Właściwości mechaniczne stali

Właściwości mechaniczne stali. W procesie projektowania będziemy stawiani przed wyborem nie tylko klasy betonu, ale także gatunku stali zbrojeniowej, dlatego też warto zapoznać się na tym etapie z cechami, które charakteryzują stal zbrojeniową oraz z pojęciem nominalnej otuliny zbrojenia.

Charakterystyka ciągliwości i klasy stali

Ciągliwość to zdolność materiału do przenoszenia naprężeń pomimo znacznego przyrostu odkształceń po przekroczeniu granicy plastyczności. Używanie stali o niskiej ciągliwości może doprowadzić do zniszczenia układu w sposób gwałtowny i kruchy bez żadnego widocznego wcześniej mechanizmu zniszczenia. Natomiast przy użyciu stali o wysokiej ciągliwości, konstrukcja może pracować w fazie odkształceń plastycznych z mniejszą obawą o zerwanie się stali zbrojeniowej.

W EN 1992-1-1:2004 przedstawione zostały wykresy zależności naprężenie-odkształcenie (rysunek poniżej) dla dwóch typów stali (walcowanej na gorąco i poddanej obróbce na zimno).

Ciągliwość określana jest poprzez dwa parametry:

• parametr ,  gdzie -wytrzymałość stali na rozciąganie, – ­charakterystyczna granica plastyczności
• wydłużenie pod maksymalnym obciążeniem  [%]

Parametry ciągliwości w zależności od klasy stali przedstawiono w EN 1992-1-1:2004 w załączniku C w tablicy C.1. Poniżej umieszczono fragment w/w tabeli.

Spajalność stali

Określana na podstawie równoważnika węgla (ekwiwalentu węgla). Jeżeli stal zbrojeniowa będzie poddawana łączeniom poprzez spawanie i zgrzewanie, konieczny jest dobór gatunku stali o składzie chemicznym, który pozwoli na spajalność stali.

Przykładowe gatunki stali

Gatunki stali [http://www.inzynierbudownictwa.pl/dodatki_specjalne,stal,artykul,nowoczesne_stale_zbrojeniowe_w_budownictwie_krajowym,7022]

Zabezpieczenie stali przed korozją (otulina)

Wg EN 1992-1-1:2004 4.4.1.1(1)P „Otuleniem betonem nazywa się najmniejszą odległość pomiędzy powierzchnią zbrojenia (z włączeniem połączeń i strzemion oraz zbrojenia powierzchniowego, gdy jest istotne) i powierzchnią betonu”.  Ponadto Eurokod mówi, że nominalne otulenie należy podać na rysunkach, a składa się ono z otulenia minimalnego c_min oraz dodatku ze względu na odchyłkę Δ_c,dev.

Otulina nominalna c_nom

Cała procedura określenia nominalnego otulenia znajduję się w rozdziale 4 normy, a poniżej zaprezentowany został przykład obliczeniowy wyznaczenia nominalnej otuliny zbrojenia dla ławy fundamentowej. W dużym uproszczeniu całe obliczenia można wyjaśnić następującym działaniem.

c_nom = c_min + Δc_dev