Co wpływa na skurcz i pełzanie betonu Odkształcenie pełzania zależą od:-składu betonu i jego klasy, -poziomu obciążenia, -warunków środowiskowych (wilgotności, temperatury),-wieku betonu w chwili przyłożenia obciążenia,-okresu trwania obciążenia,-rodzaj cementu

Odkształcenia skurczu zależą od następujących parametrów:- skład betonu, - wskaźnik w/c,- klasy betonu,

- temperatury i wilgotności danego elementu dla środowiska w jakim się znajduje,- od wymiarów elementu

Idealizacja zachowania się żelbetu pod obciążeniami

Uwzględnia rodzaj i schemat oddziaływań (obc.mechaniczne, ciągłe, skupione, niemechaniczne)

Ustala możliwe przypadki obciążeń i dobór ich kombinacji. W celu wyznaczenia max.sil wewnętrznych(st.gr.nośosci)i deformacji(st.gr.uzytkowalnosci)

jak przyjmować wartość cot Θ w obliczeniach ścinania

Model kratownicowy opisuje zachowanie się żelbetowych belek i pasm płytowych zarysowanych podlegających działaniu wypadkowych poziomych i ukośnie skierowanych naprężeń ściskających oraz wypadkowych poziomych i ukośnie skierowanych naprężeń rozciąganych w char. Przekrojach poprzecznych elementów.

Dlaczego i do jakich wielkości ogranicza się szerokość rys w elementach żelbetowych

powstanie rys powoduje osłabienie konstrukcji gdyż wszystkie obciążenia rozciągające przenosi tylko stal. Innym powodem ograniczania dopuszczalnych szerokości rys są względy estetyczne

ograniczenia dla rys

0,1mm - elementy w których wymagana jest szczelność (o ile przepisy szczegółowe nie mówią inaczej) takie jak: zbiorniki na ciecze, ściany oporowe

0,2 mm - elementy których ekspozycja jest XD1, XD2, XD3, XS1, XS2, XS3, XF2, XF4, XA1, XA2, XA3

0,3 mm - elementy których ekspozycja jest X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XF1, XF3

Zasady sprawdzania stanów granicznych nośności i użytkowalności.

Stan graniczny konstrukcji to taki stan po którego osiągnięciu ustrój konstrukcyjny lub jego element składowy przestaje odpowiadać założonym wymaganiom realizacji lub użytkowania. SGN(stan graniczny nośności)-odpowiadające maksymalnej nośności konstrukcji lub świadczące o całkowitej jej nieprzydatności do eksploatacji. SGU(stan granicznej użytkowalności)-odpowiadające kryteriom związanym z eksploatacją i trwałością konstrukcji. Przyczyny SGN:- utrata równowagi(części lub całości)ustroju traktowanego jako ciało sztywne; -zniszczenie krytycznych ustrojów w wyniku wyczerpania nośności ustroju; -przekształcenie ustroju w mechanizmie; -zmęczenie materiału. SGU: -nadmierne odkształcenia i przemieszczenia ustroju; -rysy o nadmiernej szerokości; -zbyt duże naprężenia. Założenia: Znajomość obliczonej wartości oddziaływań umożliwia określenie sił wewnętrznych, naprężeń i odkształceń w konstrukcjach. Wiedza o obliczonych cechach i właściwościach materiałów pozwala natomiast ocenić odporność przekrojów na działanie obciążeń. W stanach granicznych należy sprawdzić: *warunek stanu granicznego zniszczenia lub nadmiernych odkształceń S_d ≤ R_d S_d- wartość obliczeniowa momentu lub siły przekrojowej, R_d- obliczeniowa nośność elementu(jego nośność)na działanie danego obciążenia. *warunek graniczny równowagi statycznej ustroju traktowanego jako ciało sztywne E_d,dst < E_d,stb E_d,dst -obliczeniowy efekt oddziaływań destabilizujących ustrój; E_d,stb -korzystny stabilizujący efekt oddziaływań W stanach granicznych użytkowalności wartość obliczeniowych efektów oddziaływań E_d (np. szerokośc rys lub ugięć)muszą spełniać warunek E_d ≤C_d , który wyraża ograniczenie do wartości(min) nominalnie dopuszczalnych efektów oddziaływań C_d będących funkcjami odpowiednich właściwości materiałowych. Efekt oddziaływań weryfikowany w SGU powinien być ustalony na podstawie jednej z kombinacji:* rzadkiej,* częstej, *prawie stałej.

Karbonatyzacja betonu i jej skutki w odniesiemy do zbrojenia

Dla długoterminowego użytkowania konstrukcji żelbetowych najważniejszą sprawą jest to, aby na powierzchni stali w wyniku reakcji między alkalicznym cementem a stalą tworzyła się cienka warstewka ochronna, która chroni stal zbrojeniową przed rdzewieniem. Tworzenie się niezbędnej dla ochrony stali w betonie przed korozją cieniutkiej powłoki tlenkowej wymaga uprzedniego istnienia wystarczającej ilości rozpuszczonego wodorotlenku wapnia w wodzie zawartej w porach kamienia cementowego. Przy wysychaniu nadmiaru wody koniecznej dla układania betonu, kwas węglowy z atmosfery otaczającej element budowli może dyfundować w trwające nadal drobne pory kamienia cementowego. Przez reakcję kwasu węglowego (CO2 ) z wodorotlenkiem wapnia (Ca(OH)2 ) dochodzi do powstawania węglanu wapnia, czyli wapienia (CaCO3 ). Przez to zapobiegająca korozji zawartość wodorotlenku wapniowego w wodzie porowej kamienia cementowego spada, a w wyniku i pierwotna wartość pH wynosząca około 13. Gdy wartość pH betonu spadnie poniżej 9, wtedy już dla stali nie ma ochrony przed korozją.

Ten powoli od zewnątrz ku środkowi postępujący proces nazywa się karbonatyzacją; warstwa, w której ten proces ma miejsce, to znaczy gdzie wartość pH spadła poniżej 9 nazywa się skarbonatyzowaną warstwą. Tempo karbonatyzacji zależy od wielu czynników, jak zwartość betonu, czas trwania działania CO2 , wilgotność betonu, zawartość wolnego, czyli zdatnego do reakcji wapna w kamieniu cementowym itd. Gdy warstwa skarbonatyzowana osiągnie płaszczyznę zbrojenia stalowego i ochrona stali przed korozją przestaje istnieć, zaczyna się proces rdzewienia stali, w wypadku gdy jest dostatecznie dużo wody i tlenu. Dlaczego smukłość słupa wpływa na jego nośność

W smukłych słupach ściskanych znacznymi obciążeniami nie obowiązuje zasada zesztywnienia i należy uwzględniać wpływ przemieszczeń. obliczenia według teorii II rzędu. ze wzrostem siły przemieszczenia rosną nieliniowo i gdy Nsd=Ncrit następuje utrata stateczności czyli wyboczenie

Założenia kratownicowej metody stosowanej przy obliczaniu belki na ścinanie (wg PN)

Trajektorie naprężeń oznaczają nachylenie krzyżulców ściskanych pod kątem 45 co stało się podstawą klasycznego modelu kratownicowego Morscha. Model Morscha opisywał zachowanie się żelbetowych belek i pasm płytowych po zarysowaniu. Statycznie wyznaczalna kratownica składa się z pasa głównego przenoszącego siłę ściskającą oraz pasa dolnego przenoszącego siłe w zbrojeniu podłużnym. Pasy połączone są ściskanymi krzyżulcami betonowymi utworzonymi między fragmentami oddzielonymi sąsiednimi rysami ukośnymi oraz rozciąganymi krzyżulcami stalowymi

Wytrzymałość betonu na ściskanie

(rodzaje próbek, sposób badania,

wytrzymałość charakterystyczna

i obliczeniowa).

-Rodzaje próbek - walec

o h=300mm i d=150mm lub

sześcian a wymiarach boku

100mm,150mm lub 200mm

(w zależności od wielkości ziarn)

-Sposób badania - badanie

przeprowadza się po 28 dniach,

zgniatanie prostopadle do

kierunku zabetonowania,

obciążenie przekazuje się

bezpośrednio lub poprzez

szczotki Hilsdorfa. Szybkość

przykładania obciążenia,

smukłość wpływa na

wytrzymałość badanej próbki.

-Wytrzymałość charakterystyczna

wartość wytrzymałości,

poniżej której nie może się

znaleźć 5% populacji wszystkich

możliwych oznaczeń wytrzymałości

dla danej objętości betonu

Wytrzymałość obliczeniowa betonu -wytrzymałość betonu przyjmowana przy sprawdzaniu stanów granicznych nośności

Wytrzymałość charakterystyczna

na ściskanie - f_ck=0,8 f_c^G_cube

( 5% kwanty rozkładu statyst

wytrzymałości betonu na ściskanie,

oznaczonej na walcach d=150mm

i h=300mm

Założenia metody ogólnej

obliczania nośności przekroju

obciążonego momentem

zginającym i siłą podłużną(wg PN)

-przekroje płaskie przed

odkształceniem pozostają

płaskimi po odkształceniu

-wytrzymałość betonu na

rozciąganie jest pomijana

-naprężenia w betonie

ściskanym ustala się zgodnie

z zasadami podanymi w normie

przyjmując jeden z dwóch rozkładów naprężeń w ściskanej strefie betonu:

paraboliczno - prostokątny

prostokątny

-naprężenie w zbrojeniu ustala

się zgodnie z zasadami

podanymi w normie

-stan graniczny nośności występuje,

gdy jest osiągnięty przynajmniej

jeden, z poniższych warunków:

ε_s1 = -0,01,, w zbrojeniu rozciąg

ε_cu=0,0035 w skrajnym włók bet

ε_c = 0,0020 we włók bet odległym

o 3/7 h od krawędzi najbardziej ściskanej

Co oznacza pojęcie „idealizacja geometrii”-Jest to zastąpienie

przekroju którego właściwości

mamy zbadać na inny ustalony

„łatwiejszy” przekrój

-wynika z wymiarów i kształtów

geometrycznych oraz

wzajemnego usytuowania w przestrzeni el.

w rozważanym ustroju

-rodzaju stanu naprężeniowego

( el.jednowymiarowe/prętowe -

belki/słupy/łuki, el.dwuwymiarowe/

płaskie - płyty/tarcze, el.trójwymiarowe

- skrzynie/powłoki )

-dobór odpowiedniego modelu geom.

-przyjęcie rzeczywistych lub

zastępczych (obliczeniowych )

wymiarów

-uwzględnienie ewentualnych

imperfekcji (przemieszczeń) ustroju

Naprężenia powstające w elemencie

zbrojonym na skutek skurczu.

NAPISZ TU COS

1.Długość zakotwienia prętów. A_sf_yd=u l_b f_bd u-obwód pręta, f_bd- obliczeniowe naprężenie przyczepności lb=As/u*fyd/fbd, As=πφ²/4

ostatecznie

Długość zakotwienia

As,reg-wymagane obliczeniowe pole przekroju zbrojenia; As,prov- zastosowane pole przekroju zbrojenia(zastosowane), άa-współczynnik uwzględniający efektywność zakotwienia, lb,min-minimalna długość zakotwienia. Wartość współczynnika α_a przyjmuje się: -dla prętów prostych(bez haków) α_a=1,0, -dla zagiętych prętów rozciąganych, jeżeli w strefie haka kotwiącego zbrojenie w kierunku prostopadłym do płaszczyzny zagięcia otulone jest warstwą betonu grubości co najmniej 3ø, α_a=0,7 Długość zakotwienia l_b pręta zbrojeniowego zwiększa się ze wzrostem wytrzymałości stali i średnicy pręta, maleje natomiast przy większej przyczepności. Minimalna długość zakotwienia l_b.min pręta zależy os sytuacji obliczeniowej elementu. Rozciągane- max: 0,3 l_b, 100mm, 10ø. Ściskane- max: 0,6 l_b , 100mm, 10ø. Długość zakotwienia prętów zbrojenia rozciąganego zamocowanych w murze powinna być nie mniejsza niż 0,3h+l_bd

2.Faza II b po zarysowaniu- naprężenia. Początkowo w fazie II zasięg rys pionowych jest niewielki, a wykres naprężeń w strefie ściskanej jest nadal zbliżony do liniowego(faza wstępna IIa). Powyżej wierzchołka rysy-aż do osi obojętnej- beton rozciągany nadal pracuje, chociaż jego udział w przenoszeniu naprężeń od zginania jest już praktycznie bez znaczenia. Przy odpowiednio większych naprężeniach, w fazie oznaczonej umownie jako IIb, zasięg rys prostopadłych do osi belki jest już znacznie większy, wykres naprężeń na wysokości strefy ściskanej staje się wyraźnie krzywoliniowy, a zbrojenie przenosi tu praktycznie całe naprężenie rozciągane. Faza IIb rozciąga się na te obszary belki, które jeszcze nie uległy zniszczeniu. W przekrojach między rysami belka zachowuje się jak w fazie I, co oznacza, zę beton rozciągany nadal współpracuje tam ze zbrojeniem. Wraz z końcem fazy IIb (w miejscu zarysowania i osiągnięcia przez belkę pełnej nośności) rozpoczyna się faza III, zwana fazą zniszczenia.

3.Dlaczego i do jakiej wielkości ogranicza się szerokość rys.

Rysy powoduja osłabienie kontr.-wszystkie obciąż przenosi stal. Także wzgl.estetyczne

0,1mm-el.szczelne(zbiorniki na ciecze, sciany oporowe)

0,2mm-XD1,XD2,XD3,XS1,XS2, XS3,XF2,XF4,XA1,CA2,XA3

0,3mm-X0,XC1,XC2,XC3,XC4, XF1,XF3

Zasada obliczania elementu obciążonego siłą ścinającą i momentem skręcającym. W tym złożonym stanie obciążenia możliwe jest wykorzystanie przestrzennego modelu kratownicowego. Nośność oblicza się ze wzoru:
Pole przekroju strzemion wyznacza się niezależnie ze względu na ścinanie i na czyste skręcanie. W przekrojach pełnych w przybliżeniu prostokątnych zbrojenie na ścinanie i skręcanie nie jest wymagane(poza zbrojeniem konstrukcyjnym) gdy:
oraz
Zbrojenie poprzeczne powinno składać się dwuramiennych zamkniętych strzemion i dodatkowych(w stosunku do zbrojenia na zginanie) prętów podłużnych rozmieszczonych równomiernie na obwodzie rdzenia elementu (stosowanie strzemion czterociętych nie jest uzasadnione, gdyż ich wewnętrzne ramiona znajdują się z reguły poza zastępcza średnicą ścianki i nie przenoszą naprężeń od skręcania. Strzemiona stosuje się wyłącznie zamknięte, łączone na zakład bądź też spajane. Rozstaw strzemion tak jak w przypadku ścinania. W każdym z naroży elementu powinien znajdować się pręt podłużny.

.Wytrzymałość betonu

na rozciąganie należy

utożsamiać z maksymalnym

naprężeniem rozciągającym

jakie jest w stanie przenieść

baton podlegający

jednoosiowemu rozciąganiu.

Bezpośredni pomiar

wytrzymałości próbek osiowo

rozciąganych jest bardzo trudny,

gdyż niewielkie nawet mimośrody

przypadkowe powodują duży

rozrzut wyników. Dlatego w

badaniach tej cechy betonu

opracowane zostały metody

pośrednie. Najprostsza

i najczęściej stosowana

jest metoda ściskania próbki

walcowej wzdłuż tworzącej walca-

metoda brazylijska.2.metoda zginanie

beleczek próbnych-polega na

wykorzystaniu zginania betonowych

pryzmatycznych beleczek próbnych

o wymiarach 150x150mm.

Badanie to wykonuje się w maszynie

Wytrzymałościowej obciążając

Wolno podparte elementy próbne

dwoma siłami skupionymi przyłożonymi

w 1/3 rozpiętości belki

wytrz.charak. f_ctk 5-proc. kwantyl

rozkładu statycznego wytrzymałości

betonuna rozciąganie

wytrz.oblicz f_ctd = f_ctk/γ_c

γ_c - częściowy współczynnik

bezpieczeństwa dla betonu

x_lim - graniczna wysokość strefy ściskanej betonu. W każdym z zakresów odkształceń obowiązują odrębne związki opisujące rozkład naprężeń w strefie ściskanej, sam zakres strefy ściskanej jest inny w każdym przypadku. Graniczna wysokość strefy ściskanej w poszczególnych zakresach można określić z zasady płaskich przekrojów i wynikających z niech proporcji liniowych, np.

ε_c - odkształcenie betonu

ε_s1 - odkształcenie stali

d - użyteczna wysokość przekroju

---