ba i - partea a 5-a

Upload: florinpantilimon

Post on 11-Oct-2015

37 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Beton

TRANSCRIPT

  • B.A. I

    ARMTURI PENTRUBETON ARMAT

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

  • B.A. I Exigene de performan

    Principalele exigene ale armturilor pentru beton armat sunt:p Rezisten

    Ad Aderen Ductilitate Capacitate de ndoire

    S d bilit t Sudabilitate Rezisten la oboseal

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    2

  • B.A. I Rezistena

    R i t l ti d f t ti l Rezistena mare la ntindere a fost motivul principal al asocierii oelului cu betonul.

    ns pentru a asigura o comportare elastic a ns pentru a asigura o comportare elastic a oelului sub ncrcrile de serviciu (ncrcrile uzuale), nu se urmrete rezistena (ultim), ciuzuale), nu se urmrete rezistena (ultim), ci valoarea limitei de curgere a oelului.

    Pentru oelurile folosite curent la realizarea elementelor din beton armat, limita de curgere variaz ntre 240 i 600 MPa.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    3

  • B.A. I Aderena

    P t t il d l l l ti d t Pentru ca armturile de oel s lucreze la ntindere este necesar ca eforturile de ntindere din beton s fie transmise (transferate) ctre armturi.

    Acest transfer se face de regul prin intermediul aderenei dintre armtur i betonul din jurul ei.Di t d d l d i t il t Din punct de vedere al aderenei, armturile sunt mprite n 2 clase (ST 009/2005):

    i. Bare netede (cu suprafaa lis). e e ede (cu sup s )ii. Bare cu nalt aderen:

    Armturi profilate (cu nervuri n relief) Armturi amprentate (cu adncituri)

    !!! Barele profilate sau amprentate sunt clasate ca armturi de nalt aderen dac geometria nervurilor sau a amprentelor

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    4

    nalt aderen dac geometria nervurilor sau a amprentelor respect anumite condiii (EN 1992-1-1).

  • B.A. I Ductilitatea

    D tilit t i t it t d d f t Ductilitatea reprezint capacitatea de deformare post-elastic fr reducere semnificativ a rezistenei.

    Ductilitatea este o caracteristic important pentru p pelementele i structurile de beton armat, iar o condiie necesar, dar nu suficient, pentru asigurarea ductilitii structurale este ductilitatea armturilorductilitii structurale este ductilitatea armturilor.

    Principalele avantaje asigurate de comportarea structural ductil sunt: Avertizarea ruperii, prin deformaii mari Redistribuirea eforturilor n structur, limitnd

    f l il d f iastfel concentrrile de eforturi Disiparea unui procent important din energia

    indus de micrile seismice

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    5

    indus de micrile seismice

  • B.A. I Capacitatea de ndoire

    P t fi f t t t il t b i d it Pentru a fi fasonate corect armturile trebuie ndoite. ndoirea reprezint o deformaie plastic la rece care nu

    trebuie s afecteze comportarea armturii.p Deformarea la cald nu este acceptat pentru c modific

    proprietile de rezisten i deformabilitate ale oelului. EN 10080 impune pentru a testa capacitate de ndoire fie

    testul de ndoire, fie testul de ndoire-dezdoire. Testul de ndoire const din ndoirea la 180 o singur dat aTestul de ndoire const din ndoirea la 180 o singur dat a

    barei, n jurul unui dorn cu diametrul dat. Testul de ndoire-dezdoire const n ndoirea barei la 90, n jurul

    unui dorn cu diametrul dat, mbtrnirea artificial a oelului,unui dorn cu diametrul dat, mbtrnirea artificial a oelului, urmat de dezdoire cu cel puin 20.

    Testele sunt considerate satisfcute dac dup test bara nu prezint nici un semn de rupere sau fisuri vizibile cu ochiul liber

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    6

    prezint nici un semn de rupere sau fisuri vizibile cu ochiul liber.

  • B.A. I Sudabilitatea

    M j it t l il t b t t t d bil Majoritatea oelurilor pentru beton armat sunt sudabile, aceasta calitate fiind deseori necesar n procesul de producie, fie pentru realizarea plaselor de armturi sudate, fie la mbinarea prin sudare a armturilor.

    Sudabilitatea depinde de procentul de carbon, carbonechivalent i alte impuriti (sulf fosfor azot)echivalent i alte impuriti (sulf, fosfor, azot).

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    7

  • B.A. I Rezistena la oboseal

    Pentr str ct rile care s nt s p se la ncrcri repetate Pentru structurile care sunt supuse la ncrcri repetate (ex.: tablierele de poduri sau grinzile podurilor rulante), comportarea la oboseal a armturilor de oel este foarte important.

    Mecanismul cedrii la oboseal al barelor de oel poate fi descris simplificat astfel:descris simplificat astfel: Dintr-un punct de concentrare a eforturilor (imperfeciune

    geometric, cresttur, punct de coroziune) se formeaz o fisur, care avanseaz treptat, micornd seciunea util a barei.fisur, care avanseaz treptat, micornd seciunea util a barei.

    Cnd seciunea rmas devine insuficient, bara se rupe brusc. Verificarea rezistenei la oboseal a armturii const n

    i i 2 i i i i frealizarea a cel puin 2 milioane de cicluri la un efort de 60% din limita de curgere caracteristic i cu o amplitudine de cel puin 150 MPa pentru bare laminate la

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    8

    cald, respectiv de cel puin 100 MPa pentru srme trefilate.

  • B.A. I Compoziia oelurilor utilizate pentru beton armat

    O l il l i fi i tit t d d Oelurile uzuale conin fier i o cantitate redus de carbon.

    Cu ct cantitatea de carbon este mai ridicat cu attCu ct cantitatea de carbon este mai ridicat, cu att rezistena crete, ns deformabilitatea scade.

    Oelurile pentru beton armat conin sub 0.4% carbon. p Pentru a mbunti rezistena, pstrnd n acelai

    timp o ductilitate suficient:

    fie se adug cantiti reduse din alte metale (oeluri slab aliate, de ex. PC 52)

    fie se aplic o serie de tratamente termice (procedeul Tempcore, utilizat pentru oelurile S400S600).

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    9

    S400S600).

  • B.A. I Producerea armturilor utilizate pentru beton armat

    Obi b l ( l ) d t f Obinerea barelor (sau srmelor) de armtur se face: prin laminare la cald, caz n care se obin armturi

    cu palier de curgere distinct i o bun ductilitate p g prin tragere la rece, caz n care barele nu au un

    palier distinct de curgere, iar deformabilitatea lor t d l i d este de regul mai redus

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    10

  • B.A. I Producerea armturilor utilizate pentru beton armat

    D f (t ) l d f l d Deformarea (tragerea) la rece produce fenomenul de ecruisare a oelului:

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    11

    Diagramele efort-deformaie ale oelurilor nainte i dup tragerea la rece (dup fib, 1999)

  • B.A. I Producerea armturilor utilizate pentru beton armat

    U i l d d f l t t i Un caz special de deformare la rece este torsionarea,care produce o ecruisare difereniat a oelului n funcie de distana fa de centrul seciunii barei:

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    12

    Diagramele efort-deformaie ale oelurilor ecruisate prin rsucire (dup fib, 1999)

  • B.A. I Proprietile mecanice ale armturilor

    C t i t d i i d Comportarea mecanic este descris prin ncercarea de ntindere, pe baza creia se traseaz relaia -.

    La oelurile ductile, cu palier distinct de curgere, , p g ,ruperea este precedat de o striciune (gtuire) accentuat a seciunii, ce debuteaz n momentul n care se atinge punctul de efort unitar maximcare se atinge punctul de efort unitar maxim.

    - limita (efortul unitar) de curgereyf

    rezistena (efortul unitar maxim)f - rezistena (efortul unitar maxim)

    - deformaia ultim asociat efortului maximutf

    - modulul lui Young [195210 GPa]sEyftf

    !!! Alungirea la rupere, msurat pe o zon cu lungimea iniial de 5 ori diametrul barei i care cuprinde seciunea de rupere este considerabil

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    13

    u

    p p(ex.: la PC 52 poate atinge 30-33%).

  • B.A. I Proprietile mecanice ale armturilor

    L l il f il b t i ti d La oelurile fragile, pe curba caracteristic doar rezistena este clar definit, ns nu se distinge un prag de curgere bine definit.

    Deformaia ultim este relativ redus, alungirea la rupere fiind de pn la 10%.

    tf

    - limita de curgere convenional corespunde20f

    20.ftf

    - limita de curgere convenional corespunde efortului de la care, la descrcare, deformaia remanent (rezidual) este 0.2%

    20.f

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    14

    u

  • B.A. I Modele de calcul relaia - V l d l l i t i bi i Valoarea de calcul a rezistenei se obine prin

    mprirea valorii caracteristice la factorul parial de siguran [ fyd = fyk / s , unde s = 1.15 ]y y

    Pentru calculul secional, curba caracteristic a oelului se schematizeaz prin: o relaie biliniar cu palier de curgere sau o relaie biliniar cu consolidare

    ydf

    ydf

    ydfk

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    15

    !!! n calculul secional simplificat se folosete relaia biliniar cu palier.

    uy uy

  • B.A. I Modele de calcul relaia - P t b l l i t STAS 10107/0 90 d Pentru barele laminate, STAS 10107/0-90 prevede u=1% pentru gruprile de ncrcri obinuite i u=5% pentru cele care includ i aciunea seismic.

    Pentru zonele plastice poteniale ale structurilor amplasate n zone seismice, STAS 10107/0-90 impune diagrama biliniar cu consolidare cu f = 1 25fdiagrama biliniar cu consolidare, cu ftd = 1,25fyd .

    n cazul srmelor trase (STNB, STPB), STAS 10107/0 recomand fie o diagrama biliniar cu consolidare, fie o eco d e o d g b cu co so d e, e odiagrama biliniar cu palier.

    Bare laminate la cald Srme trase la rece

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    16

  • B.A. I Modele de calcul relaia - EN 1992 1 1 d i i li it t l EN 1992-1-1 nu prevede nici o limit pentru ud n cazul

    n care se adopt modelul biliniar cu palier. n cazul n care se adopt modelul biliniar cu p

    consolidare, valoarea de calcul a deformaiei specifice ultime este 90% din valoarea caracteristic ud = 0,9uk.

    Curba idealizat

    Curba de proiectare

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    17

  • B.A. I Modele de calcul relaia - EN 1992 1 1 d fi t t i l d d tilit t A B i C EN 1992-1-1 definete trei clase de ductilitate: A, B i C

    Pe lng condiia de deformaie minim, se impune n general i un raport minim (k) ntre efortul de rupere i cel de curgere.

    Pentru oelurile cu ductilitate ridicat, clasa C, se impune i o limit maxim a raportului k.raportului k .

    Limita minim asigur o rezerv de rezisten i o cretere a ductilitii. Limita maxim este important la structurile amplasate n zone seismice,

    deoarece limiteaz suprarezistena (excesul de capacitate portant fa de

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    18

    cea necesar la proiectare), care poate modifica ordinea de apariie a articulaiilor plastice i poate afecta negativ comportarea la seism.

  • B.A. I Caracteristicile oteurilor utilizate n Romnia

    OB 37OB 37 Bare lise cu seciune circular din oel cu coninut mic de carbon,

    laminat la cald. Se livreaz n colaci (6...12) sau bare cu i i 12 ( 12)lungimea de maxim 12 m (>12).

    Rezisten sczut, ductilitate nalt, aderen medie. Utilizat n general pentru etrieri (armturi transversale), armturi g p ( )

    constructive i de montaj.

    PC 52 ; PC 60PC 52 ; PC 60 Bare profilate din oeluri cu coninut limitat de carbon, slab aliate

    (1.4% Mn). R i t b d tilit t b d lt Rezisten bun, ductilitate bun, aderen nalt. Utilizate pentru armturile de rezisten, att pentru cele

    longitudinale, ct i pentru armturile transversale.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    19

  • B.A. I Caracteristicile oteurilor utilizate n Romnia

    PC 52

    PC 60

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    20

  • B.A. I Caracteristicile oteurilor utilizate n Romnia

    STNBSTNB Srme de diametru mic (3...8 mm), trefilate. Din cauza procedeului de fabricaie, oelul este puternic ecruisat,

    rezistena fiind mrit, iar deformaiile diminuate. Suprafaa foarte lis face ca aderen s fie slab. Sunt utilizate sub form de plase sau carcase sudate prin puncte.Sunt utilizate sub form de plase sau carcase sudate prin puncte.

    STPBSTPB Diferena fa de STNB este dat de existena nervurilor pe

    suprafaa srmei, avnd aspectul asemntor celor de la PC 52, ns fr nervuri longitudinalens fr nervuri longitudinale.

    Existena nervurilor crete substanial aderena.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    21

  • B.A. I Clasificarea armturilor dup rolul lor

    A t i d i t Armturi de rezisten Preiau eforturi cuantificabile prin calcul. Cantitatea necesar rezult din calculul de rezisten.

    (1) armturi longitudinale prevzute pentru preluarea eforturilor normale de ( ) g p p pntindere generate de momentul ncovoietor pozitiv

    (2) armturi transversale de rezisten (etrieri) prevzute pentru preluarea eforturilor tangeniale produse de fora tietoare

    (5) i l i di l l f il l d

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    22

    (5) armturi longitudinale prevzute pentru preluarea eforturilor normale de ntindere generate de momentul ncovoietor negativ

  • B.A. I Clasificarea armturilor dup rolul lor

    A t i t tiArmturi constructive Preiau eforturi dificil de cuantificat prin calcul. Cantitatea necesar nu rezult din calcul, ci din reguli empirice.

    (3) Etrieri constructivi, care nu rezult necesari din calculul de rezisten( ) , (4) Armturi longitudinale constructive care sunt prevzute s preia eforturi de

    ntindere generate de contracia betonului

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    23

  • B.A. I Clasificarea armturilor dup rolul lor

    A t i d t jArmturi de montaj Rolul lor este s ajute la realizarea carcasei de armtur i s-i

    asigure stabilitatea n timpul turnrii betonului.

    (6) Bare de montaj care nu preiau eforturi, ci sunt prevzute pentru a permite legarea ( ) j p , p p p gn poziie vertical a etrierilor de marc (3).

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    24

  • B.A. I nndirea armturilor

    A t il di t l i d 12 t d Armturile cu diametrul mai mare de 12 mm sunt de regul livrate sub form de bare cu lungime limitat (cel mult 12 m).

    De asemenea, tehnologia de execuie impune utilizarea de bare de lungimi relativ reduse, care s permit o manipulare uoar a acestoramanipulare uoar a acestora.

    ns din punct de vedere al rezistenei este esenial continuitatea transmiterii eforturilor, care este asigurat prin nndirea barelor: prin suprapunere (va fi tratat ulterior)

    i d prin sudur cu dispozitive mecanice.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    25

  • B.A. I nndirea armturilor

    di i d nndirea prin sudur Se realizeaz utiliznd eclise din cupoane de armtur

    sau din profiluri cornier.p Lungimea cordoanelor de sudur trebuie s respecte

    condiiile prevzute n normativul C18-83.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    26

  • B.A. I nndirea armturilor

    di di iti inndirea cu dispozitive mecanice Utilizarea a dou piese semicilindrice din oel moale

    care sunt sertizate pe cele dou armturip Utilizarea unei mufe cu filet interior- care se

    nurubeaz pe capetele filetate ale armturilor

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    27

  • B.A. I nndirea armturilor

    di di iti inndirea cu dispozitive mecanice Utilizarea de manoane cilindrice cu diametrul interior

    mai mare dect al armturilor n care se toarn un aliaj jfuzibil ntre bare i manon.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    28

  • B.A. I nndirea armturilor

    di di iti inndirea cu dispozitive mecanice Utilizarea de manoane cilindrice cu boluri nurubate.

    ef lucrri dr.ing. Eugen LozincCatedra Construcii de Beton Armat

    UNIVERSIT

    ATEA

    TEHNICA

    29