Beton z którego wykonywane są konstrukcje jest sztucznym kamieniem powstałym w wyniku wiązania i twardnienia spoiwa składającego się z kruszywa

Beton z którego wykonywane są konstrukcje jest sztucznym kamieniem powstałym w wyniku wiązania i twardnienia spoiwa składającego się z kruszywa, cementu i wody

Zalety betonu

- Wysoka wytrzymałość na ściskanie

- Łatwość uzyskiwania

- Niski koszt elementów składowych

- Ognioodporność

- Możliwość wykonywania elementów w różnych kształtach

- Niewielki koszt zawiązany z eksploatacją elementów

Beton zalicza się do materiałów kruchych tzn jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 1/10 wytrzymałości co na ściskanie.

Rozróżniamy 3 rodzaje konstrukcji z betonu

- Konstrukcje betonowe- nie ma zbrojenia lub zbrojeń jest niewielka ilość

- Konstrukcje żelbetowe

- Konstrukcje sprężone

Elementy betonowe ze względu na niską wytrzymałość i na ściskanie stosuje się w konstrukcjach na których występują naprężenie ściskające np. słup, filary mostowe, nawierzchnie betonowe

W konstrukcjach żelbetowych wszystkie pręty stalowe połączone są z betonem w sposób zapewniający współpracę tych materiałów. Sam beton nie nadaje się do wykonywania z niego elementów rozciąganych i zginanych Jeśli w elementach zginanych strefę rozciąganą wzmocnimy prętami stalowymi to będą one z powodzeniem przepościć naprężenia rozciągające gdy beton z powodzenie m będzie przejmował naprężenia ściskające

Wady konstrukcji żelbetowych

W celu ich wyeliminowania w żelbetowych konstrukcjach powstała koncepcja wstępnego sprężenia betonu. Polega na poddaniu elementów rozciąganej strefy naprężeniom ściskającym (wstępnym) przed położeniem do elementów obciążeń zmiennych użytkowych Wartość naprężeń wstępnych jest tak dobrana aby powstałe przy obciążeniu belki naprężenia rozciągające były od nich mniejsze w ten sposób przy obciążeniu belki w żądanym punkcie nie powstają naprężenia rozciągające a więc nie powstają rysy

Rodzaje elementów sprężonych

  1. strunobetonowe

  2. kablobetonowe

Ze względu na technikę wykonania konstrukcji żelbety dzielimy na:

  1. monolityczne – konstrukcje żelbetowe wykonane na miejscu wykonania składa się z uszykowanie deskowania, przygotowanie i montaż zbrojenia, przygotowanie betonu, pielęgnacja, zdjęcie deskowania po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości otrzymana konstrukcja charakteryzuje się dużą sztywnością dzięki czemu wszystko to jednolita całość (ciągłość konstrukcji) np zbiorniki na ciecze

Wady: pracochłonne, nie zawsze możliwe

  1. prefabrykaty- produkowane w fabryce

  2. zespolone- powstają w wyniku zapewnienia współpracy jednego lub kilku wcześniej wykonanych elementów z betonem uzupełniającym.

Współpraca różnych pod względem cech mechanicznych materiałów jest możliwa że:

σ = ε·c (wzór) prawo Hooka 10ε stali > εbetonu

Kruszywo- w konstrukcjach żelbetowych stosuje się przeważnie beton zwykły tj beton o zwatrej strukturze z kruszywa kamiennego. Kruszywa stosowane do betonów zwykłych powinny odznaczać się małą nasiąkliwością, trwałością, odpornością na mróz, wytrzymałość na ściskanie nie większą od projektowanej wytrzymałości betonu (najbardziej odpowiednie kruszywo to granitowe i bazaltowe)

Żwiry ziarna powinny mieć kształt zbliżony do kuli żwiry o ziarnach spłaszczonych blaszkowatych nie mogą być stosowane w batonach konstrukcyjnych.

Używany do betonu piasek nie powinien być jednorodny powinien mieć różne ziarna wpływa to na szczelność betonu.

Organiczne zanieczyszczenia są szkodliwe dla betonu obniżają jego wytrzymałość.

Gliny i iły jeśli oklejają ziarna wpływają ujemnie na wytrzymałość betonu

Pospółka niższe średnice od projektowania

Cement – do wykonywania elementów żelbetowych używa się cementów portlandzkich, portlandzkich mieszanych, i hutniczych.

W skład cementu mogą wchodzić dodatki mineralne o symbolach

Rodzaje dodatków stosowanych jako składniki główne cementów portlandzkich mieszanych stanowi dalszy wyróżnik klasyfikacji tych cementów na 6 odnian np :żużlowy, krzemionkowy

Zalecane warunki Cementu portlandzkiego CEM I 42,5R o wysokiej wytrzymałości początkowej R

Cechy charakterystyczne cementu

Zalecane kierunki zastosowania Cementu hutniczego CEM III/A 32,5 NA

Cechy charakterystyczne cementu CEM III/A 32,5 NA

Woda stosowana do betonu nie powinna zawierać domieszek (tj. siarka, kwasy, sole, cukry) w nadmiernych ilościach źle wpływają na wytrzymałość betonu Zawarty w wodzie cukier przy 0,1 utrudnia wiązanie a przy 0,6 proces jest niemożliwy Temperatura nie powinna przekraczać woda o wyższej temperaturze zbyt przyspiesza wiązanie Wody pitne nadają się bez zastrzeżeń Wody z rzek i zbiorników przed stosowaniem muszą być zbadane w laboratorium.

Odkształcalność termiczna betonu

Współczynnik odkształcalności termicznej betonu w przedziale temperatury od –20 do 100 °C wynosi

αt,b = 1*10-5 [1/°C]

dla stali jest zbliżony

αt,s = 1,2*10-5 [1/°C]

przy zmianach temperatury w podanym wyżej przedziale pomiędzy betonem a stalą powstają pomijalnie małe naprężenia

Wpływ niskich i wysokich temperatur

Temperatury poniżej 0 °C nie działają ujemnie na beton dostatecznie stwardniały jeżeli nie jest on zawilgocony Beton nie traci również w wyraźny sposób na wytrzymałości w temperaturze do +400 °C obserwuje się natomiast poważny spadek współczynnika sprężystości betonu (wpływa na strzałkę ugięcia)

Odporność na wpływy chemiczne

Ogólnie można stwierdzić że prawie wszystkie kwasy działają szkodliwie na beton tworząc z wodnym wapniem rozpuszczalne sole wapniowe, szczególnie niebezpieczne jest działanie kwasu siarkowego w wyniku reakcji powstaje siarczan wapnia CaSO4 który przy krystalizacji powiększa swoją objętość rozsadzając beton. Również szkodliwe jest działanie wody deszczowej dzięki swojej chemicznej czystości ługuje niektóre związki chemiczne z betonu głównie wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 powodując porowatość i zmniejszając wytrzymałość betonu

Oleje tłuste jako sole kwasu tłuszczowego i słaba zasada oraz gliceryny działają wybitnie szkodliwe na beton tworząc z krzemianami wapnia związki w postaci galaretowatej

Właściwości mechaniczne

Za podstawę oceny jakości betonu przyjmuje się wytrzymałość na ściskanie jako cechę decydującą o przydatności Wytrzymałość na ściskanie zależy od wielu czynników

R charakterystyczne –0,9 dla R10

R charakterystyczne –1,05 dla R20

Podstawowym parametrem w przygotowywaniu mieszanki jest wskaźnik W/C przy danej ilości cementu tym większa jest wytrzymałość im mniejsza jest wartość W/C najczęściej 0,4 – 0,6

Skurcz betonu – stopniowe zmniejszanie się objętości betonu może być przyczyną występowania rys w konstrukcjach skurcz jest wynikiem procesów chemicznych (chemiczne wiązanie wody w hydratacji) i fizycznych związanych z parowaniem wody do otoczenia. Skurcz powodowany przez procesy chemiczne stanowi 25-30% całego skurczy ta część skurczu jest nieodwracalna Pozostała część skurczu to skurcz odwracalny (np. nasycenie wodą) na wielkość skurczu wpływa

im więcej cementu tym więcej skurczu

po 28 dniach twardnienia skurcz osiąga od 50 % swej całkowitej wartości po roku ok. 90 % a po 3 latach 100%

Można go zmniejszyć odpowiednio pielęgnować młody beton

Jako podstawową cechę kontrolowaną przez producenta przyjęto wytrzymałość gwarantowaną betonu

wytrzymałość gwarantowana betonu

zdefiniowano jako wytrzymałość na ścinanie na próbkach 15 i zapewnioną przez producenta na 95%

Obecnie rozróżnia się 9 klas betonu

B15, B20, B25, B30, B37, B45, B50, B55, B60 cyfra oznacza wytrzymałość gwarantowaną

Rodzaje i właściwości mechaniczne stali zbrojeniowej

Do zbrojenia stosuje się stal

  1. gładką A-0 AI

  2. żebrowaną A II

WYMIAROWANIE PRZEKROJÓW ŻELBETOWYCH WEDŁUG METODY STANÓW GRANICZNYCH

Przez stan graniczny rozumiemy taki stan po osiągnięciu którego konstrukcja lub jej części przestając spełniać swoje funkcje lub przestają odpowiadać założonym wymaganiom użytkowym

Sprawdzenie stanów granicznych nośności polega na wyznaczeniu krytycznych przekrojów konstrukcji i wykazaniu że siły wewnętrzne wywołane działaniem obciążeń obliczeniowych są większe od ich nośności określonej przy przyjęciu obliczeniowych wytrzymałości materiału do stanów granicznych użyteczności zalicza się stan graniczny zarysowania i ugięć stany użyteczności sprawdzamy przyjmując charakterystyczne obciążenia i wytrzymałość

Fazy pracy

FAZA 3 – w fazie tej plastyczne odkształcenia betonu w ściskanej strefie rozprzestrzenianie się i wykres tych naprężeń przedstawia pole ograniczone parabolą wyższego rzędu

Zniszczenie przekroju może nastąpić gdy

Przekroje pojedynczo zbrojone

Założenia - w metodzie uproszczonej przyjmuje się że rozkład sił przekrojowych

Przekrój pojedynczo zbrojony – przekrój gdzie zbrojenie potrzebne ze względu obliczeniowych znajduje się w strefie rozciąganej

Warunki równowagi

Nośność sprawdza się za pomocą warunku

Msd ≤ MRd

Msd – moment zginający wynikający z obliczeń wartości obciążenie

I warunek

Suma rzutów na oś poziomą musi równać się 0

fyd–AS1=fcd-b*Xeff

II warunek

Suma momentów względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego

MRd=fyd*AS1*b*Xeff(d-0,5Xeff)

III warunek

Suma momentów względem środka ciężkości strefy ściskanej

MRd=fyd*AS1(d-0,5Xeff)

Elementy o przekroju prostokątnym zbrojone pojedynczo.

Równania równowagi maja wówczas następująca postać:

fyd*As1=fcd*b*Xeff

MRd=fyd*As1*(d-0,5*Xeff)

Tok postępowania przy praktycznym wymiarowaniu przekrojów prostokątnych pojedynczo zbrojonych jest następujący:

μsc =Msd/(b*d2*fcd)

wcześniej musimy przyjąć (założyć) wysokość użyteczna przekroju d,

As1=Msd/(fyd*d*ζ)

PŁYTY ZELBETOWE-grubosc płyt zalezy od rozpietosci.Minimalna grubosc płyt jedno ii wielokierunkowych płyty prebabrykowane 40 i 100.płyty betonowe 60 i100.stosunek wysokości użyteczności do rozpiętości efektywnej nie powinna być mniejsza niż -0,025 płyty swobodne porparte i jednokierunkowe zbrojone.-0.020 płyty SA utwardzone ciagłe,jednokierunkowe zbrojone,Głębokość płyt na podporach -80mm-oparcie na murze lub ściance z betonu lekkiego -60mm-na scianie z betonu większej niż B15-40mm na belkach stalowych.Do podpory należy doprowadzic minimum 3 prety na szerokoscii nie mnie niż ½ i niż 1/10 nosnosci zbrojenia nosnegoBelka swobodnie podparta na 4 krawedziach maksymalny moment na srodku krawędzi My i Mx zbrojenia będzie przebiegało w 2 kierunkach.

ZASADY ZBROJENIA PŁYT-płyty stropowe 40 prefabrykowane i 60 monolityczne –płyty pod przejazdami 100 prefabrykowane i 120 monolityczne.—0,025 płyty SA swobodne podparte jednkierunkowe zbrojone -0,020-płyty sa utwierdzone ciagłe ,zbrojone jednokierunkowe oraz krzyzowo zbrojone.Głebokosc płyty na podporach aby możliwe była prawidłowe zakotwienie pretów zbrojenia na podporze . Głebokosc oparcia nie mniejsza niż 80mm na murze lub scianie z betonu lekkiego bądź zwykłego .60mm-z betonuzwykłego klas wyższych niż b-15i 40mm na belkach stalowych .ZBROJENIE PŁYTY NA ZGINANIE-min-srednica 4,5mm w siatkch zgrzewanych druty o sred.3mm.Płyty w obliczeniach traktuje się jako pasmo o szerokości ,Największy rozstaw osiowy pretów nosnych powinna spełniac warunki S≤120mm-jeżeli h≤100mm--S≤1,2 h i S≤250mm jeżeli h>100mm.Nie mniej niż 1/3 pretów dolnych potrzebujeacych w przemysle płyty i co najmniej 3 prety na szerokości jej przekroju należy doprowadzic bez odgiec do podpory .Prety podparte powinny miez rozstaw nie wiekszy niż 300mm oraz łaczna nośność nie mniejsza niż 1/10-nosnosci zbrojenia nosnego w wypadku obciążenia rozłożonego równomiernie.1/4-nosnosci zbrojenia nosnego w wypadku obciążenia rozłożonego równomiernie i obcizenia siłami skupionymi..Prety rozdzielcze łaczy się z pretami nosnymi przez związane drutem wiazałkowym lub zgrzewane Płyty ciagłe wieloprzresłowe projektuje się na największe i ewentualnie najmniejsze momenty pzresłowe. Płyty dwukierunkowe zbrojone-najwiekszy rozstaw pretów nie wiekszy niż 250mm.Wnarozach swobodnie podpartych należy umieszcac dwukierunkowe zbrojenie górne równoległe do krawędzi na szerokość równej 0,3 mniejszej rozpiętości,.W narozach swobodnie podpartych należy umieszcac dodatkowe zbrojenie dolne układane prostopadle do dwusiecznej naroznika i rozmieszcas na szerokości równej 0,2 mniejszej rozpiętości płyty.

Zbrojenie nośne – jego ilość określa się na podstawie obliczeń konstrukcji z uwzględnieniem działających obciążeń

Pręty zbrojenia należy rozmieszczać w sposób umożliwiający należne ułożenie i zagęszczenie mieszanki betonowej, a także właściwe warunki przyczepności zbrojenia do betonu

Zbrojenie oddzielnymi prętami: s1 ≥ φ,20mm ; dg +

Zbrojenie parami prętów : s1 ≥ 1,5 φ ; ; dg +

W płytach zbrojonych jednokierunkowo rozstaw w osiach prętów zbrojenie nie większy niż i 1,2 h gdy h > ; gdy h ≤ , a w płytach zbrojonych dwukierunkowo nie większy niż

W elementach ściskanych rozstaw w osiach prętów nie powinien być większy niż .

Otulenie prętów zbrojenia

W celu bezpiecznego przekazania sił przyczepności i należytego zagęszczenia betonu grubość otulenia nie powinna być mniejsza niż C ≥ φ lub φn oraz C ≥ dg + ( dg- największy wymiar kruszywa; φn – średnica wiszki prętów )

Długość zamontowania prętów

Lb ; net = αa*lb*(As,reg)/(As,prov) ≥ lb, min (lb – podst. długość zakotwienia zbrojenia ; As,reg – pole przekroju wymagane zgodnie z zestawieniem ; As,prov – pole przekroju zbrojenia zastosowanego )

lb,min –min długość zakotwienia

lb,min = ≥ 10 φ lub –pręty rozciągane

lb,min = ≥ 10 φ lub –pręty ściskane

αa – współczynnik efektywności zakotwienia αa= 1 – pręty proste

αa = 0,7 zagięte pręty rozciągane , jeżeli w strefie haka lub pętki grubość otulenia betonem w kierunku prostopadłym do płaszczyzny zagięcia wynosi co najmniej 3 φ

Strzemiona – w belkach mogą być otwarte i zamknięte

Strzemiona otwarte mogą być stosowane w belkach monolitycznych zbrojonych pojedynczo połączonych z płytą wyłącznie na momenty dodatnie. W belkach szer. większej niż zbrojonych w strefie rozciąganej nie więcej niż 3 prętami należy stosować pręty czteroramienne, średnica strzemiona nie mniejsza niż:

- – belki monolityczne ; - – belki prefabrykowane ; - 0,2 śr zbrojenia podłużnego nośnego

Średnica strzemion wykonanych z prętów gładkich nie większa niż .

Strzemiona pracują tam gdzie występuje ścinanie. Średnica podłużnych prętów nośnych ściskanych nie powinna być mniejsza niż : - – b. monolityczne ; - – b. prefabrykowane .Pręty montażowe mają zwykle średnice 8 - .

W belkach żelbetowych co najmniej 1/3 prętów zbrojenia powinna być doprowadzona do podpory bez odgięcia.

As/(d*bw)*100 % - procent zbrojenia ; bez 100% - wskaźnik

Maksymalny odstęp ramion strzemion smax w kierunku podłużnym, – jeżeli Vsd ≤ 1/5

Belki są elementami prętowymi, w których stosunek wysokości do rozpiętości efektywnej jest nie większy niż 0,25 tj. h/Leff ≤ 0,25

Belki wykonuje się jako jedno i wieloprzęsłowe wykonuje się je jako prefabrykowane lub monolityczne.

Monolityczne mają najczęściej przekrój prostokątny bądź teowy, natomiast prefabrykowane przekrój dwuteowy, teowy, korytkowy, rurowy w kształcie litery π itp.

Efektywna rozpiętość Leff

Można ją wyznaczyć z zależności

Leff = ln + a1 + a2 ( ln – rozpiętość w świetle podpór ; a1 i a2 – wartości na podstawie odpowiednich schematów statystycznych [ dł. oparcia belki na podporze, szer. podpór pośrednich ]

T ≤ ai ≤ t2 Belka zamocowana w ścianie to punkt podparcia wypada w połowie wysokości belki i ma być mniejszy lub równy grubości belki

Przyjmowanie wymiarów

Zaleca się następujące stopniowanie wymiarów belek z wyłączeniem elementów prefabrykowanych ; - szer. belek prostokątnych i żeber belek teowych przyjmuje się równą 150 , 180 , 200 , 250 i dalej co ; - wys. belek prostokątnych i teowych przyjmuje się zgodnie ze stopniowaniem = 250 , 300 i dalej co do , a powyżej stonowane co .

W projektowaniu należy zwrócić uwagę na niedopuszczenie belek do nadmiernych ugięć, dlatego belki muszą mieć dostateczną sztywność. Orientacyjnie można przyjąć, że wysokość belki do rozpiętości efektywnej powinien wynosić

H/Leff = 1/20 – 1/18 – belki dachowe i słabo obciążone

1/18 – 1/15 – żebro silnie obciążone

1/15 – 1/12 – podciąg słabo obciążony

1/12 – 1/8 – podciąg silnie obciążony

Szerokość belek przyjmuje się równą 1/3 – ½ ich wysokości

Wymiary belki przyjmujemy w zależności od jej funkcji i rozpiętości obliczeniowej.

Głębokość oparcia belek na podporze

Zbrojenie przęsłowe doprowadzone do podpory należy w celu zakotwienia przedłużyć poza krawędź podpory o odcinek nie krótszy niż : - 2/3 Lb,net – podparcie bezpośrednie ; - Lb,net – podparcie pośrednie ( łożysko)

Wymaganą dł. zakotwienia Lb,net wylicza się ze wzoru : Lb,net = αa*Lb*(As,reg)/(As,prov) ≥ Lb,min (αa – współczynnik efektywności zakotwienia ; pręty proste 1 , rozciągane ,zagięte 0,7 ; As,reg – pole przekroju zbrojenia wymagane zgodnie z obliczeniem ; As,prov – pole przekroju zbrojenia zastosowanego ; Lb – podstawowa dł zakotwienia ) Lb = φ/4 – współczynnik w zależności od naprężeń stali , Lb = φ/4*fyd/fbd ( fyd – granica plastyczności stali zbrojeniowej ; Fbd – naprężenia przyczepności )

Zbrojenie belek stanowią pręty nośne proste i odgięte , strzemiona ,pręty przeciwskurczowe oraz pręty montażowe, które są niezbędne do połączenia zbrojenia w szkielecie. W belkach żelbetowych swobodnie podpartych przyjmuje się średnice prętów φ ≤ Leff/250 natomiast w belkach ciągłych φ ≤ Leff/300 , ponadto średnica podłużnych prętów rozciąganych nie powinna być mniejsza niż w belkach monolitycznych ( wykonywanych na miejscu ) e belkach prefabrykowanych. Średnica podłużnych prętów nośnych ściskanych nie powinna być mniejsza niż – monolitycznych i – prefabrykowane .

W belkach, co najmniej 1/3 zbrojenia dolnego potrzebnych w pręcie i nie mniej niż 2 pręty powinny być doprowadzone bez odgięć do podpory. Pręty montażowe mają zazwyczaj średnicę 8 –12 mm. W belkach żelbetowych o wys. h > stosuje się pręty przypowierzchniowe podłużne o średnicy φ > , odległość między tymi prętami nie większa niż . Pole przekroju zbrojenia podłużnego belek nie powinno być mniejsze niż określone za pomocą wzoru As ≥ (0,6*b*d)/fyk ≥ 0,0015*b*d ( As – cm2 ; b – szer. strefy rozciąganej na poziomie środka ciężkości zbrojenia ; d – wys. użytego przekroju ; fyk – granica plastyczności stali zbrojeniowej

[ Mpa]

100%*As/d*b = e – procent zbrojenia użytecznego

Dla stali gładkiej 0,8 – 1,6 % ; stali żebrowanej 0,6 – 1,2 %

Strzemiona w belkach – mogą być otwarte lub zamknięte

Otwarte – tylko belki monolityczne zbrojone pojedynczo, pracujące na momenty dodatnie; - średnica strzemion wykonanych z prętów gładkich nie większa od

- nie mniejsza niż – monolityczne ; 3mm – prefabrykowane


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Beton z którego wykonywane są konstrukcje jest sztucznym kamieniem powstałym w wyniku wiązania i twa
Beton, Beton - sztuczny kamień otrzymany przez związanie i stwardnienie mieszaniny wody, spoiwa i kr
Beton-1, Beton - sztuczny kamień otrzymany przez związanie i stwardnienie mieszaniny wody, spoiwa i
Pedagogika kompleks, Pedagogika specjalna - dział pedagogiki którego podstawowym obiektem zaintereso
Soczewki jednoogniskowe wykonywane są
FIZYKOCHEMIA, teoria do 33, Wykonywane są dwa rodzaje analiz wody:
Niejasne pytania-beton, Politechnika krakowsla, uczelnia, konstrukcje betonowe, EGZAMIN
35 Wykonywanie dokumentacji konstrukcji
Księżyc jest sztucznym tworem
jest sztuczka
09 Wykonywanie izolacji wodochronnych z tworzyw sztucznych
Tyrystor jest elementem półprzewodnikowym składającym się z 4 warstw w układzie 1, ELEKTRONIKA, Elek
Materiał statystyczny jest to zbiór?nych uzyskanych w wyniku obserwacji
budownictwo, skaly, PODZIAŁ SKAŁSkały stanowiące źródło surowca kamiennego powstały w skutek procesó
konstrukcja analitycznego bilansu oraz rachunku wyniku, Finanse

więcej podobnych podstron