7/23/2019 Osnove o armiranom betonu

1/5

1 OSNOVE POJMOVI O ARMIRANOM BETONU

1.1 Openito

Beton je umjetni kamen, dakle materijal koji, kao i svaki kamen ima veliku tlanu ali malu vlanuvrstou. U kombinaciji s armaturom dobiva se novi materijal armirani beton, koji objedinjuje svedobre karakteristike oba osnovna materijala. Efikasno djelovanje tih dvaju, po mehanikimkarakteristikama razliitih materijala, omogueno je sljedeim:

Beton tokom svog stvrdnjavanja vrsto prianja uz elik (armaturu), tako da pri djelovanju vanjskihsila oni zajedno sudjeluju u noenju. Prianjanje elika i betona glavni je faktor njihovog zajednikogsudjelovanja u noenju. Beton i elik imaju priblino jednake temperaturne koeficijente. Betonu, ovisno o agregatatemperaturni koeficijent je: c = 1.410

-5 - 0.710-5 1/C, a eliku c = 1.210-51/C zbog ega u

kombinaciji ova dva materijala dolazi do neznatnog unutranjeg naprezanja pri temperaturnimpromjenama.Beton titi elik od korozije, ako je dovoljno kompaktan, zbog bazinog karaktera kemijskih reakcija i

obilnog luenja Ca(OH)2.

Kombinacijom betona i elika u obliku armiranog betona postie se dobro iskoritenje obajumaterijala, pri emu beton u prvom redu prima tlana, a elik vlana naprezanja.

Beton dobro nosi na tlak, al na vlak i do 10 puta slabije pa se zato betonski presjek nekogelementa konstrukcije armira u vlanoj zoni.Dopuena irina pukotine u betonu je od 0 do 0,4 mm, ovisno o agresivnosti okolia.Trajnost AB konstrukcija je 50 - 70 godina - dobrim odravanjem i do 100 godina.

Oznaka betona

C25/30 Cfcilindar/fkocka

Slika 1.1. Uzorci za ispitivanje tlane vrstoe betona

Tablica 1.1. Karakteristine vrijednosti betona

Karakteristika betona C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 C50/60

fck[MPa]

vrstoa na valjku 12 16 20 25 30 35 40 45 50

fck,cube[MPa]

vrstoa na kocki 15 20 25 30 37 45 50 55 60

fct,m[MPa]

srednja vlanavrstoa 1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1

Rd[MPa]

posmina vrstoa 0,18 0,22 0,26 0,30 0,34 0,37 0,41 0,44 0,48

Ecm[MPa]

poetni modulelastinosti 26000 27500 29000 30500 32000 33500 35000 36000 37000

7/23/2019 Osnove o armiranom betonu

2/5

Tablica 1.2. Usporedba marke betona i razreda tlane vrstoe

Razred tlane vrstoe (EC2) C12/15 C16/20 C25/30 C30/37 C40/50 C50/60Marka betona (PBAB) 15 20 30 40 50 60

vrstoa betona: tlana, vlana, posminaOtputanjem vode beton se skuplja, smanjuje volumen. Pod tlanim naprezanjem takoersmanjuje volumen -puzanje betona.

Vlana vrstoa betona definirana je prema obliku uzorka i metodi ispitivanja na vlak. Takose razlikuje:fct,ax- vlana vrstoa dobivena ispitivanjem uzorka na sredinji vlakfct,sp- vlana vrstoa dobivena cijepanjemfct,fl- vlana vrstoa dobivena savijanjem uzorka.

a

fct,fl- vlana vrstoa dobivena savijanjemuzorka.

Slika 1.2. Naini ispitivanja vlane vrstoe betona

Pretpostavke za proraun AB konstrukcija

1. nosivost betona u vlanoj zoni se ne uzima u obzir. Vlanu silu prima armatura;2. presjeci i nakon deformiranja ostaju ravni (vrijedi hipoteza Bernoulli-a), iz ega proistie da je raspored

deformacija po visini presjeka pravolinijski;3. prianjanje betona i elika nije narueno sve do samog loma konstrukcije. Dakle deformacije betona i

armature su iste za istu udaljenost od neutralne osi presjeka;4. unutarnje sile proraunavaju se po teoriji elastinosti - uzima se da se sva unutarnja djelovanja

(momenti savijanja, uzdune i poprene sile) proraunavaju za tijelo koje se elastino ponaa;5. vrijedi raunski, a ne radni dijagram betona;6. vrijedi raunski, a ne radni dijagram armature.

Prednosti i mane armiranog betona

Prednosti:- nezapaljivost- relativno mali trokovi izrade- mogunost izrade raznih oblika- primjenjivost u svim klimatskim zonama- beton dobiva na kvaliteti to je stariji- dostupnost sastojaka- relativno visoka tlana vrstoa

Mane:- znatna vlastita teina- velika provodljivost topline i zvuka- nije potpuno zdravo stanovanje- teko naknadno provjeravanje armature- potrebna struna radna snaga- oteani radovi kod niskih i visokih temperatura

+5C

7/23/2019 Osnove o armiranom betonu

3/5

Tipovi armature

- glatka- rebrasta (mnogo bolja od glatke - ima bolju prionljivost za beton)- mreasta (R-mrea ima nosivu armaturu u jednom smjeru, a razdjeljnu u drugom, dok

Q-mrea ima nosivu armaturu u oba smjera)- armatura za prednapinjanje (ice, snopovi ica, uad)- postoji i nemetalna armatura od polimera armiranog vlaknima (FRP - Fiber

Reinforced Polymer)

2 ELEMENTI - BETON I ELIK

2.1. Beton

Beton je graevinski materijal izraen mijeanjem veziva (cement), vode i agregata (pijesak, ljunakdrobljenac). Osim tih obaveznih komponenti u sastav betona mogu ulaziti i dodaci (aditivi) koji mu

daju posebna svojstva (zaptivai, aeranti, plastifikatori, regulatori vezivanja, sredstva protiv mraza...).U skladu sa ENV 206 beton, koji se predvia za sustave od betona, armiranog i prednapetog betona,treba biti nainjen od agregata, cementa, vode i dodataka u omjeru koji e osigurati dobru obradivost isvojstva koja ne smiju biti ispod vrijednosti danih tim propisima.

2.1.1. Fizikalna svojstva betona

Za gustou obinog betona moe se uzeti:

c= 2400 kg/m3za nearmirani beton

c= 2500 kg/m3za armirani i prednapeti beton s uvrijeenim postotkom armiranja

Eksperimentalna istraivanja su pokazala da stvarni oblik veze izmeu naprezanja ci deformacije cza beton ovisi o nizu faktora: vrsti optereenja, stanju naprezanja u elementu (jednoosno, dvoosno ilivieosno), kvaliteti betona, brzini nanoenja optereenja, duine trajanja optereenja, obliku

poprenog presjeka nosaa, koliine armature u tlanoj zoni presjeka, gustoi vilica itd.Za potrebe prorauna betonskih i armirano betonskih presjeka potrebno je pronai analitiku vezuizmeu naprezanja ci deformacija cbetona, koja e s jedne strane biti vrlo jednostavna i primjenjivau praksi, a s druge to vjernije opisivati stvarnu vezu. Ova analitika veza naziva radni dijagram

betona (RDB), u pravilnicima raznih zemalja poprima itav niz oblika: parabole drugog ili treegstupnja, pravokutnika, parabole+pravokutnika i sl. U naoj zemlji, a prema prijedlogu EC 2, usvojen jeradni dijagram betona oblika parabola+pravokutnik.

Slika 2.1. Radni dijagram betona

7/23/2019 Osnove o armiranom betonu

4/5

c1- relativna deformacija betona (-0,0022) koja odgovara naprezanju betona fc (najveavrijednost tlanog naprezanja betona)

c

ckcd

ff

Slika 2.2. Raunski dijagram betona

Na slici 2.1 vrijednost fc predstavlja karakteristinu tlanu vrstou betona dobivenuispitivanjem, a fcd=fck/cpredstavlja raunsku vrstou betona. Koeficijentom =0.85 uzimase u obzir nepovoljno djelovanje dugotrajnog optereenja te drugih nepovoljnih imbenika na

vrstou betona. Eurocode 2 predlae dva raunska dijagrama betona. Prvi je oblikapravokutnik plus parabola i drugi oblika pravokutnika. Oba dijagrama imaju graninudeformaciju cu=-3.5 (najvea deformacija - apsolutna vrijednost). Tlana naprezanja ideformacije uzimaju se s negativnim predznakom Kod centrikog tlaka granina deformacijane smije prelaziti -2.0.Pri upotrebi dijagrama s pravokutnom raspodjelom naprezanja za koeficijent uzima se 0,80.

2.2. elik

elik za armiranje (betonski elik) dijeli se na dvije kategorije:

1. ice: < 14 mm (6, 8, 10, 12),kolutovi 36 - 42 m i mree 2, 15/6,0m

2. ipke 14 mm (14, 16, 19, 20, 22, 25, 28),petlje 36 - 42 m

3. ipke 32 - 40 mm,snopovi 12 - 16 m duljine

Prema mehanikim karakteristikama elik dijelimo na duktilan i neduktilan. Dijeli se daljeprema zavarljivosti, prema povrinskoj obradi.

velika duktilnost uk> 5 % vrijednost (ft/fy)k> 1,08obina duktilnost uk> 2,5 % vrijednost (ft/f )k> 1,05

u

s

ft

uk

Slika 2.3. a) radni dijagram elika, b) raunski dijagram elika

a) b)

7/23/2019 Osnove o armiranom betonu

5/5

.Radni dijagram naprezanje-deformacija za meki elik vrijednost ftk znai karakteristinuvlanu vrstou elika, a fykkarakteristinu granicu poputanja koja odgovara naprezanju zakoje je nepovratna deformacija 0.2%.Za proizvode bez izraene granice poputanja fyk uzima se vrijednost f0,2k, tj. vrijednostnaprezaja pri kojem, nakon rastereenja trajna zaostala deformacija iznosi 0,2%.

Raunska vrstoa armaturnog elika:

s

yk

yd

ff

s- parcijalni koeficijent sigurnosti za elinu armaturu (1,15)

Tablica 2.1. Mehanike karakteristike i uvjeti za pojedina svojstva elika za armiranjeipkasta armatura

(nHRN EN 10080-2, nHRN EN 10080-3,nHRN EN 10080-4,

Mreasta armatura(nHRN EN 10080-5)

Naziv i oznaka B 500A B500B B450C B 500A B500B B450C

Nazivni promjer, d [mm] namot 4-16ipke: 6-40 namot 6-16ipke: 6-40 namot 6-16 5-16 6-16 6-16Granica razvlaenja, fk 500 500 450 500 500 450Omjer vlane vrstoe igranice razvlaenja

1,05 1,081,151,35

1,05 1,081,151,35