Mechanizmy zniszczenia zginanego przekroju żelbetowego

Mechanizm zniszczenia przekroju żelbetowego uwzględniając wpływ stopnia zbrojenia oraz zniszczenie kruche niesygnalizowane oraz sygnalizowane. Zbrojenie minimalne oraz maksymalne przekrojów zginanych.

Mechanizm zniszczenia przekroju żelbetowego

Kruche, niesygnalizowane zniszczenie następuje, gdy odkształcenia w strefie rozciąganej betonu osiągną wartość graniczną i zniszczenie jest nagłe. W tym przypadku naprężenia w stali są stosunkowo małe, wobec czego powstają rysy, ale są one pomijalnie małe, a ugięcia są niedostrzegalne.

Zniszczenie sygnalizowane następujące, gdy naprężenia w zbrojeniu są na tyle duże, że stal zaczyna płynąć i pręty wydłużają się bez wzrostu obciążeń. Występują silne zarysowania i znaczne ugięcia. Jedyny pożądany mechanizm ze względu na bezpieczeństwo.

Wpływ stopnia zbrojenia
  1. Przekrój niedozbrojony – wysokość strefy ściskanej betonu jest mniejsza od wartości granicznej, więc odkształcenia w zbrojeniu są znacznie większe niż dopuszczalne, a naprężenia są na poziomie granicy plastyczności.
  2. Przekrój przezbrojony – wysokość strefy ściskanej jest większa od wartości granicznej, a naprężenia w zbrojeniu są mniejsze od granicy plastyczności. Odkształcenia w stali są małe, a zbrojenie nie jest w pełni wykorzystane.
Zbrojenie minimalne elementów zginanych

Norma EN 1992-1-1 w rozdziale 9 dotyczącym konstruowania elementów i reguł szczególnych mówi jasno o przekroju minimalnym i maksymalnym zbrojenia.  I tak dla belek przekrój zbrojenia minimalnego wynosi zgodnie ze wzorem 9.1N:

{{A}_{s,min}}=max~\left\{ \begin{matrix}0,26\cdot \frac{{{f}_{ctm}}}{{{f}_{yk}}}\cdot b\cdot d  \\0,0013\cdot b\cdot d  \\\end{matrix} \right.

gdzie:

{{f}_{ctm}} – średnia wytrzymałość betonu na rozciąganie określona wg Tablicy 3.1 w EC2

b – średnia szerokość strefy rozciąganej

d –  wysokość użyteczna przekroju

Zbrojenie maksymalne elementów zginanych

Natomiast zbrojenie maksymalne poza strefami zakładu powinno być nie większe niż

{{A}_{s,max}}=0,04\cdot {{A}_{c}}

gdzie:

{{A}_{c}} – pole przekroju betonowego

Innym typem elementu pracującym głownie na zginanie jest płyta, dla którego również Eurokod podaje wytyczne odnośnie zbrojenia minimalnego jak i maksymalnego. Na nasze szczęście są to te same zależności jak dla elementów belkowych wymieniowych powyżej. Dodatkowo Eurokod mówi o zbrojeniu drugorzędnym, które nie powinno być mniejsze niż 20% zbrojenia głównego (wynika to z pracy pasma płytowego, gdzie moment w kierunku drugorzędnym równy jest momentowi z kierunku głównego pomnożonego przez współczynnik Poissona dla betonu niezarysowanego równy 0,2).

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *