2,51

2,01

1,68

10

0,785

0,617

7,85

5,24

3,93

3,14

2,62

12

1,131

0,888

11,31

7,54

5,65

4,52

3,77

16

2,011

1,578

20,11

13,40

10,05

8,04

6,70

20

3,142

2,470

31,42

20,94

15,71

12,57

10,47

25

4,909

3,850

49,09

32,72

24,54

19,63

16,36

32

8,042

6,310

80,42

53,62

40,21

32,17

26,81

Średnica

nominalna

mm

Masa

nominalna

kg/m

Przekrój zbrojenia w cm

2

w zależności od ilości prętów

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

8

0,395

0,50

1,01

1,51

2,01

2,51

3,02

3,52

4,02

4,52

5,03

10

0,617

0,79

1,57

2,36

3,14

3,93

4,71

5,50

6,28

7,07

7,85

12

0,888

1,13

2,26

3,39

4,52

5,65

6,79

7,92

9,05

10,18

11,31

16

1,578

2,01

4,02

6,03

8,04

10,5

12,06

14,07

16,08

18,10

20,11

20

2,470

3,14

6,28

9,42

12,57

15,71

18,85

21,99

25,13

28,27

31,42

25

3,850

4,91

9,82

14,73

19,63

24,54

29,45

34,36

39,27

44,18

49,09

32

6,310

8,04

16,08

24,13

32,17

40,21

48,25

56,30

64,34

72,38

80,42

Średnica

nominalna

mm

Masa

nominalna

kg/m

Nośność w kN w zależności od ilości prętów dla



s

= 1,15

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

8

0,395

21,85

43,71

65,56

87,42

109,27

131,13

152,98

174,84

196,69

218,55

10

0,617

34,15

68,30

102,44

136,59

170,74

204,89

239,03

273,18

307,33

341,48

12

0,888

49,17

98,35

147,52

196,69

245,86

295,04

344,21

393,38

442,55

491,73

16

1,578

87,42 174,84

262,25

349,67

437,09

524,51

611,93

699,35

786,76

874,18

20

2,470

136,59 273,18

409,77

546,36

682,95

819,55

956,14 1092,73 1229,32 1365,91

25

3,850

213,42 426,85

640,27

853,69 1067,12 1280,54 1493,96 1707,39 1920,81 2134,23

32

6,310

349,67 699,35 1049,02 1398,69 1748,36 2098,04 2447,71 2797,38 3147,06 3496,73