Jaké je procento vyztužení v železobetonových konstrukcích?

Vlivem vnějšího zatížení mohou v konstrukci vznikat napětí tří typů: tahové, tlakové a smykové. Kov odolává tahu a tlaku stejně dobře a je jen o něco méně odolný vůči smyku, zatímco beton má největší odolnost vůči tlaku a je relativně slabý v odolnosti vůči tahu a smyku.

Principy vyztužení

1. racionální vyztužení železobetonových konstrukcí
2. ekonomické využití oceli
3. pevnost celé konstrukce jako celku

Na základě těchto úvah je stanoven první princip racionálního vyztužení železobetonových konstrukcí: hlavní tlakové síly se přenášejí na beton a tahové a smykové síly se přenášejí na výztuž. Ze všech materiálů, které tvoří železobeton, je ocel nejdražší. Vyberte si proto z různých možných konstrukčních řešení to, které technicky proveditelné a v souladu s účelem odpovídá co nejmenšímu množství potřebného kovu.

Koeficient vyztužení

Ekonomické využití oceli představuje druhý princip racionálního vyztužení. Nasycení konstrukce kovem je charakterizováno spotřebou oceli na 1 m3 železobetonu; pro jednotlivé průřezy konstrukčních prvků je charakteristikou součinitel vyztužení μ = f l/F,

představující poměr průřezu hlavní výztuže k celkovému průřezu prvku (nebo jeho užitné části).

Pro konstrukci jako celek se součinitel vyztužení určí vydělením celkového množství kg kovu v 1 m3 betonu 78,5 (s měrnou hmotností oceli 7,85).

Třetím principem vyztužení je co nejlepší provedení tuhosti jak celé konstrukce jako celku, tak jejích jednotlivých prvků. Všechny části konstrukce musí být spojeny výztuží, tvořící kovový skelet konstrukce a fungující v souladu s principem racionálního rozložení vnitřních sil mezi kov a beton. U montovaných konstrukcí je třeba počítat jak s prací jednotlivých prvků před jejich montáží, tak s neprořezaným charakterem konstrukce po spojení prvků.

Pravidla posilování

Pokud se vypočítá jakákoli síla, která odpovídá požadované ploše výztuže f f, lze ji do konstrukce implementovat různými způsoby – velkým počtem tenkých tyčí nebo malým počtem tlustých.

První je obecně užitečnější, často je však nutné z této polohy vychýlit, aby byla zajištěna dostatečná tuhost celého kovového skeletu konstrukce při její betonáži.

Při hustém uspořádání výztuže, například v trámech, by vzdálenost mezi tyčemi neměla být menší než 2,5 cm (obr. 8). Monolitické spojení prutů s betonem vyžaduje poměrně hluboké zapuštění betonu do betonu. Jestliže tyč o průměru d zažije normální napětí σ a adhezní napětí se rovná τ, pak požadovaná hloubka uložení je:

l = σ • π d 2 / 4 : π d τ = σ / τ • d/4

tato hodnota je poměrně významná při běžných napětích σ a τ. Pro jeho snížení je výztuž zajištěna v betonu instalací háků na koncích tyčí. Háčky (obr. 9) se vyrábějí rovné, šikmé a půlkruhové (Zvažte háček); ty poslední jsou nejúčinnější. Upevnění natažených tyčí s háčky by mělo být provedeno ve stlačené zóně konstrukce; pokud je tyč ponechána v natažené zóně, pak se délka zapuštění považuje za minimálně 15 d, počítáno od části tyče, kde již není podle výpočtu potřebná. Stlačené tyče lze ponechat bez háčků, ale s těsněním minimálně 20d.

Výztuž musí být často ohnuta v souladu se směrem sil, které vnímá; takové ohyby by měly být provedeny hladce po oblouku o poloměru minimálně 10 d (obr. 10), aby se zabránilo výraznému místnímu pnutí v betonu.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat správnému vyztužení v konstrukcích vstupních a výstupních rohů. Příchozí roh, na jehož stranách působí tahové síly, by měl být vyztužen samostatnými tyčemi zapuštěnými hluboko do betonu za vrchol rohu (obr. 11). vrstva betonu. Podobně by měly být stlačené tyče ve vycházejícím rohu spojeny svorkami s tahovou výztuží tak, aby nezpůsobily odskočení ochranné vrstvy.

Při vyztužování konstrukcí se nevyhnutelně setkáváme s potřebou spojovat výztužné pruty a vytvářet spoje. Vzhledem k tomu, že jakékoli porušení celistvosti kovového skeletu konstrukce je nežádoucí, je třeba věnovat velkou pozornost kvalitě spojování výztuže a správnému umístění spojů. Nejvýhodnějším místem pro spoje je stlačená oblast konstrukce; v tahové zóně by měly být spoje umístěny pouze v místech s nízkým napětím výztuže.

Dokovací metody

Existují různé způsoby dokování.

1. Překrývající se spoje. Spojované tyče se zasouvají za sebou na délku (30-40) d v případě tahu a minimálně 20 d v případě stlačení (obr. 12); spoj je omotán vázacím drátem. Překrývající se spoje se používají pro d < 25 mm a jsou docela spolehlivé, ale vyžadují značnou spotřebu kovu.
2. Spojení se spojkami (obr. 13) se používá pro prvky, které jsou namáhány čistým tahem, s d > 20 mm; Připojení je pohodlné, ale drahé.
3. Svařování je nejpokročilejší způsob spojování výztuže a spočívá v použití elektrického svařování (obr. 14): zde je spotřeba kovu značně snížena; s dobrou kvalitou svařování můžete výrazně rozšířit rozsah přípustných spojů výztuže