1. NATURA ADERENTEI LA ARMARE

Aderenta betonului la armature reprezinta principalul factor care asigura conlucrarea intre cele doua material, rezultand un nou material de constructie- betonul armat. Aderenta ia nastere in cursul procesului de intarire al betonului, impiedicand alunecarea armaturii de beton asigurand elemental de beton armat, pana in ajunul ruperii, un character monolot. Pentru elementele de beton armat care lucreaza sub actiunea sarcinilor de exploatare cu zonele intinse fisurate, conlucrarea intre beton si armature se restabileste in zonele imediat invecinate fisurilor.

2. FACTORI CARE INFLUENTEAZA ADERENTA

Cimentul influenteaza aderenta prin dozaj, finite de macinare si natura mineralogica. Aderenta creste odata cu dozajul de ciment, deoarece pasta de ciment fiind intr-o cantitate mai mare determina sporirea efectului deinclestare si lipire. Pe masura cresterii dozajului si finetii de macinare sporeste si efectul contractie betonului, deci presiunea normal pe suprafata armaturii, aportul frecarii fiind mai mare.

Prin cresterea raportului apa-ciment se reduce aderenta cu toate ca rezulta un volum de masa gelica mai mare. Feret arata ca influenta cresterii cantitatii de apa de amestecare este mai mare la barele dispuse in pozitie orizontala, sub care se aduna apa si nu se realizeaza o buna inglobare a acestor bare in beton. De asemenea asupra barelor asezate orizontal manifesta efectul negative al tasarii betonului, care creeaza goluri sub armature umplute cu apa sau vapori, reducandu-se astfel suprafata de contact intre armatura si beton.

Adaosurile (clorura de alciu, de ex) maresc aderenta betonului l aarmatura, permitand reducerea raportului a/c, compactitatea betonului avand valori mai mici. Compactarea betonului prin mijloace mecanice (vibrare) sau folosirea tehnologiilor special de punere in opera a betonului influenteaza favorabil aderenta.

Forma seciunii barelor influenteaza aderenta betonului la armatura. Pentru armarea elementelor de beton se folosesc cu precadere barele cu sectiunea circular

Natura suprafetei barelor. Aderenta barelor netede creste pe masura cu cat neregularitatile suprafetei sunt mai multe.

3. ANCORAREA BARELOR DE ARMATURA

O aderenta buna intre beton si armatura presupune o conlucare buna intre cele doua materiale: sub actiunea solicitarii exterioare deformatiile betonului si armaturii trebuie sa fie egale. In vederea utilizarii optime a armaturilor, sub actiunea incarcarilor de exploatare, acestea trebuia sa lucreze la eforturi de 100-250 carora le corespund deformatii specifice de

intindere. Betonul intins fisureaza, fisurarea acestuia fiind o situatie normala, intreg efortul de

intindere fiind preluat de catre armatura si deci aceasta trebuie sa fie suficient ancorata in beton pentru a nu se smulge.

4. ACTIUNI IN CONSTRUCTII

Actiunile in constructii pot fi directe si indirecte

Directe- Includ sisteme de forte sau incarcari, cum ar fi cele gravitationale, seismice, din vant si zapada etc.

Indirecte- Se refera la deformatiile impuse cauzate de deplasarea reazemelor, la efectele variatiilor de temperatura, la deplasarile datorate contractiei si curgerii lente a betonului.

Actiunile nu se manifesta cu valori fixe, ci reprezinta o variabilitate a intensitatii, raspandirii si momentului de producer. Aceasta stuatie impune considerarea efectelor lor d.p.d.v probabilistic.

Incararile ce provin din greutatea proprie a elementelor de rezistenta, a celor neportante, a straturilor de izolare sau finisaj, incarcarile date de utilajesi instalatii, materiale, mobilier etc. prezinta variatii in raport cu valorile de referinta precizate in norme.

Incarcarile permanente se exercita continuu cu o intensitate constant ape durata exploatarii constructiei. Pt. constructii civile si industrial acestea provin din greutatea proprie a elem. struct. si a celor de inchidere, greutatea structurilor de izolare, egalizare si finisaj, greutatea si impingerea pamantului etc.

Incarcarile temporare se caracterizeaza prin intensitate variabila in timp.

Incarcarile exceptionale apar foarte rar pe parcursul exploatarii constructiei. Ele se manifesta cu intensitati deosebit de mari si includ: incarcarile seismice, incarcarile cu caracter de soc sau datorita ciocnirii autovehiculelor de elemente de constructive, efectele deplasarii reazemelor etc.

5. METODE DE CALCUL ALE BETONULUI ARMAT: descriere, generalitati

Calculul are scopul de garantarea sigurantei generale a constructiilor in diverse faze de incarcare. Studiile experimentale in timp au condus la imbnatatirea treptata a metodelor de calcul in concordanta cu rezultatele obtinute, astfel au fost utilizate succesiv: metoda rezistentelor admisibile, metoda de calcul la rupere si metoda de calcul la stari limita.

Aceste metode pot fi clasificate astfel:

1. Dupa ipotezele ce stau la baza relatiilor de calcul: a. Metoda rezistentelor admisibile, in care eforturile unitare produse de incarcari sunt

comparate cu fractiuni ale rezistentelor limita ale materialelor.b. Metodele la stari limita, in care solicitarile majorate sunt comparate cu capacitatea

portanta a structurii. sadasfasfasdqweq

2. Dupa modul in care sunt analizati factorii care influenteaza siguranta constructiilor.a. Metode deterministe de calcul, care considera calitatea materialelor, intensitatea

incarcarilor drept marimi certeb. Metode probabilistice, in care parametrii de baza sunt considerati aleatorii, iar factorii

de siguranta sunt evaluate cu ajutorul statisticii matematice.

6. METODA REZISTENTELOR ADMISIBILE: ipoteze de baza, scurta prezentare pt cazurile compresiune centrica, intindere centrica, incovoiere.

Metoda rezistentelor admisibile a fost utilizata ca o metoda generala de calcul a elementelor din beton armat.

In metoda rezistentelor admisibile se considera ca rezistenta unui element este garantata daca in nici un punct al sau nu apar eforturi unitare mai mari decat rezistenta admisibila a materialului.

In calculul elementelor comprimate centric relatia de baza folosita este:

= + = +Introducand coeficientul de armare = relatia ia forma:

= (1 + ) =Incarcarea admisibila pe care o poate prelua un element comprimat centric se obtine

atribuind efortului unitar valoarea maxima pe care o poate lua conform principiilor acestei metode rezultand: = , (1 + )

Elemente intinse centric

Aceste elemente se gasesc in exploatare in stadiul II, betonul fiind fisurat la preluarea solicitarii participa numai armature longitdinala. Relatia de calcul are forma:

=Metoda rezistentelor admisibilie prezinta numeroase neajunsuri deoarece se potriveste

cel mai putin betonului armat din cauza contradictiilor dintre premisele teoretice si proprietatile fizico-mecanice reale. Cu ajutorul ei este evaluata cu suficienta exactitate starea de eforturi si deformatii dar nu se tine seama de variatia tensiunilor datorita proceselor de durata care determina redistribuirea eforturilor intre beton si armatura.

7. METODA LA RUPERE: principii si descriere, consideratii

Bazele teoretice ale metodei de rupere sunt urmatoarele:

- Calculul de rezistenta se face in stadiu III cand sectiunea isi epuizeaza capacitatea portanta. Ruperea este un proces de distrugere a continuitatii si separarii corpurilor in parti distincte care se poate manifesta prin curgerea armaturii (intinsa sau comprimata), sau prin strivirea betonului comprimat.

- Ca baza de calcul este adoptat stadiul III (sfarsitul ruperii) deoarece rezervele de rezistenta ale betonului si armaturii pot fi utilizate integral si caracterul ruperii nu mai este contitionat de cantitatea de armature.

Aceste character de cedare apare numai in cazul procentelor mici si mijlocii de armare. Daca procentul de armare depaseste anumite limite, ruperea se poate produce si prin distrugerea betonului comprimat fara ca armatura sa ajunga la curgere.

∑ Coeficientul de siguranta este diferentiat in functie de caracterul ruperii. Cei mai mari coef. de siguranta sunt prevazuti la calculul elementelor intinse, deoarece betonul prezinta o neomogenitate mai mare la intindere decat la compresiune.

Dezavantajul principal al metodei de calcul la rupere il constituie modul conventional in care este rezolvata siguranta constructiilor. Aceasta se apreciaza prin intermediul coef. unic de siguranta care reprezinta rap. Dintre capacitatea portanta si solicitarea produsa de incarcarile exterioare.

8.METODA STARILOR LIMITA: prezentare, determinarea solicitarilor, consideratii

Aceasta metoda opereaza cu valori extreme ale parametrilor de baza, admitand de regula cele mai defavorabile valori ale rezistentelor si caracteristicilor de deformare ale materialelor, precum si cele mai defavorabile conditii de lucru, cele mai defavorabile valori ale incarcarilor si cele mai defavorabile grupari ale lor. In mod obisnuit se lucreaza cu rezistente minime si incarcari maxime.

Metoda starilor limita prezinta doua caracteristici importante:

- Defineste si ia in considerare diferite stari lmita;- Introduce conceptia semiprobabilistica de asigurare.

Prin stare limita se intelege acea situatie cand o constructie sau un element al acestuia nu mai indeplinesc functiile sau nu mai satisfac conditiile pentru care a fost conceputa.

In functie de caracteristicile pe care le prezinta, starile limita pot fi clasificate in doua mari categorii:

a) Stari limita ultime, care corespund starii de epuizare a capacitatii portanteb) Stari limita ale exploatarii care nu mai permit exploatarea normal a constructiei.

Consideratii privind utilizarea metodei de calcul la stari limita

Metoda de calcul la stari limita ia in considerare toate starile limita care pot apare in timpul exploatarii unei constructii sip e care aceasta nu trebuie sa le depaseasca

Elementele liniare si plane solicitate la incarcari ce actioneaza normal pe suprafata se calculeaza la rezistenta, fisurare, deformatii si oboseala atunci cand conditiile de solicitare pot determina aparitia acestui fenomen.

Verificare la starea limita de rezistenta consta in compararea solicitarii de calcul cu solicitarea capabila,

9. ELEMENTE DIN BETON SIMPLU: consideratii generale si calcul la incovoiere

Betonul simplu ca material de constructive isi gaseste o larga aplicabilitate in domeniul lu crarilor cu character masiv si in special in constructii hidrotehnice (baraje de greutate, baraje arcuite, baraje de contraforti, lucrari portuare, lucrari de regularizare etc.)

Datorita rezistentei scazute la intindere, betonul simplu se foloseste de regula in constructii solicitate la compresiune cu excentricitate redusa.

Elementele de beton simplu reprezinta un domeniu putin studiat, motiv pentru care au fost mult timp dimensionate si verificate dupa metoda rezistentelor admisibile.

Prescriptiile de lucru prevad ca elementele de beton simplu sa se verifice numai la starea de rezistenta sub aciunea solicitarilor statice.

Deoarece elementele de beton incovoiate sau comprimate excentric cu excentricitate mare, aparitia fisurilor conduce la ruperea sectiunii, starea limita de aparitie a fisurilor reprezinta o stare limita ultima.

Calculul elementelor solicitate la incovoiere

Ruperea elementului solicitat la incovoiere are loc in stadiul prin fisurarea betonului intins in sectiunea cea mai puternic solicitata si dezvoltarea rapida a fisurii pe intreaga inaltime a elementului.

10. ELEMENTE DIN BETON SIMPLU: calcul la compresiune excentrica si prevederi de alcatuire ale elementelor din beton simplu.

Orice element comprimat chiar si atunci cand sarcinile sunt prevazute a fi aplicate centric, sunt solicitate cu o anumita excentricitate. Elementele din beton simplu ce urmeaza a fi solicitate la compresiune centrica se calculeaza ca elemente solicitate la compresiune excentrica cu excentricitate mica datorita neomogenitatii structural, avand o excentricitate aditionale egala cu cea mai mica dintre valorile 20mm si 1/30 din inaltimea sectiunii (in planul de incovoiere considerat ca fiind cel mai defavorabil).

Daca forta longitudinala N este situate in apropierea axei centrale de greutate (excentricitate mica) starea de eforturi este asemanatoare cu a elementelor comprimate centric, iar capacitatea de rezistenta este conditionata de rezistenta betonului la compresiune. Ruperea se produce prin strivirea betonului comprimat si este precedata de aparitia unor fisuri paralele cu directia de actiune a fortelor.

11.Elemente din beton armat solicitate la intindere centrica: comportarea sub actiunea incarcarilor exterioare

Consideratii generale

Sunt solicitate la intindere centrica elementele la care directia de actiune a incarcarii coincide cu axa longitudinala a piesei. Abaterile de la coincidenta mentionata pot apare datorita unor inexactitati de executie sau neomogenitatii structurale ale betonului.

Datorita capacitatii reduse de deformare a betonui la intindere, la aparitia primei fisuri, efortul unitar in armaturele elementelor intinse centric este cu mult mai mic decat rezistenta otelului.

Armatura constituie singurul element de rezistenta si preia in totalitate eforturile de intindere.

Daca aparitia unor fisuri in beton nu permite exploatarea normal a constructiei, conceptia de calcul si alcatuire se modifica. Dimensionarea se face astfel incat capacitatea de rezistenta a betonului la intindere sa fie utilizata in totalitate, dar mentinand armature la un nivel de solicitare deosebit de scazut.

Comportarea sub actiunea incarcarilor exterioareCercetarile experimentale efectuare asupra elem intinse centric urmaresc sa se

determine in special influienta armaturii (procent de armare, distributie, marimea si natura suprafetei laterale a barelor, calitatea otelului, etc) asupra modului de formare si dezvoltare a fisurilor.

Analiza starii de tensiuni si deformatii din elementele de beton armat actionate de o forta de intindere centrica, ce creste progresiv de la valoarea zero, pana la capacitatea limita de rezistenta a sesciunii. Evidentiaza existent a trei stadia de lucru.

Rezistenta foarte mica la intindere a betonuluim asociata cu eforturile reduse din armature, conduc in proiectare la sectiuni mari de beton

12.Calculul elementelor din beton armat solicitate la intindere centrica: enunt si prezentare a metodelor de calcul

Elementele de beton armat intinse centric se calculeaza la starile limita de rezistenta, fisurare si deformatie.

VERIFICARILE LA FISURARE SI DEFORMATIE SE EFECTUEAZA LA ACTIUNEA SOLICITARILOR NORMATE SI TINAND CONT DE CONLUCRAREA BETONULUI INTINS CU ARMATURA.

Calculul la starea limita de rezistentaSe efectueaza in sectiunea fisurata, solicitarile exterioare fiind preluate numai de catre

armatura. Cantitatea de armatura se determina din conditia ca forta de intindere maxima stabilita pentru o anumita probabilitate, sa fie mai mica decat capacitatea de rezistenta minima a armaturii.

Calculul la starea limita de fisurare

Fisurarea elementelor de beton armat se caracterizeaza prin existent a trei etape distincte:

1. Formarea sau aparitia fisurilor2. Deschiderea limita a fisurilor.

La starea limita de aparitie a fisurilor se calculeaza elementele la care buna functionare in exploatare nu permite fisurarea betonului.

Forta capabila de fisurare se determina tinand cont de aportul armaturii si betonului in preluarea eforturilor unitare de intindere.

Cercetarile experimentale au aratat ca elementele caracteristice ale procesului de fisurare depind de un numar insemnat de parametric care se refera in special la modul de alcatuire a sectiunii.

Armatura longitudinala se dispune simetric fata de axele elementelor pentru a evita aparitia unei solicitari excentrice. Folosirea profilelor laminate prezinta dezavantajul unei comportari nesatisfacatoare la fisurarea datorita conlucrarii slabe a betonului. Plasele sudate conduc la economii de materiale si manopera si asigura o mai buna aderenta.

13. CALCULUL SI ALCATUIREA ELEMENTELOR DIN BETON ARMAT SOLICITATE LA INTINDERE CENTRICA

Se considera solicitare la intindere centrica elementele la care directia de actiune a incarcarii coincide cu axa longitudinala a piesei. Abaterile de la coincidenta mentionata pot apare fie, datorita neomogenitatii structural a betonului, fie ca urmare a unor erori de executie.

Datorita capacitatii reduse de deformare a betonului la intindere, la aparitia primei fisuri, efortul unitar in armaturile elementelor centric este cu mult mai mic decat rezistenta otelului.

Alcatuirea elementelor din beton armat intinse centric urmareste solutionarea urmatoarelor probleme: stabilirea sectiunii transversale de beton, dispunerea armaturii in sectiune, innadirea si ancorarea armaturilor.

14. Elemente din beton armat solicitate la compresiune centrica: comportarea sub actiunea incarcarilor exterioare

Elementele solicitate la compresiune centrica se caracterizeaza prin faptul ca rezultanta fortelor de compresine actioneaza in axa longitudinala a elementului.

In constructiile din beton armat compresiunea centrica se intalneste relative rar, deoarece legaturile de continuitate dintre componentele structurii de rezistenta genereaza momente incovoietoare la capetele lor.

Elemente solicitate la compresiune centrica- Stalpii centrali ai constructiilor multietajate care sustin plansee - Barele comprimate de rigiditate redusa ale grinzilor cu zabrele- Arcele de coincidenta- Stalpii in cadre

Comportarea sub actiunea incarcarilor exterioareElemente cu armatura longitudinala flexibila si etrieri.

La astfel de elemente solicitarea exterioara este preluata in totalitate de beton si armature longitudinala. Etrierii se dispun din conservative constructive, dar au un rol important in conceptia generala de alcatuire. Ei preiau tensiunile transversal produse de solicitarile suplimentare; contribuie la realizarea unei distributii uniforme a eforturilor de compresiune pe sectiune.

Sub actiunea incarcarilor de lunga durata in beton se dezvolta deformatii de curgere.

Pentru incarcari de scurta durata ce reprezinta 0,4… 0,5 din valoarea fortei de rupere, deformatiile specifice ale betonului si armaturii sunt egale = si proportionale cu eforturile unitare.

Experienta arata ca datorita aderentei, betonul si armature se deformeaza in aceeasi masura: = , dar valoarea efortului unitar din armature depinde de gradul de plasticitate al betonului.

15. Elemente de beton armat solicitate la compresiune centrica: elemente fretate: descriere.

Stalpii fretati sunt elemente din beton armat comprimate centric la care armatura transversal se realizeaza sub forma de freta sau inele sudate.

O astfel de solutie de alcatuire se floseste de regula la elementele cu sectiune circular sau poligonala. Stalpii fretati sunt utilizati mai ales atunci cand unor sectiuni transversal reduse, le revin solicitari importante.

Fretarea exercitata de barele transversal are drept consecinta marirea simtitoare a capacitatii portante de rezistenta si modifica caracterul de rupere. Betonul se striveste fara a se dezvolta fisuri longitudinale specifice cedarii prin compresiune monoaxiala.

Capacitatea portanta a unu stalp fretat este cu atat mai mare (fata de a unui stalp obisnuit), cu cat armature transversal este mai puternica. Deformatiile longitudinale limita ale

betonului sunt deasemenea dependente de gradul de armare transversal, fiind in medie de 7-8mm/m.

Sunt evidentiate urmatoarele aspect:∑ In perioada de incarcare are loc o reducere a volumului de beton, ceea ce

evidentiaza caracterul elastic al comportarii sale;∑ Freta se opune deformatiei libere a betonului in sens transversal si este solicitata la

intindere;∑ Armatura transversal influenteaza capacitatea de rezistenta a stalpului indifferent de

forma sectiunii transversale;∑ Stratul de acoperire cu beton al fretei fisureaza cu mult inainte ca elemental sa-si fi

epuizat capacitatea de rezistenta si se desprinde de pe samburele fretat;∑ Freta sau inelele sudate sunt capabile sa sporeasca capacitatea de rezistenta de 2.5

ori fata de armature longitudinala echivalenta in volum sau greutate.

16. Elemenete de beton armat solicitate la incovoiere: consideratii generale

Elementele incovoiate din beton armat, in diferite forme si alcatuire, sunt folosite pe scara larga la solutionarea structurilor de rezistenta. Solicitarea la incovoiere este insotita de regula de forte axiale si momente de torsiune.

Daca solicitarile suplimentare prezinta importanta redusa, ele se neglijeaza in calcul, sau efectul lor, este preluat printr-o alcatuire constructive adecvata.

Pentru structuri cu un anumit grad de complexitate, aprecierea influentei pe care o exercita eforturile secundare asupra solicitarii predominante necesita o analiza atenta a interactiunii dintre elementele componente.

17. Elemente de beton armat solicitate la incovoiere: sectiuni normale actionate de moment incovoietor

Elementele incovoiate cel mai des utilizate in constructii civile si industriale (grinzi, placi etc. ) se caracterizeaza prin deschideri mult mai mari decat inaltimea sectiunilor. Din acest motiv dimensionarea lor se face de regula tinand cont numai de actiunea momentului incovoietor maxim, iar la actiunea fortei taietoare se face doar o verificare.

Daca la reazeme, atat la forta taietoare, cat si momentul incovoietor au valori inseminate, dimensionarea sectiunilor se face tinand cont de ambele solicitari.

Nefiind posibil sa se separe actiunea celor doua eforturi , atunci cand forta taietoare este predominanta, studiul comportarii zonelor de reazem, in special cand elementele fac parte din structure static nedeterminate, intampina dificultati mult mai mari, decat cercetarea zonelor centrale.

Momentul incovoietor produce in sectiunile transversal, normale la axa barei, eforturi unitare de intindere si compresiune si deformatii specifice de alungire sau scurtare , in timp ce forta

taietoare genereaza eforturi unitare tangentiale si deformatii specifice de alunecare . In sectiuni inclinate se dezvolta eforturi unitare principale de intindere si compresiune , , precum si eforturi unitare tangentiale.

Actiunea simultana a momentului incovoietor si a fortei taietoare determina aparitia eforturilor unitare principale de compresiune si de intindere. Aceste tensiuni sunt maxime in axa neutral si inclinate la 45 de grade.