27.09.2013 Views

Svojstva betona

Svojstva betona

Svojstva betona

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

KATEDRA ZA BETONSKE KONSTRUKCIJE I MOSTOVE<br />

STRUČNI STUDIJ GRAĐEVINARSTVA<br />

BETONSKE KONSTRUKCIJE I<br />

(god. 2007/2008.)<br />

Predmetni nastavnik:<br />

V.pred. mr.sc. Vladica Herak-Marović, dipl.ing.građ.


Nastavne jedinice kolegija:<br />

(1) Fizikalno mehanička svojstva <strong>betona</strong> i čelika za armiranje; deformacije <strong>betona</strong>;<br />

(2) Uvjeti zajedničkog rada <strong>betona</strong> i armature; prionljivost, sidrenje, nastavljanje,<br />

oblikovanje, zaštitni slojevi; razmaci šipki; odredbe propisa;<br />

(3) Osnove proračuna armiranobetonskih elemenata prema GSN;<br />

(4) Dimenzioniranje presjeka na savijanje (pravokutni presjeci, T-presjeci,<br />

jednostruki i dvostruko armirani presjeci);<br />

(5) Dimenzioniranje presjeka na centrični i ekscentrični tlak i vlak;<br />

(6) Dimenzioniranje na poprečne sile; dimenzioniranje na torziju;<br />

(7) Lokalni tlačni naponi;<br />

(8) Vitki elementi naprezani centričnom i ekscentričnom tlačnom silom; stupovi;<br />

(9) Osnove proračuna armiranobetonskih elemenata prema GSU (naprezanja,<br />

pukotine, progibi);<br />

(10) Konstruiranje armature u različitim elementima konstrukcija; neki detalji; odredbe<br />

propisa.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 2


Fizikalno mehanička svojstva <strong>betona</strong><br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 3


OPĆENITO<br />

Beton je građevni proizvod izrađen miješanjem:<br />

- agregata 70-80 % volumena <strong>betona</strong><br />

- cementa (veziva) 10-15% volumena <strong>betona</strong><br />

- vode 10-15% volumena <strong>betona</strong><br />

- dodataka (aditiva)<br />

TPBK – Tehnički propis za betonske konstrukcije<br />

(N.N.br. 101/05, 85/06):<br />

• Propisuje tehnička svojstva i druge zahtjeve za beton koji se<br />

ugrađuje u betonsku konstrukciju, te način potvrđivanja<br />

sukladnosti <strong>betona</strong>.<br />

• Propis se odnosi na obični, lagani i teški beton.<br />

• Propis se ne odnosi na poraste betone, betone otvorene strukture<br />

(beton od istozrnatog agregata), betone gustoće manje od 800<br />

kg/m 3 i betone otporne na požar.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 4


PODJELA BETONA<br />

Prema mjestu proizvodnje beton se dijeli na:<br />

- beton proizveden u tvornici <strong>betona</strong> (centralna <strong>betona</strong>ra)<br />

- beton proizveden u <strong>betona</strong>ri na gradilištu za potrebe tog gradilišta<br />

- beton proizveden u <strong>betona</strong>ri pogona za predgotovljene betonske<br />

elemente.<br />

Prema zahtjevima iz specifikacije (tehnički uvjeti) beton se proizvodi<br />

kao:<br />

- projektirani beton (zadanih svojstava) – odgovoran je proizvođač<br />

- beton zadanog sastava - odgovoran uvjetovatelj<br />

- beton normiranog zadanog sastava - odgovorno je normizacijsko tijelo.<br />

Porodica <strong>betona</strong> - skup sastava <strong>betona</strong> kojima je utvrđena i<br />

dokumentirana veza između bitnih svojstava.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 5


Betoni za konstrukcije su u pravilu projektirani betoni. Uvjetovatelj<br />

svojstava (projektant, naručitelj ili izvođač) treba osigurati da svi zahtijevi<br />

na svojstva budu uključeni u specifikacije dane proizvođaču (<strong>betona</strong>ri).<br />

Uvjetovatelj također treba specificirati i zahtjeve za svojstva <strong>betona</strong><br />

potrebne za transport nakon isporuke, ugradnju, zbijanje, njegu i sl.<br />

Osnovni zahtjevi su:<br />

(a) zahtjev za zadovoljenje norme HRN ENV 206-1 (specifikacije,<br />

svojstva, proizvodnja, sukladnost)<br />

(b) razred tlačne čvrstoće<br />

(c) razred izloženosti<br />

(d) maksimalna nazivna veličina zrna agregata<br />

(e) razred sadržaja klorida<br />

(f) razred ili zadana vrijednost gustoće (za lagani beton)<br />

(g) zadana gustoća (za teški beton)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 6


Dodatni zahtjevi su:<br />

(a) poseban tip ili razred cementa<br />

(b) poseban tip ili razred agregata<br />

(c) svojstva nužna za otpornost na smrzavanje (sadržaj zraka)<br />

(d) zahtjev za temperaturu svježeg <strong>betona</strong><br />

(e) promjena konzistencije u vremenu<br />

(f) razvoj čvrstoće<br />

(g) razvoj topline hidratacije<br />

(h) usporeno/ubrzano očvršćivanje<br />

(i) propusnost<br />

(j) otpornost na habanje<br />

(k) vlačna čvrstoća cijepanjem<br />

(l) modul elastičnosti<br />

(m) skupljanje i puzanje<br />

(n) drugi zahtjevi (koji se odnose na izgled površine, postupak ugadnje i<br />

sl.)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 7


TEHNIČKA SVOJSTVA<br />

Razlikujemo:<br />

<strong>Svojstva</strong> svježeg <strong>betona</strong> specificira izvođač betonskih radova, ili su prema<br />

potrebi specificirana u projektu betonske konstrukcije.<br />

<strong>Svojstva</strong> očvrslog <strong>betona</strong> specificiraju se u projektu betonske konstrukcije<br />

(Projekt <strong>betona</strong>). Obvezno se specificira razred tlačne čvrstoće, te prema<br />

potrebi ostala svojstva (otpornost na smrzavanje i odmrzavanje,<br />

vodonepropusnost i sl.)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 8


<strong>Svojstva</strong> <strong>betona</strong> se mijenjaju tijekom vremena i ovise o slijedećim<br />

čimbenicima:<br />

-kakvoći i količini sastavnih dijelova<br />

-načinu miješanja i transporta<br />

- vodocementnom faktoru (v/c faktor)<br />

-načinu ugradbe<br />

- njezi gotovog <strong>betona</strong><br />

- starosti <strong>betona</strong><br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 9


STRUKTURA BETONA<br />

Gotovo sva fizikalna i mehanička svojstva <strong>betona</strong> (čvrstoća, ispunjenost,<br />

vodljivost topline, vodljivost zvuka, otpornost na temperaturu, otpornost na<br />

mraz, otpornost na koroziju i sl.) ovise o strukturi, a osobito o<br />

gustoći -količini mase (tvari) po jedinici volumena.<br />

- Uobičajena gustoća <strong>betona</strong> (običan beton):<br />

ρ = 2000 - 2600 kg/m 3<br />

- Beton male gustoće (lagani beton):<br />

ρ = 800 - 2000 kg/m 3<br />

- Beton velike gustoće (teški beton):<br />

ρ>2600 kg/m 3<br />

- Za proračun se uzima prosječna gustoća <strong>betona</strong>:<br />

ρ = 2400 kg/m 3 (za nearmirani beton)<br />

ρ = 2500 kg/m 3 (za armirani beton)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 10


OVISNOST SVOJSTAVA BETONA O NJEGOVOJ STRUKTURI I<br />

POROZNOSTI:<br />

Dijagram pokazuje nagli rast čvrstoće s povećanjem ispunjenosti <strong>betona</strong>.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 11


Makroskopsko ponašanje <strong>betona</strong> u konstrukcijama moguće je objasniti<br />

postupkom progresivnog razvoja mikropukotina u betonu.<br />

RAZVOJ MIKROPUKOTINA U BETONU OD POČETKA OPTEREĆENJA<br />

DO SLOMA<br />

- Beton je nehomogen anizotropan materijal s mrežom mikroskopskih pora i<br />

pukotina.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 12


Razlikujemo tri faze razvoja mikropukotina u betnu do sloma:<br />

- I faza: opterećenje do 30% graničnog naprezanja (za jednoosno<br />

naprezanje)<br />

Povećava se broj i širina pukotina na spoju morta i agregata u točkama gdje<br />

su velike koncentracije vlačnih napona – linearno elastično ponašanje<br />

- II faza: opterećenje 30 do 75% graničnog naprezanja<br />

Širenje pukotina – nelinearna veza naprezanje - deformacija<br />

- III faza: opterećenje > 75% graničnog naprezanja (¨kritično naprezanje¨)<br />

Mikropukotine prolaze i kroz mort – izrazito nelinearno ponašanje <strong>betona</strong><br />

sustav pukotina se širi – dolazi do SLOMA KONSTRUKCIJE<br />

¨Kritično naprezanje¨ ~ čvrstoća <strong>betona</strong> u uvjetima dugotrajnog<br />

opterećenja<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 13


Za razumijevanje ponašanja betonske konstrukcije u uporabi, te<br />

stvaranja pretpostavki za proračun konstrukcija, potrebno je<br />

poznavati dvije najvažnije karakteristike <strong>betona</strong>:<br />

- čvrstoću <strong>betona</strong><br />

- sposobnost deformiranja<br />

ČVRSTOĆA MATERIJALA<br />

Odgovara naponu (uzrokovanom opterećenjem) koji svladava koheziju<br />

materijala.<br />

DEFORMABILNOST MATERIJALA<br />

Je njegovo svojstvo da se deformira (elastično i plastično) do trenutka<br />

razaranja.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 14


mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 15


ČVRSTOĆE BETONA<br />

TLAČNA ČVRSTOĆA BETONA ¨fc¨ je otpor kojim se materijal suprotstavlja razaranju na jedinicu površine<br />

(otpor drobljenju).<br />

Tlačna čvrstoća je glavni čimbenik procjene kvalitete očvrslog <strong>betona</strong>.<br />

Čimbenici o kojima ovisi tlačna čvrstoća <strong>betona</strong> jesu slijedeći:<br />

- kakvoća cementa - linearno proporcionalna ovisnost<br />

- kakvoća i granulometrijski sastav ispune - zrna agregata imaju znatno veću<br />

čvrstoću nego cementni kamen.<br />

Najosjetljivije mjesto kod loma je kontakt cementnog kamena i površine<br />

zrna kamenog agregata, pa čvrstoća <strong>betona</strong> ovisi o teksturi površine zrna.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 16


Betoni manje čvrstoće (~30 MPa) – ploha loma prolazi kroz cementni kamen<br />

Betoni veće čvrstoće (≥45 MPa) – ploha loma prolazi kroz zrna agregata<br />

- vodocementni faktor – manji v/c faktor teža obradivost, veća poroznost<br />

<strong>betona</strong>, manja čvrstoća <strong>betona</strong> (najčešće zbog obradivoosti v/c=0.4), veliki<br />

v/c faktor umanjuje sva ostala svojstva očvrslog <strong>betona</strong>.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 17


- konstrukcija smjese <strong>betona</strong><br />

- prirodne primjese u ispuni i vodi<br />

- dodaci (aditivi) – aeranti, plastifikatori, superplastifikatori, dodaci za<br />

zadržavanje vode, usporivači vezivanja, ubrzivači vezivanja, ubrzivači<br />

očvršćivanja, dodaci za vodonepropusnost, dodaci za betoniranje pri niskim<br />

temperaturama itd.<br />

-način pripreme i ugradbe <strong>betona</strong><br />

-način njege <strong>betona</strong><br />

- starost <strong>betona</strong> – čvrstoća raste sa starenjem <strong>betona</strong><br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 18


ISPITIVANJE TLAČNE ČVRSTOĆE BETONA<br />

- Ispitivanje tlačne čvrstoće <strong>betona</strong> vrši se na probnom tijelu izrađenom od<br />

svježeg <strong>betona</strong>, u obliku valjka promjera baze d = 15 cm i visine h = 30<br />

cm (h=2d), alternativno kocke brida 15 cm.<br />

- Probno tijelo se izrađuje od svježeg <strong>betona</strong> uzetog:<br />

(a) pri preuzimanju svježeg <strong>betona</strong> na <strong>betona</strong>ri tj. mjestu proizvodnje<br />

(b) neposredno prije ugradbe <strong>betona</strong> tj. na gradilištu.<br />

- Kalupi moraju biti čvrsti, te od materijala koji ne upija vodu (čelik, polimer)<br />

i u njih se ugrađuje i zbija beton po propisanoj proceduri. U kalupu stoji<br />

24 sata u prostoriji propisane temperature i vlažnosti, a onda se vadi iz<br />

kalupa i ostavlja do dana ispitivanja u istim uvjetima ili se stavlja u vodu.<br />

- Ispitivanje se vrši kod starosti <strong>betona</strong> od 28 dana, iznimno 7 dana.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 19


- Ispitivanje na pritisak vrši se pomoću preše. Preciznost preše, ravnost<br />

pritisnih ploča i drugo propisuje se standardom.<br />

- Probno tijelo mora biti u vodom zasićenom stanju, a površine se obrišu.<br />

Izmjeri se masa i sve dimenzije probnog tijela te se izračuna volumna<br />

masa <strong>betona</strong>.<br />

- Tijelo se stavi u prešu i opterećuje do sloma.<br />

- Rezultat ispitivanja je tlačna čvrstoća:<br />

f ck = sila (F) / površina poprečnog presjeka (A)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 20


DIJAGRAM NAPREZANJE - DEFORMACIJA BETONA KOD JEDNOOSNOG<br />

TLAČNOG NAPREZANJA<br />

ε cu =-3.5 ‰<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 21


- Ako nije uzet dovoljan broj uzoraka za osnovno ispitivanje ili ako beton<br />

pri osnovnom ispitivanju nije postigao traženu čvrstoću, provodi se<br />

ispitivanje <strong>betona</strong> u konstrukciji (metode s i bez razaranja).<br />

Neki utjecaji na rezultate ispitivanja:<br />

(a) Utjecaj starosti na čvrstoću <strong>betona</strong><br />

Ispitivanje čvrstoće <strong>betona</strong> obavlja se nakon starosti <strong>betona</strong> od 28 dana,<br />

iako čvrstoća <strong>betona</strong> i dalje raste (nastavljaju se procesi hidratacije i<br />

kristalizacije).<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 22


(b) Utjecaj ležišnog trenja<br />

Probno tijelo je jednolike strukture i pravilnog oblika, te je izloženo<br />

djelovanju opterećenja koje je jednoliko raspoređeno po dvijema<br />

pobočkama:<br />

(1) Uzrok razaranja je veliko trenje na pobočkama kocke koje stlačuje ploča<br />

preše za ispitivanje. U blizini dodirnih ploha je spriječeno bočno širenje<br />

tijela, dok se srednji dio kocke slobodno širi, te će glavni kosi naponi<br />

dostići vlačnu čvrstoću <strong>betona</strong> i uzrokovati slom kocke.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 23


(2) Ukoliko se trenje ukloni (ili smanji) podmazivanjem na kontaktu<br />

ploha, probno tijelo će se jednako i slobodno deformirati sve dok<br />

vlačni naponi ne dostignu vlačnu čvrstoću <strong>betona</strong> što će uzrokovati<br />

slom kocke.<br />

Iako je u oba slučaja uzrok sloma kocke isti tj. dostignuta vlačna<br />

čvrstoća <strong>betona</strong>, tijelo (a) pokazuje veću tlačnu čvrstoću u odnosu<br />

na tijelo (b), tj. ako uz aksijalni tlak djeluju i bočni tlačni naponi<br />

slom nastupa kasnije.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 24


TPBK (N.N. broj 105, kolovoz 2005.) i EUROCODE 2<br />

- Razredi tlačne čvrstoće <strong>betona</strong>:<br />

C 12/15, C 16/20, C 20/25, C 25/30, C 30/37, C 35/45, C 40/50, C 45/55,<br />

C 50/60<br />

Objašnjenje oznake: C – f ck,cyl / f ck,cube<br />

C = klasa <strong>betona</strong> (razred tlačne čvrstoće <strong>betona</strong>)<br />

f ck,cyl = normirana karakteristična tlačna čvrstoća <strong>betona</strong> dobivena<br />

ispitivanjem valjka dimenzija 150/300 mm u N/mm 2<br />

f ck,cube = normirana karakteristična tlačna čvrstoća <strong>betona</strong> dobivena<br />

ispitivanjem kocke stranica 150 mm u N/mm 2<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 25


Probna tijela za ispitivanje tlačne čvrstoće <strong>betona</strong> su starosti 28 dana:<br />

Tablica odnosa tlačnih čvrstoća <strong>betona</strong> ovisno o obliku i dimenzijama probnih<br />

tijela:<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 26


mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 27


mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 28


VLAČNA ČVRSTOĆA BETONA ¨f ct ¨<br />

je otpor kojim se materijal suprotstavlja odvajanju na jedinicu<br />

površine (otpor kidanju).<br />

Vlačna čvrstoća <strong>betona</strong> je mnogostruko manja od tlačne čvrstoće (1/5 do<br />

1/15), orjentaciono se uzima 1/10.<br />

Tablica vlačnih čvrstoća [MPa] ovisno o klasi <strong>betona</strong>:<br />

Relacije za odnos vlačnih čvrstoća <strong>betona</strong> (različite vrijednosti f ct ovisno o<br />

postupku ispitivanja):<br />

fct,ax = 0.9 fct,sp fct,ax = 0.5 fct,fl fct,sp = vlačna čvrstoća cijepanjem<br />

fct,fl = vlačna čvrstoća savijanjem<br />

fct,ax = aksijalna vlačna čvrstoća<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 29


Dijagram σ-ε za beton u uvjetima jednoosnog vlačnog naprezanja:<br />

ε tu = granična vlačna deformacija<br />

f tu = vlačna čvrstoća<br />

– σ c ≤ 0,6 f t – linearno elastično ponašanje<br />

– σ c > 0,6 f t – nelinearno ponašanje<br />

– Lom <strong>betona</strong> tj. vlačne pukotine, nastaje kod dosizanja ε tu (granična<br />

vlačna deformacija)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 30


ISPITIVANJE VLAČNE ČVRSTOĆE BETONA<br />

Tri postupka ispitivanja:<br />

(a) centričnim (aksijalnim) razvlačenjem probnog tijela u obliku štapa s<br />

dimenzijama prema crtežu, do sloma<br />

Izraz za vlačnu čvrstoću pri centričnom razvlačenju:<br />

f ct,ax = F u / A c<br />

F u - sila sloma<br />

A c – površina presjeka probnog tijela<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 31


(b) cijepanjem probnog tijela u obliku valjka ili kocke (opterećuje se linijskim<br />

tlakom po dvjema suprotnim izvodnicama do sloma)<br />

Izraz za vlačnu čvrstoću pri cijepanju:<br />

F u - sila sloma<br />

d - promjer valjka<br />

h - dužina valjka<br />

a - dužina stranice kocke<br />

f ct,sp = 2F u / πdh (za valjke)<br />

f ct,sp = 2F u / a 2 (za kocke)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 32


(c) savijanjem probnog tijela u obliku gredice dimenzija b=h=15 cm (tijelo je<br />

izloženo savijanju tj. tlačnim i vlačnim naponima, uz pretpostavku<br />

Navierove hipoteze ravnih presjeka tj. poprečni presjeci grede ostaju<br />

ravni do trenutka razaranja)<br />

Izraz za vlačnu čvrstoću pri savijanju:<br />

M u - moment sloma<br />

b – širina gredice<br />

h – visina grdice<br />

f ct,fl = 6M u / bh 2<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 33


Omjer vlačnih čvrstoća dobivenih različitim postupcima ispitivanja:<br />

f ct,ax : f ct,sp : f ct,fl = 1.0 : 1.1 : 2.0<br />

Izraz za proračun srednje vlačne čvrstoće:<br />

f ct,m = 0.3 f ck 2/3<br />

f ck = f ck,cyl<br />

fctk,0.05 = 0.7 fct,m – donja granična vrijednost vlačne čvrstoće (ispod ove<br />

vrijednosti imati će 5% rezultata ispitivanja)<br />

fctk,0.95 = 1.3 fct,m – gornja granična vrijednost vlačne čvrstoće (jednaku ili<br />

manju vrijednost imati će 95% rezultata ispitivanja)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 34


ČVRSTOĆA BETONA NA ODREZ I POSMIK ¨fcp¨ je otpor kojim se materijal suprotstavlja klizanju na jedinicu površine<br />

(otpor klizanju).<br />

(1) Čisti posmik ili odrez<br />

- greda se presijeca na dva dijela u poprečnom presjeku u kojem su<br />

priložene sile<br />

- nema normalnih napona<br />

- raspodjela posmičnih napona po površini presjeka je jednolika.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 35


(2) Posmično naprezanje<br />

- u elementima konstrukcija (kratki elementi a < h) posmik prate i<br />

normalni naponi<br />

a - krak djelovanja sile<br />

h - visina elementa<br />

- Ima više metoda s kojima se određuje ova čvrstoća, ali ni jedna ne<br />

zadovoljava u potpunosti.<br />

Poznato je: fc > fcp > fct mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 36


ČVRSTOĆA BETONA NA UDAR<br />

- Pokusima se nije mogla ustanoviti stalna ovisnost između čvrstoće <strong>betona</strong><br />

na udar i njegove tlačne čvrstoće.<br />

- Zna se da su najbitniji čimbenici čvrstoće <strong>betona</strong> na udar lokalna vlačna i<br />

posmična čvrstoća.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 37


ČVRSTOĆA BETONA NA ZAMOR<br />

- Pri ponavljanom opterećenju i rasterećenju materijal se umara i betonska<br />

konstrukcija ili njezin element se slome pod manjim opterećenjem nego što bi<br />

se to dogodilo uz jednokratno mirno statičko opterećenje.<br />

- U nedostatku rezultata ispitivanja ili praktičnih iskustava, uzima se za odnos<br />

između granice zamora i čvrstoće <strong>betona</strong>:<br />

– 0,6 - za naprezanja u betonu i naprezanja prianjanja za rebrastu armaturu<br />

– 0,4 - za naprezanja prianjanja za armaturu od glatkog čelika<br />

- Odnos granice zamora i čvrstoće <strong>betona</strong> prema pokusima je:<br />

– f'/f c = 0,62 obični beton (tlak)<br />

– f'/f c = 0,60 armirani beton (tlak)<br />

– f'/f c = 0,59 obični beton (savijanje)<br />

– f'/f c = 0,54 armirani beton (vlak)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 38


ČVRSTOĆA BETONA POD DUGOTRAJNIM OPTEREĆENJEM<br />

- Za vrijeme dugotrajnog opterećenja nastaju plastične deformacije u<br />

cementnom kamenu, agregat ne može slijediti te deformacije pa dolazi do<br />

kidanja, stvaraju se sitne pukotine u cementnom kamenu oko agregata i<br />

to se nastavlja do sloma<br />

- Elementi (konstrukcije) opterećene dugotrajnim opterećenjem imaju nižu<br />

čvrstoću, tj. do loma dolazi pod nižim opterećenjem<br />

σ c ≈ 0,8 f ck – dugotrajna čvrstoća (značajno povećanje deformacija)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 39


ČVRSTOĆA BETONA U KONSTRUKCIJAMA<br />

- Stvarna čvrstoća na pritisak <strong>betona</strong> u konstrukcijama razlikuje se od čvrstoće<br />

probnih tijela (različita ugradba, zbijanje, njega, uvjeti očvršćivanja itd.).<br />

- Brojna istraživanja su pokazala, da je čvrstoća <strong>betona</strong> u konstrukciji manja<br />

nego čvrstoća odgovarajućih tijela za osnovno ispitivanje, stoga se rezultati<br />

ispitivanja tijela izvađenih iz konstrukcije (uvećavaju) dijele s koeficijentom<br />

0,85.<br />

ISPITIVANJE ČVRSTOĆE BETONA U KONSTRUKCIJI<br />

- izrezivanjem probnih tijela – valjci (na čvrstoću <strong>betona</strong> utječe njihov položaj u<br />

konstrukciji);<br />

- metoda ultrazvuka – nerazorna metoda (iz brzine širenja ultrazvuka određuje<br />

se modul elastičnosti, dalje se proračunava čvrstoća <strong>betona</strong>);<br />

- metoda sklerometra – nerazorna metoda (pusti se da šipka udari o betonsku<br />

podlogu i odskoči, pomoću veličine odskoka mjeri se kakvoća <strong>betona</strong>).<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 40


PRORAČUNSKA ČVRSTOĆA BETONA<br />

Za dimenzioniranje armiranobetonskih konstrukcija prema graničnim<br />

stanjima, potrebno je znati proračunsku čvrstoču <strong>betona</strong>.<br />

f cd = f ck/γ c<br />

f cd = proračunska čvrstoća <strong>betona</strong><br />

f ck = karakteristična tlačna čvrstoća <strong>betona</strong> dobivena ispitivanjem<br />

valjka<br />

γ c = koeficijent sigurnosti za materijale (1,5 - za beton)<br />

- Tako proračunata čvrstoća reducira se s koeficijentom α = 0,85–0,80 zbog<br />

nepovoljnih učinaka dugotrajnog opterećenja i dinamičkog djelovanja, te<br />

razlike čvrstoće <strong>betona</strong> u konstrukciji i probnih tijela.<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 41


MODUL ELASTIČNOSTI – E c<br />

Pri opterećenju betonskog tijela mjere se deformacije i crta σ-ε krivulja.<br />

Aproksimacija stvarnog ponašanja <strong>betona</strong> može se izvršiti tangentom u<br />

početnoj točki ili u nekoj drugoj normama definiranoj točki, ili sekantom:<br />

E c = tgα = dσ c/dε c<br />

Tri su vrste modula elastičnosti:<br />

-početni (ishodišni) – E c0<br />

- tangentni<br />

- sekantni – E cm<br />

(E cm je nagib pravca koji prolazi kroz ishodište i točku σ c =0,4f ck na σ-ε dijagramu)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 42


Modul elastičnosti <strong>betona</strong> ovisi o razredu <strong>betona</strong>, ali i o svojstvima agregata.<br />

Na veličinu modula elastičnosti utječu slijedeći čimbenici:<br />

- granulometrijski sastav<br />

-količina cementa<br />

- v/c faktor<br />

- ugradba i njega <strong>betona</strong><br />

- starost <strong>betona</strong><br />

Izraz za proračun sekantnog modula elastičnosti:<br />

E cm = 9,5 (f ck + 8) 1/3 [kN/mm 2 ] ; [f ck u N/mm 2 ]<br />

( Vrijednosti u tablici vrijede od σ c =0 do σ c = 0.4f ck )<br />

Eco,t < Eco,c (modul elastičnosti <strong>betona</strong> u vlaku manji je od modula elastičnosti<br />

<strong>betona</strong> u tlaku)<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 43


MODUL POSMIKA – G c<br />

G c = E c / 2 (1+ν) ≈ 0,4E c<br />

ν - Poissonov koeficijent ili koeficijent poprečne deformacije<br />

= odnos između poprečne i uzdužne deformacije<br />

U proračunu se uzima: ν = 0,2 - za beton pri elastičnim deformacijama<br />

ν = 0 - ako je pri vlačnim naprezanjima u betonu<br />

dopuštena pojava pukotina<br />

mr. sc. V. Herak-Marović, 2007/08 44

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!