EPSTAL - Stal zbrojeniowa klasy C a bezpieczeństwo konstrukcji.pdf - c) artukuły - k_a_r_o_l_e_k

Stal zbrojeniowa klasy áCÑ, a

bezpieczeıstwo konstrukcji.

Po przyjħciu zharmonizowanej normy europejskiej PN EN 10080:2005(U) 1)

najwiħksi krajowi producenci rozpoczħli produkcjħ nowego gatunku stali B500SP do

zbrojenia betonu, odpowiadajĢcego wymaganiom normy.

Stal w gatunku B500SP jest spajalnĢ stalĢ klasy C wg. Eurokodu 2 4) , zgodnĢ z

wymaganiami nowej normy krajowej PN-H-93220:2006 2) (wymagania normowe

zestawiono w tabeli 2). Charakteryzuje siħ ona przede wszystkim wiħkszĢ

wydþuŇalnoĻciĢ od powszechnie stosowanych gatunkw stali zbrojeniowych o f yk = 500

MPa. UŇebrowanie B500SP skþada siħ z dwch rzħdw przeciwlegþych Ňeber o rŇnym

kĢcie nachylenia (Rys.1).

Rys. 1 Wzr Ňebrowania prħtw w gatunku B500SP

Certyfikat EPSTAL

Producenci krajowi stali B500SP (Celsa áHuta OstrowiecÑ i CMC Zawiercie) posiadajĢ

znak jakoĻci EPSTAL, ktry oprcz gwarancji speþnienia obowiĢzkowych wymagaı

dopuszczenia wyrobu do stosowania w budownictwie, daje uŇytkownikom m.in.

wyŇszy poziom zapewnienia jakoĻci i dodatkowe ubezpieczenie.

Stal ze znakiem EPSTAL posiada:

- wþaĻciwoĻci zgodne z normami PN EN 10080:2005(U) 1) , PN-H-93220:2006 2) ,

PN-B 03264:2002 3) , Eurokod 2 4) ,

- wszystkie obowiĢzkowe oznaczenia (certyfikat zgodnoĻci, znak budowlany), a

ponadto aprobaty ITB oraz IBDiM,

- podwyŇszone parametry ciĢgliwoĻci (ō uk ²8%), nadawane stali w

ustabilizowanym procesie produkcyjnym, nadzorowanym przez CPJS,

- rozszerzonĢ polisħ ubezpieczeniowĢ, pokrywajĢcĢ ewentualne szkody, wynikþe

z niedotrzymania gwarantowanych parametrw,

- þatwĢ identyfikowalnoĻę poprzez trwaþe znaki literowe, nawalcowywane na

prħcie (Rys. 2)

Rys. 2 Schemat znakowania literowego prħtw ze znakiem EPSTAL

CiĢgliwoĻę stali zbrojeniowych

W stalach zbrojeniowych dostħpnych dotychczas na rynku oznaczano caþkowitĢ

wydþuŇalnoĻę wzglħdnĢ A 5 lub A 10 . Wg normy PN-H-93220:2006 2) dla stali EPSTAL w

gatunku B500SP oznacza siħ wydþuŇalnoĻę przy maksymalnej sile (ō uk ), zgodnie z

normĢ europejskĢ. Oznaczanie ō uk z inŇynierskiego punktu widzenia jest uzasadnione,

poniewaŇ duŇo bardziej odpowiada warunkom stosowania stali w budownictwie.

Wedþug PN-B-03264:2002 3) ze wzglħdu na odksztaþcalnoĻę stale zbrojeniowe

dzielimy na stale o:

- duŇej ciĢgliwoĻci Î stale klas A-0 do A-III o nastħpujĢcych parametrach:

ō uk > 5% oraz f tk /f yk > 1,08

- Ļredniej ciĢgliwoĻci Î stale klasy A-IIIN o nastħpujĢcych parametrach:

ō uk > 2,5% oraz f tk /f yk > 1,05

Stal EPSTAL w gatunku B500SP pod wzglħdem wytrzymaþoĻciowym zalicza siħ do

klasy A-IIIN, natomiast jej ciĢgliwoĻę charakteryzuje siħ nastħpujĢcymi parametrami:

ō uk > 8% oraz f tk /f yk = 1,15

Norma Eurokod 2 4) klasyfikuje stale zbrojeniowe ze wzglħdu na ciĢgliwoĻę.

WystħpujĢce na naszym rynku stale klasy A-IIIN zaliczajĢ siħ do klasy A lub B,

gatunek B500SP ze znakiem EPSTAL jest stalĢ najwyŇszej klasy C (Tab.1)

Tab.1 Klasyfika cja stali zbrojeniowej wg Eurokodu 2 4)

Klasa

f yk

[MPa]

k=(f t /f y ) k

ō uk

[%]

²1,05 ²2,5

400 Ô

600

² 1,08 ²5

1,15Ô1,35 ²7,5

Badania zmħczeniowe i cykliczne

ZaletĢ stali w gatunku B500SP ze znakiem EPSTAL jest oznaczanie

wytrzymaþoĻci na obciĢŇenia wielokrotnie zmienne oraz cykliczne. Stal EPSTAL

podlega ciĢgþemu badaniu tych dwch parametrw zgodnie z PN-H-93220:2006 2) .

WytrzymaþoĻę na obciĢŇenia wielokrotnie zmienne w badaniach

zmħczeniowych okreĻlona zostaþa na minimum 2 mln cykli rozciĢgania w zakresie

naprħŇeı od 150 do 300 MPa z czħstotliwoĻciĢ do 200 Hz, bez widocznych pħkniħę.

WytrzymaþoĻę na obciĢŇenia cykliczne okreĻlono na minimum 3 cykle

rozciĢgania na przemian ze Ļciskaniem, z czħstotliwoĻciĢ 0,5 Î 3 Hz, bez widocznych

pħkniħę.

Dziħki ciĢgþemu badaniu tych parametrw, oraz staþej statystycznej analizie,

EPSTAL moŇe mieę zastosowanie w konstrukcjach naraŇonych na rŇnego typu

obciĢŇenia, w szczeglnoĻci jako zbrojenie mostw i wiaduktw.

Bezpieczeıstwo konstrukcji

Mechanizm zniszczenia elementw Ňelbetowych jest projektantom konstrukcji

dobrze znany. Statycznie niewyznaczalne konstrukcje (np belki ciĢgþe) powinny ulegaę

zniszczeniu przez powstanie przegubu plastycznego w Ļrodku rozpiħtoĻci przħsþa.

Powstanie przegubu uwarunkowane jest moŇliwoĻciĢ obrotu przekroju. CiĢgliwoĻę

stosowanych do tej pory gatunkw stali (18G2-b, 34GS) byþa na tyle wysoka, Ňe nie

zakþcaþa procesu powstawania przegubw. Przypomnijmy, Ňe norma PN-B-

03264:2002 3) stale od A-0 do A-III okreĻla stalami o duŇej ciĢgliwoĻci, natomiast stale

A-IIIN, ze wzglħdu na ich wiħkszĢ wytrzymaþoĻę, stalami o Ļredniej ciĢgliwoĻci.

Pojawienie siħ nowych gatunkw stali o f yk = 500MPa, produkowanych rŇnymi

technologiami, wymaga gþħbszej analizy wþaĻciwoĻci stali klasy A-IIIN. Okazuje siħ, Ňe

w obrħbie tej klasy znajdujĢ siħ zarwno stale o bardzo maþej ciĢgliwoĻci (ō uk ²2,5% -

klasa A wg EC-2 4) ) jak i stale o podwyŇszonej ciĢgliwoĻci (ō uk ²7,5% - klasa C wg EC-

2 4) ).

GþwnĢ rŇnicĢ pomiħdzy tymi rodzajami stali pod wzglħdem projektowym,

przy metodzie liniowej z ograniczonĢ redystrybucjĢ wg EC-2 4) , jest stopieı

redystrybucji Ō. Dla stali ciĢgliwych (klasa B lub C) Ō²0,70, natomiast dla stali

kruchych (klasa A) Ō²0,80. Oznacza to, Ňe wg EC-2, podobnie jak wg PN-B-

03264:2002 3) moŇemy przyjĢę wiħkszy stopieı redystrybucji dla stali ciĢgliwych w

porwnaniu ze stalami o maþej ciĢgliwoĻci.

W praktyce zastosowanie stali klasy A, o wydþuŇeniu ō uk rzħdu 2,5% drastycznie

ogranicza moŇliwoĻci obrotu przekrojw i osiĢgania ugiħę ze wzglħdu na maþĢ

ciĢgliwoĻę stali. Brak zdolnoĻci osiĢgania ugiħę skutkuje bardzo gwaþtownym i

niespodziewanym zniszczeniem konstrukcji, bez widocznych ugiħę i spħkaı. Zjawiska

tego dowiodþo szereg badaı porwnawczych zarwno belek jak i pþyt dwuprzħsþowych

(Rys.3-6).

Rys. 3 Zniszczenie pþyty zbrojonej stalĢ klasy áCÑ o f yk =500MPa

Rys. 4 Zniszczenie pþyty zbrojonej stalĢ klasy áAÑ o f yk =500MPa

Rys. 5 Zniszczenie belki zbrojonej stalĢ klasy áCÑ o f yk =500MPa

Rys. 6 Zniszczenie belki zbrojonej stalĢ klasy áAÑ o f yk =500MPa

W wyniku przytoczonych badaı zaobserwowano, Ňe ciĢgliwoĻę stali

zbrojeniowej ma dominujĢcy wpþyw na zachowanie siħ konstrukcji Ňelbetowych,

zaznaczajĢcy siħ gþwnie w sytuacjach przedkrytycznych, kiedy konstrukcja osiĢga

swojĢ noĻnoĻę. W przypadku konstrukcji zbrojonych stalĢ o duŇej ciĢgliwoĻci

obserwowano etapowe dochodzenie do zniszczenia. Pojawienie siħ szerokich rys nad

podporami oraz powstawanie przegubw w podporze pozwoliþo okreĻlię z duŇym

wyprzedzeniem stan przeciĢŇenia konstrukcji. W praktyce oznacza to lepszĢ moŇliwoĻę

analizy i oceny stanu konstrukcji a przede wszystkim daje moŇliwoĻę podjħcia

odpowiednich dziaþaı zapobiegawczych.

Wyniki badaı porwnawczych, przeprowadzonych w kraju, po raz pierwszy

opublikowano na Konferencji Naukowej áKrynica 2004Ñ. Po tym okresie trwaþy

przygotowania krajowych producentw do produkcji stali zbrojeniowej klasy áCÑ. W

chwili obecnej wiħkszoĻę krajowych producentw stali zbrojeniowej posiada w swojej

ofercie prħty Ňebrowane klasy C w gatunku B500SP wg PN-H-93220:2006 2) oznaczone

dodatkowo znakiem EPSTAL.

W Tabeli 2 zamieszczono porwnanie gatunkw popularnych w Polsce gatunkw stali

zbrojeniowych.

Tab. 2 Porwnanie wymagaı normowych dla wybranych gatunkw stali

Gatunek stali

Parametr

18G2-b 34 GS

RB500W/

BSt500S* )

B500SP

(EPSTAL)

f yk

[MPa]

355 410

500

f yd

[MPa]

310 350

420

f tk

[MPa]

480 550

550

575

ō uk

[%]

Stosunek

(f t /f y ) k

²1,08 1,15 ± (f t /f y ) k ± 1,35

ObciĢŇenia

cykliczne

3 cykle

WytrzymaþoĻę

zmħczeniowa

- - 2x10 6 cykli* ) 2x10 6 cykli

SpajalnoĻę spajalna

trudno

spajalna

* ) wg DIN 488

á-Ñ nie oznacza siħ

1) PN EN 10080:2005(U) - Stal do zbrojenia betonu. Spajalna stal zbrojeniowa.

Postanowienia oglne

2) PN-H-93220:2006 Î Stal B 500 SP o podwyŇszonej ciĢgliwoĻci do zbrojenia betonu.

Prħty i walcwka Ňebrowana

3) PN-B-03264:2002 Î Konstrukcje betonowe, Ňelbetowe i sprħŇone. Obliczenia statycz-

ne i projektowanie

4) PN EN 1992-1-1:2005(U) Î Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. CzħĻę 1-

1: Reguþy oglne i reguþy dla budynkw

ul. Koszykowa 54

00-675 Warszawa

tel. 0 22 630 83 75

fax. 0 22 625 50 49

www.cpjs.pl ;

biuro@cpjs.pl

EPSTAL - Stal zbrojeniowa klasy C a bezpieczeństwo konstrukcji.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: