Konstruowanie zbrojenia

Podziel się stroną ze swoimi znajomymi z grupy :-)

W normie został zawarty cały rozdział ósmy na temat zasad konstruowania zbrojenia. W niniejszym poradniku omówimy podstawy konstruowania zbrojenia.

 

Rozstaw zbrojenia

W trakcie prowadzeni obliczeń konstrukcyjnych dobieramy m.in. średnicę i rozstaw prętów. Maksymalny rozstaw jest określamy w rozdziale 9 w regułach szczególnych co omówimy w jednym z przyszłych poradników, natomiast minimalny rozstaw prętów jest określany z uwagi na możliwość właściwego ułożenia i zagęszczenia betonu.  I tak obostrzeniom poddany jest rozstaw prętów w świetle (w kierunku pionowym i poziomym), który nie powinien być mniejszy od maksymalnej średnicy pręta; powinien być większy o 5 milimetrów od maksymalnego wymiaru ziaren kruszywa i od 20mm. Ponadto pręty umieszczone w kilku warstwach powinny leżeć w jednym pionie, ale jeśli nie jest to możliwe odstępy między prętami w warstwach powinny zapewniać dostęp wibratorów (średnice buławy mają ok.30-50mm), aby odpowiednio zagęścić mieszankę betonową.

 

Zagięcia prętów

Ze względu na możliwość zniszczenia prętów na skutek wyginania oraz zniszczenia betonu na skutek zmiażdżenia wewnątrz zagięcia, norma podaje warunki, które należy spełnić, aby uniknąć uszkodzeń stali i betonu.

a) Sprawdzenie z uwagi na uszkodzenie zbrojenia

Eurokod podaje minimalne wewnętrzne średnice zagięcia (średnice trzpienia do gięcia) w Tablicy 8.1N.

 

b) Sprawdzenie ze względu na zniszczenie betonu

Zgodnie z p.8.3.(3):

„Jeżeli:

        – zakotwienie pręta nie wymaga długości większej niż 5\phi poza końcem zagięcia

        – pręt nie leży przy krawędzi (płaszczyzna zagięcia nie leży blisko powierzchni betonu), a wewnątrz zagięcia występuje pręt poprzeczny o średnicy nie mniejszej niż \phi

        – średnica zagięcia jest równa co najmniej zalecanej w Tablicy 8.1N,  to średnica wewnętrznego zagięcia nie wymaga sprawdzenia ze względu na zniszczenie betonu.

W innych przypadkach wewnętrzną średnicę zagięcia \phi _m należy zwiększyć tak, żeby spełnić nierówność (8.1)

\phi _{m,min}\geq\frac{F_b_t}{f_c_d}(\frac{1}{a_b}+\frac{1}{2\phi })

w której:

F_b_t – jest siłą rozciągającą w stanie granicznym nośności w pręcie lub wiązce prętów na początku zagięcia,

a_b – jest dla rozpatrywanego pręta (lub wiązki prętów) połową odległości między osiami prętów (lub wiązek prętów) odmierzanej prostopadle do płaszczyzny zagięcia; dla pręta (lub wiązki prętów) bezpośrednio sąsiadującego z powierzchnią elementu należy przyjmować a_b równe grubości otulenia plus 0,5\phi

 

Kotwienie prętów zbrojeniowych

 

Zakotwienie prętów w elemencie powinno zapewniać przekazanie sił ze zbrojenia na beton poprzez siły przyczepności.  Podstawowa długość zakotwienia obliczana jest zgodnie ze wzorem 8.3:

l_{b,rqd}=\frac{\phi }{4}\frac{\sigma _{sd}}{f_{bd}}

gdzie:

\phi – średnica kotwionego pręta,

\sigma _{sd} – obliczeniowe naprężenie w rozpatrywanym pręcie, (proste i bezpieczne jest przyjęcie \sigma _{sd}=f_{yd})

f_b_d – naprężenie przyczepności obliczone zgodnie z 8.4.2 PN-EN 1992

Obliczona w ten sposób długość zakotwienia mierzona jest w osi pręta. W celu zakotwienia można stosować zarówno pręty proste jak i pręty zagięte, haki oraz pętle (rysunek poniżej). 

Równoważna długość zakotwienia, o której wspomina norma może zostać obliczona z zależności:

l_{b,eq}=\left\{\begin{matrix} \alpha _{1}\cdot l_{b,rqd}\\ \alpha _{4}\cdot l_{b,rqd} \end{matrix}\right.    ,   gdzie \alpha_1 – stosujemy przy użyciu standardowych zagięć, haków i pętli, natomiast \alpha_4 – przy zastosowaniu spawanych prętów poprzecznych.

Obliczeniową długość zakotwienia obliczamy wg wzoru 8.4:

l_{bd}=\alpha_1 \alpha_2 \alpha_3 \alpha_4 \alpha_5l_{b,rqd},

gdzie współczynniki \alpha_i zależne są od kształtu pręta, otulenia betonem, ograniczenia odkształceń przez zbrojenie poprzeczne oraz ograniczenie odkształceń spowodowane przez nacisk poprzeczny. Wartości współczynników znajdują się w tablicy 8.2.

Norma PN-EN 1992 wspomina również o warunkach zakotwienia dla strzemion oraz zbrojenia na ścinanie w rozdziale 8.5. Na rysunku poniżej zamieszczono wymagania dotyczące długości zakotwienia:

 

Zakład prętów zbrojeniowych

Przy zbrojeniu elementów żelbetowych z reguły nie stosuje się prętów dłuższych niż 12m. Jednak czasami zdarzają się elementy o większych rozpiętościach (długościach), w związku z tym konieczne jest połączenie prętów, aby zapewnić “ciągłość” zbrojenia. Ów ciągłość uzyskuje się poprzez zakład prętów, spajanie lub poprzez połączenia mechaniczne zapewniające przekazywanie obciążeń. Najważniejsze w połączeniach na zakład jest fakt, by nie łączyć prętów w obszarach wysokich naprężeń.

Obliczeniowa długość zakotwienia obliczana jest zgodnie z 8.7.3 na podstawie poniższego wzoru, gdzie współczynniki \alpha_i dotyczą tej samej tabeli (Tabela 8.2) co w przypadku zakotwienia.

l_{0}=\alpha_1 \alpha_2 \alpha_3 \alpha_5 \alpha_6l_{b,rqd} (8.10)

gdzie:

\alpha_{6}=\sqrt{\frac{\rho _l}{25}}, lecz nie więcej niż 1,5 i nie mniej niż 1,0; \rho_l – oznacza udział zbrojenia połączonego na zakłady, które mieszczą się w obszarze rozciągającym się w dwie strony na odległości 0,65l_0 od środka rozpatrywanej długości zakładu.

Rozmieszczenie prętów łączonych na zakład powinno być zgodne z rysunkiem poniżej.

 

Zbrojenie poprzeczne w strefie zakładu

Nie jest konieczne dodatkowe zbrojenie poprzeczne w strefie zakładu o ile średnica prętów łączonych jest większa niż 20 mm lub w każdym przekroju udział prętów łączonych na zakład jest mniejszy niż 25%.  W przypadku niespełnienia powyższych warunków należy zastosować zbrojenie poprzecznego, którego pole przekroju \sum A_s_t nie powinno być mniejsze od pola przekroju pojedynczego pręta łączonego na zakład. Na rysunku poniżej zilustrowano rozkład prętów zbrojenia poprzecznego w przypadku zakładu prętów ściskanych i rozciąganych.



Zachęcamy do dalszej nauki. Wybierz materiał: