1.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
2. 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. sił wewnętrznych(st. gr. nośności)i deformacji(st.gr.uzytkowalnosci)
3. 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.
4. 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
5.Długość zakotwienia prętów. Asfyd=u lb fbd u-obwód pręta, fbd- obliczeniowe naprężenie przyczepności lb=As/u*fyd/fbd, As=πφ2/4
. 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 αa przyjmuje się: -dla prętów prostych(bez haków) αa=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, αa=0,7 Długość zakotwienia lb pręta zbrojeniowego zwiększa się ze wzrostem wytrzymałości stali i średnicy pręta, maleje natomiast przy większej przyczepności. Minimalna długość zakotwienia lb.min pręta zależy os sytuacji obliczeniowej elementu. Rozciągane- max: 0,3 lb, 100mm, 10ø. Ściskane- max: 0,6 lb , 100mm, 10ø. Długość zakotwienia prętów zbrojenia rozciąganego zamocowanych w murze powinna być nie mniejsza niż 0,3h+lbd
6.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.
7.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.
8. 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 Sd ≤ Rd Sd- wartość obliczeniowa momentu lub siły przekrojowej, Rd- obliczeniowa nośność elementu(jego nośność)na działanie danego obciążenia. *warunek graniczny równowagi statycznej ustroju traktowanego jako ciało sztywne Ed,dst < Ed,stb Ed,dst -obliczeniowy efekt oddziaływań destabilizujących ustrój; Ed,stb -korzystny stabilizujący efekt oddziaływań W stanach granicznych użytkowalności wartość obliczeniowych efektów oddziaływań Ed (np. szerokośc rys lub ugięć)muszą spełniać warunek Ed ≤Cd , który wyraża ograniczenie do wartości(min) nominalnie dopuszczalnych efektów oddziaływań Cd będących funkcjami odpowiednich właściwości materiałowych. Efekt oddziaływań weryfikowany w SGU powinien być ustalony na podstawie jednej z kombinacji:* rzadkiej,* częstej, *prawie stałej.
9.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.
10.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 -
fck=0,8 fcGcube ( 5% kwanty rozkładu statystycznego wytrzymałości betonu na ściskanie, oznaczonej na walcach d=150mm i h=300mm
11.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 naprężeń w ściskanej strefie betonu: -rozkład paraboliczno - prostokątny -rozkład prostokątny -naprężenie w zbrojeniu ustala się zgodnie z zasadami podanymi w normie -stan graniczny nośności występuje, gdy jest osiągnięty przynajmniej jeden, z poniższych warunków:εs1 = -0,01,, w zbrojeniu rozciąganym εcu - 0,0035 w skrajnym włóknie betonu εc = 0,0020 we włóknie betonu odległym o 3/7 h od krawędzi najbardziej ściskanej
12. 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
13. Wytrzymałość betonu na rozciąganie należy utożsamiać z maksymalnym naprężeniem rozciągającym jakie jest w stanie przenieść beton 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.b)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. fctk 5-proc. kwantyl rozkładu statycznego wytrzymałości betonu na rozciąganie wytrz.oblicz fctd = fctk/γc γc - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla betonu 2. xlim - 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.
εc - odkształcenie betonu bεs1 - odkształcenie stali
d - użyteczna wysokość przekroju
14.Obliczeniowa. wytrzymałość stali zbrojeniowej (oblicz. Granica
plastyczności stali) fyd- przyjęta na podstawie wytrzymalosci
charakterystycznej fyd=fyk/γs γs- częściowy współczynnik
bezpieczeństwa dla stali.( -w sytuacji stalej i przejściowej =1,15,
w sytuacji wyjatkowej =1)
15.Wykres moment - krzywizna
16. Kratownicowy model stos. Do element skręcanych
Do celów obliczen. Jako model pryzmatycznego pręta skrecanego
przyjmuje się kartownice przestrzenna. Element jest zastępowane
ustrojem złożonym z:-podłużnych prętów zbr. Głównego
(umieszczonych w narożach przekroju)
- zamknietych rozciąganych strzemion(prostopadł lub ukośnych)
- ukośnych ściskanych krzyżulców betonowych nachylonych pod
katem θ do krawędzi poziomych
17.Zasada obliczania rys prostopadłych
Szerokość rys oblicza się na podstawie uśrednionych wartości
odkształcen w betonie i stali zbrojeniowej. Można wykorzystac
zalozenia pokazane na rysunku. Górny wykres dotyczy odkształceń
zbrojenia rozciaganego elementu, dolny zas odkształceń betonu.
Na odcinku elementu miedzy rysami odkształcenia zbrojenia są
mniejsze od odkształceń w przekroju przez rysę.
Całkując różnice odkształceń stali εs i betonu εct na odcinku Srm
między rysami, wyznaczamy średnią szerokość rysy.