04. ba 2014 10 07 (2)

Dr.ing.NAGYGYRGYTamsConfereniar

Email:[email protected]

Tel:+40256403935

Web:http://www.ct.upt.ro/users/TamasNagyGyorgy/index.htm

Birou:A219

Reinforced Concrete I. / Beton Armat I.

FacultateadeConstrucii .Dr.ing. NagyGyrgy T.


4.1 ANCORAREA ARMTURII N BETON

4.2 STADIILE DE LUCRU

4.3 DURABILITATEA BETONULUI ARMAT



Ancorarea armturii n beton Betonul nurezist lantindere,deaceeaseasociazcuarmturiledinoel.Dupfisurareabetonului,armturaareroluldeapreluaeforturiledentinderedinelementelederezisten.

Trebuie asiguratconlucrareabetonuluicuarmtura,adicmpiedicarealunecriiarmturiinbeton,printroancorare corespunztoare.

Ancorareaarmturiiserealizeaz prin: aderen formacapetelorbarelor(crlige) baretransversalesudate ancorespeciale.



Aderena = legtura dintre armtur i beton, creat la suprafaa de contact, prin ntrirea betonului; este definit de efortul unitar tangenial de aderen, fb

P compresiune radial

frecare

10% 70% 20%

plan potenial de forfecare

a) ncleiere b) ncletarea c) frecarea



Modelul de aderen dintre beton i armtur cu profil periodic



Determinarea efortului de aderen proba de smulgere

Modul de cedare Lunecarea armturii (bare cu suprafaa neted) Despicarea betonului printro fisur radial (bare profilate)

1 fct

msurarea deplasrilor

lb

starea de tensiunemodelul experimental- pentru test prin smulgere

P P

bb

bP

l



Determinarea efortului de aderen proba de smulgere

Modul de cedare Lunecarea armturii (bare cu suprafaa neted) Despicarea betonului printro fisur radial (bare profilate)

bbk

mmlPfl

)10.0(



Repartiia efortului unitar de aderen



Distribuia eforturilor unitare de aderen lng o fisur



Comportarea armturii nglobate n beton la ntindere centric

N NN=Nc +Ns

Beton c =Ec c c =0c =Nc /Ac

s =N/Ass =Ns /As

Armtura s =Es s

fb medfb med

lb lb

Aderena

Conlucrareperfect = c = s



Comportarea armturii nglobate n beton la ntindere centric

N NN=Nc +Ns

Beton c =Ec cc =0

c =Nc /Ac

s =N/Ass =Ns /As

Armtura s =Es s

fb medfb med

lb lb

Aderena

= c = s = c = s

lb lb



Lungimea necesar de ancorare lb asigur transmiterea efortului de la armtur la beton prin aderen pe aceast lungime; se poate deduce din condiia raional ca distrugerea aderenei s se produc simultan cu curgerea armturii (sd =fyd):

Proiectarea conformEC2

unde

Lalimit :

2

4

4

,

4 1 2 3 4 5 , ,

,

4



1 2 3 4 5 , ,



Efectul armturilor transversalenesudateasupraaderenei(princonfinare)pentrugrinziiplci

Ancorareaarmturilortransversale nmodobinuitprinciocuri (crlige)sauprinarmturitransversalesudate(obarninteriorulciocului)

cioc ndoit Armturtransversalsudat



efortul unitar deaderen decalcul

unde:1 este uncoeficient legat decondiiile deaderenidepoziiabarein

timpulbetonrii=1.0 condiiibunedeaderen=0.7 toatecelelaltecazuri

2 este uncoeficient legat dediametrulbarei=1.0 pt 32mm=(132)/100 pt >32mm

fctd rezistenadecalcullantindereabetonului

2.25 1 2

,


1 2 3 4 5 , ,


efortul unitar deaderen decalcul2.25 1 2


Condiiideaderen


Bareledearmturlongitudinalepotfiancoratelacapetelelorprinurmtoareleforme:1.capetedrepte

2.capetendoite ciocuri (crlige)sau bucle



Bareledearmturlongitudinalepotfiancoratelacapetele lorprinurmtoareleforme:3. capetedreptecusudareaunorbaretransversale

4. Capete cuancore speciale (headed reinforcement)



4.Capetecuancorespeciale(headed reinforcement) Transferul eforturilor concentrat elimin necesitatea lungimii de ancoraj, fr utilizareaadereni Se poate utiliza lungimea total a barei Reducerea aglomerrii armturilor reducerea dimensiunii elementuluiAncorajul rigid la armturile de for tietoare reduce deformaiile specifice de forfecare,reducnd deschiderea fisurilor de tiere



4.Capetecuancorespeciale(headed reinforcement)

instalareuoarirapid frciocurisaundoiri(consumredusdematerial)



4.Capetecuancorespeciale(headed reinforcement)

Console Stlpi Pilecaps

(hrc.com)FacultateadeConstrucii .Dr.ing. NagyGyrgy T.


Factorii care influeneaz aderena

calitatea betonului C fb

dozajul de ciment Cim fb

raportul ap/ciment A/Cim fb

compactarea Compact fb

poziiaarmturilorntimpulturnriibareorizontale fb (golurideaer)bareverticale fb

formaseciuniitransversaleabarei

fb Vrfuridetensiune Compactaremaislab




diametrul barelor fb

acoperirea cu beton acop. bet. fb

16 20 26

4,5

2,81,8

(mm)

f b med (N/mm2)



2r

1

fb1 > fb2

2

Suprapunereeforturi


lungimea de nglobare lb fbmed

distana dintre bare sl fb

f b med (N/mm2)

0 30 60 150 400 lb (mm)

6

4

2

P

l b

A s

P

l b

A s





Distana minim liber dintre armturile longitudinale sl , att pe orizontal, ct i pevertical, trebuie s fie cea mai mare dintre valorile

diametrul barei (mm)dg dimensiunea maxim a agregatului folositk1, k2 valorile date n anexa naional.Recomandat : k1=1 and k2=5mm

1 2




barele transversale previn deformaiile transversale fb

1 Plasesudatefret

1 2 fb1 < fb2FacultateadeConstrucii .Dr.ing. NagyGyrgy T.


nndireabarelor

sasiguretransmitereaeforturilordelaobarlaalta

sfiedecalateisnufiedispusenzoneputernicsolicitate(reazemesauzoneplastice!)

Transmitereaeforturilordelabarlaaltaseefectueazprin:

nndireabarelorprinsuprapunere

sudare

prinaltemetode



nndirea barelordearmturprinsudurpoatefirealizat,deregul,prinsudareelectric:

a)prinsuprapunere;b)cueclise;c)caplacapcutopireintermediar;d)caplacap,ncochilie;e)caplacap,nsemimanon decupru.

Moduldenndireabarelorprinsudurvafiprecizatnproiect,mpreuncueventualelecondiiispecifice,precumi cuabaterileadmisibile.

Altemetodedenndiresunt,deexemplu: nndireacufilet,normalsauconic; nndireacumanon presatradial; nndireacumanon i compoziieturnatlainterior(oeltopitsaualtemateriale); nndireacaplacap,cumanondepoziionarea(pentruarmturicomprimate).


NE012/2


nndireabarelorprinsuprapunere

0 12356 , 0,



Suprapunereaplaselorsudate



nndireaprinsudurutiliznd eclisedincupoanedearmtursaudin profiluricornier



nndireacudispozitivemecanicedecuplare(cuplori)(couplers)


nfundaii

nndireacufilet,normalsauconic


Dispozitivemecanicedecuplare(cuplori)(couplers)


halfen.com

nndireacumanon presatradial


Dispozitivemecanicedecuplare(cuplori)(couplers)


halfen.com

nndireacumanoni compoziieiturnatlainterior(oeltopitsaualtemateriale)


Betonul i armtura au proprieti fizicomecanice diferite, puse n eviden decurbele caracteristice ale celor doumateriale.

c

fc

0.4fcm

tan =Ecm

c cu

ctu

fctundefc rezistenalacompresiuneabetonuluifct rezistenalantindereabetonuluicu deformaiaspecificultimlacompresiunectu deformaiaspecificultimlantindereEcm modululdeelasticitatesecant

undefy limitadecurgereft rezistenalantindereaoeluluisu deformaiaspecificultimlantinderesy deformaiaspecificlacurgereEs modululdeelasticitatealoelului

sft

fy

sy su s

Es

An


UPT.FacultateadeConstrucii Dr.ing. NagyGyrgy T.


Subaciuneancrcrilorexterioare,monotoncresctoare,nelementeledinbetonarmatseproducmodificricantitative (aleeforturilor)icalitative (alecomportriimaterialelor),ceeacepermitedelimitareaunoretape,denumitestadiidelucru.

Comportareadepindedeprocentuldaarmarep=100As/Ac.

betonulslabarmat,realizatcuprocentedearmarefoartereduse,(cuprecderenconstruciihidrotehnicemasive);

betonularmat,realizatcuprocentemiciimijlociidearmare;(domeniulconstruciilorcivile,industrialeialpodurilor);

betonulsupraarmat,realizatcuprocentemaridearmare;aceastsituaieestengeneralevitat.



Laoncrcare staticdescurtdurat,monotoncresctoaresedistingtreistadiidelucru:

stadiulI,nefisurat (elastic) stadiulII,fisurat (elasticoplastic) stadiulIII,derupere (plastic).

Pentruadiscutastadiiledelucru,vomconsideraogrindsimplurezemat(poriunea demijloc).

P=0 rupere

M

V



STADIUL I. ncrcareaarevalorimici

betonulestenefisurat toatseciuneatransversalesteactiv

rigiditatealancovoiere(EI)maxim

comportare preponderentelastic;

LimitaStadiului I. ct =ctu ct = fct 1amodificarecalitativ =plasticizareabetonuluintins(curbareadiagrameideeforturiunitare);fisurareaesteiminent!(unasaumaimultefisurinormalepeaxa

elementului)

a2amodificarecalitativ =betonuluintinsestefisurat elementultrecenStadiulII,cubetonul ntinsfisuratscosdinlucru



STADIUL I. Proiectarea n Stadiul I. nu este economic, deoarece eforturile n armturi sunt foartemici Proiectarea nStadiulI.seutilizeazderegullastructurihidrotehnice

0.10.15

0.100.15

1000 210000 21302 210500 2

h

h/2

h/2

b

d

dsAs

c



STADIUL II. stadiuldeserviciu seciuneaactivesteformatdinbetonulcomprimatiarmturantins

ncrcareaarevaloriledeserviciudatedeexploatareanormal;severificSLS(deschiderefisuriideformaii)

rigiditatealancovoiere(EI)scadedincauzafisurrii

comportare elastoplasticfunciedeniveluldesolicitare,dar uzual nusetrecedecomportareaelastic:

nbetonulcomprimat: c 0,5fc narmturantins: s 0,7...0.8fy



STADIUL II. stadiuldeserviciu Baza calculului laSLS ilaoboseal

h

h/2

h/2

b

d

dsAs

c



STADIUL III. stadiulderuperea3amodificarecalitativ =armturantinscurge(s =fy) seformeazoarticulaieplastic (grindasedeformeazsubsarcinaconstantMp)

Moment ncovoietor deplasticizare:Mp =Asfyz 0,9Asfyd

seciuneaactivscadepnsezdrobetebetonulcomprimat

ncrcareaajunge lavaloarea maxim(derupere)

rigiditatealancovoiere(EI)esteminim deformatapronunatagrinzii,duceladeschidereaexageratafisurilor

comportare plastic ruperecucaracterductil, cudeformaiimari (MR)



STADIUL III. stadiulderupere

h

h/2

h/2

b

d

dsAs

c



b

h d

h/2

h/2

c



1,2 0,8 1,2

wE 0,01 0,02 0,03 0,04 wr

w (m) sgeata

20

40

60

80

100

120 140

160

Mf

Mp Mr

ME

Rotaie n articulaia plastic Stadiul III

(EI)I

(EI)II Stadiul II

Stadiul I

Stadiul I Curgerea armturii Ruperea

40

20 (cm) SECT. TRANSV.

320

Arm. montaj curgerea armturii

fisurarea betonului



Rupereapentrualteprocentedearmaredectmiciimijlocii

Beton simplu cu armtur de siguran Se rupe armtura, care n acest cazare rolul de a reduce n oarecare msur fragilitatea betonului simplu.

Beton slab armat Ruperea se produce fie prin zdrobirea betonului comprimat,fie prin deformaii excesive ale armturii.

Beton supraarmat Ruperea se produce prin zdrobirea betonului, fr caarmtura ntins s ajung la limita de curgere.

deformaii mici caracter casant. soluie neeconomic armtura nu este folosit lacapacitate maxim.



dea lungul elementului se pot identifica toate stadiile de lucru elementul lucreaz ca un arc de beton cu tirant de oel

Recunoatei?!ancoraj


Durabilitatea = aptitudinea de a menine caracteristici corespunztoare derezisten, stabilitate i de funcionalitate pe durata de via proiectat, frcheltuieli excesive de ntreinere, altele dect cele uzuale

Coroziune:iniiatdeclorurisau decarbonatarenghe/dezgheReaciialcaliisilicioase

Factorii careafecteazstructura



Coroziuneaarmturilor iniiat decloruri



Coroziuneaarmturilor iniiatdecarbonatare

n mp

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 +H2Obeton mediunumaiestealcalin numaiexistprotecie

sereducepH1314lapH78

CO2 nusentmplnimic!H2O nusentmplnimic!

Dar CO2 + H2O H2CO3 (acidcarbonic)

Dupdepasivare H2CO3 atacarmtura ruginire




Ca(OH)2 barelesuntprotejate

atacdeCO2

Stratulcarbonatat

Dupoperioadlung

Stratulcarbonatat

AtacdeCO2 SAUH2OFRPROBLEME

AtacdeCO2 + H2O RUGIN

RUGIN fisurilongitudinale




Exfoliere



Coroziuneaarmturilor efecte suprapuse



Durata proiectat de via a construciilor (valori orientative)

Categoriaduratei vieii

Durata devia proiectata structurii (n ani)

Tipulconstruciei(Exemple)

5 =100 Structuri pentru cldiri monumentalei construcii inginereti importante

4 50 100 Structuripentrucldiriialteconstruciicurente

3 15 30 Structuri pentru construciiagricolesau similare

2 10 25 Pridestructur cepotfinlocuite

1 10 Structuri temporare



Durabilitatea betonului este influenat deurmtoriifactori: condiiile de expunere: atmosfera, solul, apa de mare, sruri, abraziune mecanic,depozitare sau contact cu substane chimice clasa de expunere X

tipuldeciment potfinecesarecimenturispecialerezistentelaageniichimici

calitateabetonului sealegeuzualdincondiiiderezisten,darpoatesfienecesaroclassuperioarnanumite medii

grosimea de acoperire cu beton a armturii se calculeaz funcie de clasa de expunere,are rolul de a proteja armtura de ptrunderea substanelor agresive, dar i n caz deincendii

deschiderea fisurilor dac nu depesc deschiderile admise (general 0,3 mm), nu suntn general periculoase

Dacfactoriisuntfavorabili,durabilitateabetonuluiestefoartemare.



0 Niciunriscdecoroziune

C Carbonation =Carbonatare

D Deicing salt=Sarepentrudezgheare

S Seawater =Apdemare

FFrost=nghe

A Agressive environmet =Agresivitatechimic

+MMechanicalabrasion=Uzur mecanic



Condiiidemediu



Strategii de luat n considerare pentru creterea durabilitii:

A. Evitarea reaciilor de degradare se obine prin: schimbarea mediului aplicarea pe elemente a unor membrane,pelicule de protecie etc.;

alegerea unor materiale nereactive: oel inoxidabil, oel peliculizat,agregate nereactive, cimenturi rezistente la sulfai;

inhibarea reaciilor prin protecie catodic, utilizarea antrenorilor de aerpentru sporirea rezistenei la nghe-dezghe.

B. Selectarea materialelor i compoziiilor optime, potrivite pentru a rezistareaciilor de degradare considerate i ateptate:

compoziia adecvat a betonului;

grosimi de acoperire cu beton corelate cu condiiile de mediu;

aplicarea unei tehnologii adecvate de compactare a betonului;

sporirea seciunii elementelor fa de cele rezultate din calcul, dac estenecesar.



Acoperirea cu beton este distana ntre suprafaa armturii (incluznd etrierii sauagrafele) pn la suprafaa betonului.

Acoperirea cu beton asigur:- transmiterea forelor de aderent de la armtur la beton- protecia oelului mpotriva coroziunii- protecia la foc (nu se trateaz aici)

Valoarea nominal a acoperirii:

Aceast valoare trebuie specificat pe desene!!!



Acoperirea minim

-cmin,b - este acoperirea minim de beton din condiii de aderen-cmin,dur - acoperirea minim de beton din condiii de mediu (A.N.)-cdur, - coef. de siguran adiional (n general =0) (A.N.)-cdur,st - reducerea acoperirii de beton n cazul oelului inoxidabil (A.N.)-cdur,add - reducerea acoperirii de beton n cazul proteciei suplimentare (A.N.)

, ; , , , , ; 10

, ; , ; 10

aderen durabilitate



Acoperirea minim

cmin,b

cmin,dur funcie de clasa structural

cdev = 5 mm plci monolite (A.N.)= 10 mm restul elementelor (A.N.)



Clasificare structural recomandat


04. ba 2014 10 07 (2)

Documents