Współpraca betonu

i zbrojenia

Współpraca betonu i stalowego
zbrojenia jest efektywna dzięki:

•

siłom przyczepności

między

betonem
i zbrojeniem,
•

ochronnej roli betonu

w

odniesieniu do
zbrojenia – dzięki wysokiemu pH
betonu
zbrojenie nie ulega korozji
(następuje
pasywacja)
• jednakowym współczynnikom
liniowej

odkształcalności termicznej

Przenoszenie sił między prętami zbrojenia a
betonem (

przyczepność – bond

) jest

spowodowane przez:

• adhezję chemiczną i fizyczną,
• siły „blokujące” między ziarnami cementu
i mikroskopijnymi rowkami na powierzchni
stali,
•

tarcie i inne oddziaływania

mechaniczne.

Każdy z tych mechanizmów wyraźnie zależy od

stanu powierzchni zbrojenia i jej geometrii

(rodzaj użebrowania – współczynnik f

R

).

Wpływ dwu pierwszych czynników jest bardzo
mały.

Współpraca betonu i zbrojenia

Współpraca betonu i zbrojenia – badania Rhema

Współpraca betonu i zbrojenia – badania Rhema

Współpraca betonu i zbrojenia – badania Rhema

Warunki przyczepności – założenia normowe PN – EN

warunki przyczepności

„słabe” w części

zakreskowanej

Rozkład naprężeń przyczepności na długości

pręta zbrojeniowego, między rysami

Crack -

rysa

Odkształcenia i naprężenia w betonie i zbrojeniu

Współpraca betonu i zbrojenia – podstawowa

długość zakotwienia



















u

f

f

4

l

4

A

f

ul

f

A

bd

yd

b

2

s

cb

b

yd

s



Podstawowa długość zakotwienia według

PN-EN

f

b,rqd

= Ф/4 · σ

sd

/f

bd

σ

sd

-

naprężenia w miejscu, od którego odmierza się

długość

zakotwienia,

f

bd

-

obliczeniowe graniczne naprężenie

przyczepności

f

bd

= 2,25 η

1

η

2

f

ctd

η

1

zależy od warunków przyczepności

η

1

= 1,0 gdy są „dobre”

η

1

= 0,7 we wszystkich innych

przypadkach

η

2

zależy od średnicy pręta

η

2

= 1,0 dla Ф ≤ 32 mm

η

2

= (132 - Ф)/100 dla Ф > 32 mm

Obliczeniowa długość zakotwienia wg PN-

EN

l

bd

= α

1

α

2

α

3

α

4

α

5

l

b,rqd

≥ l

b,min

•

α

1

zależy od kształtu prętów

•

α

2

zależy od otulenia betonem

•

α

3

uwzględnia skrępowanie betonu zbrojeniem

poprzecznym

•

α

4

uwzględnia obecność zbrojenia poprzecznego

przyspojonego na długości zakotwienia

•

α

5

uwzględnia wpływ nacisku poprzecznego w obrębie

zakotwienia

α

2

α

3

α

5

≥ 0,7

Pręty rozciągane l

b,min

= max {0,3l

b,rqd

; 10Ф ; 100 mm}

Pręty ściskane l

b,min

= max {0,6l

b,rqd

; 10Ф ; 100 mm}

Zależność obciążenie – odkształcenie przy

rozciąganiu osiowym

1 – przed zarysowaniem
2 – po zarysowaniu
3 – uplastycznienie
zbrojenia

(a) - zależność
rzeczywista
(b) – rozciągany pręt
zbrojony
centrycznie

Uproszczony model zależności obciążenie –

wydłużenie przy rozciąganiu wg fib Bulletin No

51

Współpraca betonu i zbrojenia – naprężenia w

elemencie zbrojonym,spowodowane skurczem betonu

(wielkości przybliżone)

c

s

s

s

s

c

s

c

c

c

s

s

c

c

sh

s

c

A

A

E

E

E

n

E

A

A



































e

sh

– odkształcenie

skurczu swobodnego

rozciągan
ie

ściskanie























n

1

n

E

n

1

n

E

c

sh

s

c

sh

c

δ

c

> f

ctm

 rysy