III. Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár

Átírás

1 III. Reinforced Concrete Structures I. Vasbetonszerkezetek I. - A betonacél és a feszítőbetét fizikai és mechanikai tulajdonságai, korróziós folyamatok - Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár dr.kovacs.imre@gmail.com Mobil: Iroda: / WEB:

2 Modelling of reinforced concrete (RC) structures Vasbeton szerkezetek modellezése Numerikus szimuláció lineáris, nem lineáris vizsgálat Anyagjellemzők homogén, inhomogén, izotróp, anizotrop lineárisan rugalmas, nem lineárisan rugalmas, képlékeny, viszkózus, reológiai jellemzők Szerkezeti viselkedés Modell kísérlet valós léptékű nem valós léptékű Mérnöki modell statika, szilárdságtan, rugalmasságtan, dinamika Környezet terhek, hatások, tartóssági kérdések Mérethatás size effect

3 Stress state of concrete member Hajlított beton elem erőjátéka q K K

4 q K K I E h b E h b h h E h N z N M c c L q M E E x x A c c da N A t t da N 2 h x N N t c Stress state of concrete member Hajlított beton elem erőjátéka 2 1

5 q R K K W f h b E h b h E h b E h b h h E h N z N M ct R R R R c c R L q M R R E f ct x x A c c da N A t t da N 2 h x N N t c Stress state of concrete member Hajlított beton elem erőjátéka 2 1

6 Stress state of concrete member K K Hajlított beton elem erőjátéka q R M R q R L 8 2 M R f ct W

7 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe q K K

8 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe q K K 1 x E f ct M R q R L 8 2 x N N t c A da c tda A

9 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe QEd QEd

10 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe QEd K K QEd M Ed

11 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe QEd K K QEd M Ed

12 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe QEd K K QEd N c M Ed N s

13 Stress state of RC member role of concrete and bars Vasbeton erőjátéka a beton és a betonacél szerepe QEd K K QEd M Ed N c z M Rd N c z N s MRd M Ed

14 Stress state of PC member role of prestressing Feszített beton erőjátéka a feszítőbetét szerepe P Ed P Ed

15 Stress state of PC member role of prestressing Feszített beton erőjátéka a feszítőbetét szerepe K K P Ed P Ed Feszítésből származó alakváltozás és feszültség -, +

16 Stress state of PC member role of prestressing Feszített beton erőjátéka a feszítőbetét szerepe K K P Ed P Ed, Feszítésből származó alakváltozás és feszültség

17 Stress state of PC member role of prestressing Feszített beton erőjátéka a feszítőbetét szerepe K K P Ed P Ed, Feszítésből származó alakváltozás és feszültség

18 Stress state of PC member role of prestressing Feszített beton erőjátéka a feszítőbetét szerepe QEd K K QEd P Ed P Ed, Feszítésből származó alakváltozás és feszültség - + Terhekből származó alakváltozás és feszültség c f cd + ct f ctd

19 Reinforcing bar Betonacél

20 Hot rolled reinforcing steel bars Melegen hengerelt betonacélok Szokásos átmérők: Ø6, Ø8, Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, (Ø18), Ø20, (Ø22), Ø25, Ø28, Ø32, Ø40, Nagy átmérők: Ø50, Ø57, Ø63 (ritkán gyártott méretek) Szokásos gyártási hosszak: 12 m 18 m (30 m) Szilárdsági osztályok (EN 1008): fib Bulletin 51, Structural Concrete, Volume 1, Chapter 3, pp

21 Hot rolled reinforcing steel bars Melegen hengerelt betonacélok Szokásos átmérők: Ø6, Ø8, Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, (Ø18), Ø20, (Ø22), Ø25, Ø28, Ø32, Ø40, Nagy átmérők: Ø50, Ø57, Ø63 (ritkán gyártott méretek) Szokásos gyártási hosszak: 12 m 18 m (30 m) Szilárdsági osztályok (EN 1008): fib Bulletin 51, Structural Concrete, Volume 1, Chapter 3, pp

22 Cold formed reinforcing steel bars Hidegen alakított betonacélok Szokásos átmérők: Ø6, Ø8, Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, (Ø18), Ø20, (Ø22), Ø25, Ø28, Ø32, Ø40, Nagy átmérők: Ø50, Ø57, Ø63 (ritkán gyártott méretek) Szokásos gyártási hosszak: 12 m 18 m (30 m) Szilárdsági osztályok (EN 1008): fib Bulletin 51, Structural Concrete, Volume 1, Chapter 3, pp

23 Reinforcing bars on market Betonacélok kiszerelése Tekercsben Kötegben Betonacél átmérő: Ø4 Ø14 Tekercs átmérője: 500 mm 1200 mm Tekercs tömege: 800 kg 3000 kg Betonacél átmérő: Ø4 Köteg hossza: 12 m (12,60 m) Köteg tömege: 200 kg 3000 kg

24 Welded reinforcing mesh Hegesztett betonacél háló

25 Welded reinforcing mesh Hegesztett betonacél háló

26 Geometry of welded reinforcing mesh Hegesztett betonacél háló megjelenési formái Egyszeres huzalelrendezés Kettős huzalelrendezés Páros huzalelrendezés

27 Welded reinforcing mesh Hegesztett betonacél háló Táblaméret: Osztástávolságok: Anyagjellemzők: H Sz mm és mm U h 50mm, 75mm,100mm, 150mm 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm U k sima vagy bordás, jól hegeszthető, B500 h [mm ] 4,2 4,6 5,0 6,0 7,0 7,6 8,2 9,0 10,0 12,0 Sz c k U h c k c h U k H c h k [mm ] 4,2 4,6 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,6 8,2 9,0 10,0

28 Welded reinforcing mesh Hegesztett betonacél háló Sz Táblaméret: Osztástávolságok: Anyagjellemzők: c k h [mm ] U h H mm Sz mm 100mm 300mm, ( 50mm) 100mm 400mm, ( 50mm) U h U k sima vagy bordás, jól hegeszthető, B500 c h,max 300mm (egyikvég) c 0,25H (másik vég) c c h,max k,max k, min 400mm (egyikvég) c h,min 25mm c k c h U k H k [mm ] c h k / 0,57 h A s, prov, k min. 0, 32 As, prov, h

29 Industrialized welded reinforcing mesh reinforcement Előre gyártott hajlított hegesztett betonacél háló

30 Welded lattice girders Hegesztett betonacél vázak Térbeli tartók kettős alsó övvel Síkbeli kengyeltartók Síkbeli kengyeltartók diagonális gerinccel Távtartó elemek

31 Application of welded lattice girders Hegesztett betonacél vázak felhasználása Kerámiapapucsos áthidalók Betonpapucsos födémgerendák Kéreg födémpanelok Zsalufalak Kerámiapapucsos födémgerendák

32 Main properties of lattice girders Hegesztett betonacél vázak jellemzői Övekben lévő betétek szokásos átmérői: Gerincben lévő betétek szokásos átmérői: Gyártmány magassága (2D, 3D): Gyártmány szélessége (3D): Betoncélok minősége: Ø4 Ø16 Ø4 Ø8 70 mm 400 mm 50 mm 250 mm B500A, B550A

33 Materials for prestressing: bar, wire, strand, cable Feszítés anyagai: rúd, huzal, pászma, kábel Feszítő huzal Feszítő rúd Nahavi Welding Consumables and Eqiupmennts Feszítő pászma DYWIDAG Prestressing Systems using Bars Feszítő kábel SCG Trading Freyrom Sustainable Technology

34 Prestressing bar Feszítőrúd DYWIDAG Prestressing Systems using Bars Átmérők pren :2000 szerint: Hossz: Felület: Ø15, Ø20, Ø25,5, Ø26, Ø26,5, Ø27, Ø32, Ø36, Ø40, Ø50 6 m 30 m sima (P), bordás (R) Szilárdsági osztályok: 1030, 1100, 1230

35 Application of prestressing bar Feszítőrudak alkalmazási lehetőségei Feszítőrudak Szekrényes vasbeton híd bordája Toldóelemek Merevítő bordákt Hídszegmensek illesztési keresztmetszetei DYWIDAG Prestressing Systems using Bars

36 Anchorige of prestressing bar, transfer of prestressing Feszítőrudak lehorgonyzása, erőátadás betonra Zsaluzat Injektáló cső Besüllyesztett védőhüvely Hatlapfejű rögzítő anya Lehorgonyzó anya Lehorgonyzó, erőátadó acéllemez DYWIDAG Prestressing Systems using Bars Feszítőrúd védőcsöve

37 Anchorige of prestressing bar, transfer of prestressing Feszítőrudak lehorgonyzása, erőátadás betonra Zsaluzat Injektáló cső Lehorgonyzó, erőátadó acéllemez DYWIDAG Prestressing Systems using Bars Feszítőrúd védőcsöve

38 Anchorige of prestressing bar, transfer of prestressing Feszítőrudak lehorgonyzása, erőátadás betonra DYWIDAG Prestressing Systems using Bars

39 Prestressing wire Feszítőhuzal Nahavi Welding Consumables and Eqiupmennts Átmérők pren :2000 szerint: Ø3, Ø4, Ø5 grade: 1860 Ø3.2, Ø5, Ø6 grade: 1770 Ø6.9, Ø7, Ø7.5, Ø8 grade: 1670 Ø9.4, Ø9.5, Ø10 grade: 1570 Felület: sima (plain), rovátkolt (indented) Szilárdsági osztályok: 1860, 1770, 1670, 1570 Tekercs méretek: belső átmérő: 1,2 m 2 m külső átmérő: 1,5 m 2,4 m tekercstömeg: 200 kg 2000 kg

40 Application of prestressing wire Feszítőhuzalok alkalmazási lehetőségei Előre gyártott előfeszített födémgerenda Nyomott öv Húzott öv

41 Application of prestressing wire Feszítőhuzalok alkalmazási lehetőségei Előre gyártott előfeszített födémpallók gyártása hosszúpados eljárással 2. Betonozás 1. Feszítőhuzalok elhelyezése, feszítése 3. Kizsaluzás 4. Feszítőerő ráengedés MABETON S.A.

42 Application of prestressing wire Feszítőhuzalok alkalmazási lehetőségei PC-G1 0 V% PC-G2 0.5 V% PC-G3 1.0 V% száltartalom Dramix ZC 30/.5 Dramix ZC 30/.5 fix vég acél keret kampózott szál surlódó felület kampózott szál acél keret hidraulikus sajtó A feszítőerő hirtelen ráengedése a pászma elvágásával PC-S1 0 V% PC-S2 0.5 V% PC-S3 1.0 V% Oldalnézet száltartalom Dramix ZC 30/.5 Dramix ZC 30/.5 fix vég betontömb kampózott szál surlódó felület kampózott szál acél keret A feszítőerő fokozatos ráengedése a hidraulikus sajtó segítségével pászmavágás helye acél keret b) hidraulikus sajtó Felülnézet fix vég betontömb pászmavágás helye acél keret Oldalukon fekvő próbatestek steel frame hydraulic jacks A feszítőerő ráengedésének oldala Imre Kovács: Effect of steel fibres on the structural behaviour of concrete members (doctoral, PhD thesis) Chapter 4

43 Application of prestressing wire Feszítőhuzalok alkalmazási lehetőségei Előre gyártott előfeszített hídgerendák A pályalemezzel együttdolgozást biztosító kengyelek Nyomott öv Húzott öv Feszítőhuzalok CMS Concrete Product

44 Prestressing strand (tendon) Feszítőpászma SCG Trading 7 eres pászma 3 eres pászma 7 eres normál pászma 7 eres kompakt pászma Átmérők pren :2000 szerint: Ø5.2 Ø16 Felület: sima (plain), rovátkolt (indented) Szilárdsági osztályok: 3 eres pászma: 1860, 1960, eres normál pászma: 1770, 1860, eres kompakt pászma: 1700, 1860, 1960 Tekercs méretek: belső átmérő: 0,7 m 1,2 m külső átmérő: 1,2 m 1,5 m tekercstömeg: 1500 kg 8000 kg

45 Prestressing strand (tendon) Feszítőpászma SCG Trading 7 eres pászma 3 eres pászma 7 eres normál pászma 7 eres kompakt pászma

46 Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Előre gyártott előfeszített kéregpanel Kéregpanel 4 db síkbeli diagonális kengyeltartóval kialakított együttdolgozást biztosító lágyvasalás 7 eres feszítő pászmák Kellő tapadáshoz szükséges érdesített felület MABETON S.A.

47 Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Tapadóbetétes utófeszített többtámaszú monolit vasbeton gerenda Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák A nyomatéki ábrát követő parabolikusan vezetett feszítőpászma Gerenda lágyvasalása 21 m Mega PREFAB

48 Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Többtámaszú tapadóbetétes utófeszített tört tengelyű monolit vasbeton gerenda Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák Gerenda lágyvasalása Függőleges síkú iránytörés Mega PREFAB

49 Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Kétirányban teherviselő tapadóbetétes utófeszített monolit vasbeton födém Védőcsövekben kétirányban elhelyezett feszítőpászmák Pillérek tüskevasai Lemez lágyvasalása v = 200 mm Távtartó vasak Mega PREFAB

50 Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Egyirányban teherviselő tapadóbetétes utófeszített monolit vasbeton födém Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák a lemez feszítéséhez Lemez lágyvasalása v = 350 mm Parabolikusan vezetett feszítőpászma Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák a támaszként szolgáló gerenda feszítéséhez Távtartó vasak Mega PREFAB

51 Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák a lemez feszítéséhez Konzol peremgerendája Lemez lágyvasalása Application of prestressing strand Feszítőpászmák alkalmazási lehetőségei Konzolos, tapadóbetétes utófeszített monolit vasbeton födém v = 250 mm A nyomatéki ábrát követő, a pillérek vonalába rendezett parabolikusan vezetett feszítőpászmák Védőcsövekben elhelyezett feszítőpászmák a peremgerenda feszítéséhez Peremgerenda lágyvasalása Mega PREFAB

52 Application of prestressing cable Feszítőkábel alkalmazása

53 Application of prestressing cable Feszítőkábel alkalmazása

54 Properties of reinforcing steel A betonacél jellemzői Folyási szilárdság (yield strength) f yk, f 0,2k Legnagyobb tényleges folyási szilárdság (maximum actual yield strength) Húzószilárdság (tensile strength) f y,max f t Duktilitás (ductility) uk, f t / f yk Hajlíthatóság (bendability) Tapadási jellemzők (bond characteristics) Keresztmetszeti méretek és mérettűrések (section sizes and tolerances) Fáradási szilárdság (fatigue strength) Hegeszthetőség (weldability) Nyíró szilárdság (shear strength) Hegesztési varratszilárdság hálók és rácsos tartók esetén (weld strength) MSZ EN :2010, Fejezet, (1)P Bekezdés, 37. oldal f R

55 Classification according to CEB-FIP Model Code 1990 Osztályozás a CEB-FIP Model Code 1990 alapján Jellemző A osztály B osztály S osztály Névleges átmérő, Ø nincs korlátozás Folyási szilárdság karakterisztikus értéke, f yk 500 N/mm 2 Szilárdsági osztályok 500 f tk / f yk (R m / R e ) 1,08 1,05 1,15 Szakadó nyúlás, uk (A gt ) Felület bordás, rovátkolt, sima Tapadási jellemzők nagy tapadóképességű betétek: f R f R pren 10080, ENV sima betétek: f R < f R pren 10080, ENV rovátkolt betétek Hegeszthetőség hegeszthető, nem hegeszthető CEB Bulletin 213/214 (1993), CEB-FIP Model Code 1990

56 Classification according to ENV Osztályozás az ENV alapján Jellemző A osztály B osztály C osztály Névleges átmérő, Ø 4 mm Ø 16 mm 6 mm Ø 40 mm 6 mm Ø 40 mm Folyási szilárdság karakterisztikus értéke, 500 N/mm N/mm N/mm 2 f yk Szilárdsági osztályok f tk / f yk (R m / R e ) 1,05 1,08 1,15 és 1,35 Szakadó nyúlás, uk (A gt ) Felület bordás rovátkolt sima bordás bordás Tapadási jellemzők / relatív bordakeresztmetszet 0,039 0,056 ENC (2005) Steel reinforcement of concrete

57 Classification according to Eurocode 2 MSZ EN Osztályozás az Eurocode 2 MSZ EN alapján Jellemző A osztály B osztály C osztály Névleges átmérő, Ø nincs korlátozás (Ø >5 mm) Folyási szilárdság karakterisztikus értéke, f yk vagy f 0,2k 400 N/mm N/mm 2 Szilárdsági osztályok f tk / f yk (R m / R e ) 1,05 1,08 1,15 és < 1,35 Szakadó nyúlás, uk (A gt ) Felület Tapadási jellemzők / relatív bordakeresztmetszet bordás 0,035 0,056 MSZ EN :2010, C melléklet, C1 Általános elvek, C1. táblázat, 190. oldal

58 Stress strain relationships of reinforcing steel A betonacél feszültség alakváltozás ( - ) diagramja Melegen hengerelt acél Hidegen alakított acél f k s t f yk f yk s f t k f 0, 2k f 0, 2k uk s 0,2 0 0 uk s MSZ EN :2010, Fejezet, 3.7 ábra, (2)Bekezdés, 38. oldal

59 Yield strength, Tensile strength Folyási szilárdság (f yk f 0,2k ), húzószilárdság (f yt ) Az f yk folyási szilárdság (vagy 0,2% maradó nyúláshoz tartozó f 0,2k névleges folyáshatár) és az f tk húzószilárdság sorrendben a folyáshoz tartozó teher és az egytengelyű tiszta húzáshoz tartozó legnagyobb teher karakterisztikus értékeinek és a névleges keresztmetszeti területnek a hányadosát jelentik. MSZ EN :2010, Fejezet, (1)P Bekezdés, 38. oldal A folyáshatár karakterisztikus értéke (f yk ), ill. az egyezményesen 0,2% maradó fajlagos alakváltozáshoz tartozó feszültség karakterisztikus értéke (f 0,2k ), értéke az alábbi határok között változhat: 400MPa f yk 600MPa MSZ EN :2010, Fejezet, (3)P Bekezdés, 38. oldal A tényleges folyási feszültség legnagyobb értéke f y,max ne haladja meg az 1,3f yk értékét. MSZ EN :2010, C melléklet, C2 Szilárdság, (1)P Bekezdés, 191. oldal

60 Ductility Duktilitás A terméknek legyen megfelelő nyúlási képessége, azaz duktilitása, melyet a húzószilárdság és a folyási szilárdság f t / f y hányadosa és a legnagyobb teherhez tartozó uk fajlagos alakváltozás (szakadó nyúlás) határoz meg. f k t f y f y s k f f t y uk uk s MSZ EN :2010, Fejezet, (1)P Bekezdés, 38. oldal

61 Ductility EC2 MSZ EN Duktilitás EC2 MSZ EN A gyártmány típusa: Betonacél rúdban vagy tekercsben Hegesztett hálók Követelmény vagy kvantilis [%] Osztály A B C A B C - f yk, f 0,2k 400 MPa 600 MPa 5,0 min. k = (f t / f y ) k 1,05 1,08 1,15 < 1,35 1,05 1,08 1,15 < 1,35 10,0 uk % 2,5 5,0 7,5 2,5 5,0 7,5 10,0 Hajlíthatóság Hajtogatási vizsgálat - Nyírószilárdság - 0,3 A f yk legkisebb Betonacél tömegének szórása [%] Ø 8 mm Ø > 8 mm ± 6,0 % ± 4,5 % 5,0 MSZ EN :2010, C melléklet, C1 Általános elvek, C1. táblázat, 190. oldal

62 Ductility EC2 MSZ EN Duktilitás EC2 MSZ EN f k s t f y f y A k / 1, 05 f t f y B k / 1, 08 f t f y k k MSZ EN :2010 C melléklet C1 Általános elvek C1. táblázat, 190. oldal uk s C / 1, 15 1,35 k f t f y k A B C 25 0 uk uk 00 uk

63 Ductility Different reinforcing bars Duktilitás különböző betonacélok EUROPA korábbi jellemző betonacéljai uk Normál duktilitású betonacélok f / f 1, 05 2,5% és BSt 500 S(A) DIN BSt 500 M(A) DIN B500A Eurocode 2 t y k uk Nagy duktilitású betonacélok f / f 1, 08 5,0% és BSt 500 S(B) DIN BSt 500 M(B) DIN B500B Eurocode 2 t y k f tk 550MPa f 500MPa MAGYARORSZÁG korábbi jellemző betonacéljai (MSZ / 86) yk B f tk = 380 MPa f yk = 240 MPa B f tk = 500 MPa f yk = 360 MPa B f tk = 550 MPa f yk = 400 MPa B f tk = 600 MPa f yk = 400 MPa B f tk = 600 MPa f yk = 500 MPa B f tk = 750 MPa f yk = 500 MPa uk = 2,5 % uk = 2,5 % uk = 2,5 % uk = 1,5 % uk = 2,5 % uk = 1,5 % MSZ / 1 86 alapján, az MSZ EN :2010 jelölései szerint

64 Bendability Hajlíthatóság A betonacélnak megfelelő hajlíthatóságúnak kell lennie ahhoz, hogy az MSZ EN : Táblázatában előírt legkisebb hajlítótüske-átmérők alkalmazhatók legyenek és visszahajlítást lehessen végezni azaz az acélbetét ne károsodjon a lehajtás során. MSZ EN :2010, Fejezet, (6)P Bekezdés, 38. oldal A hajlíthatóságot az EN10080 és EN ISO szerinti hajtogatási vizsgálattal kell igazolni. Azokban az esetekben, amikor az igazolás csak egy visszahajlító vizsgálattal történik, a hajlítótüske mérete ne legyen nagyobb, mint az MSZ EN : N Táblázatában a meghajlítása előírt méret. MSZ EN :2010, C melléklet, C3 Hajlíthatóság, 191. oldal Egy acélbetét akkora átmérő mentén hajlítható meg, amely esetén elkerülhetők az acélbetétben kialakuló hajlítási repedések és megelőzhető a meghajlítás környezetében a beton tönkremenetele. MSZ EN :2010, 8.3 Fejezet, (1)P Bekezdés, 123. oldal

65 Bendability according to the damage of steel bar Hajlíthatóság az acélbetét károsodása alapján Az acélbetétek károsodásának elkerülése érdekében az az átmérő, amely mentén az acélbetét meghajlítható (hajlítótüske-átmérő) általában Ø m,min legyen. MSZ EN :2010, 8.3 Fejezet, (2) Bekezdés, 123. oldal Ø Ø m,min Lehajlítás minimális átmérője egyedi betonacélok és huzalok esetén Ø m,min Betonacél átmérője 16 mm Legkisebb hajlító-tüske átmérő meghajlítás, kampó és hurok esetén 4 Ø > 16 mm 7 Ø MSZ EN :2010, 8.3 Fejezet, 8.1.N táblázat, 124. oldal

66 Bond characteristics Tapadási jellemzők A bordás betonacélok felületi tulajdonságai olyanok legyenek, melyek a betonban megfelelő tapadást biztosítanak - azaz a betonacél és a beton megfelelő együttdolgozása kialakuljon ahhoz, hogy a betonacélban a méretezés során feltételezett erők a betonra átadódjon. MSZ EN :2010, Fejezet, (4)P Bekezdés, 38. oldal Megfelelő tapadás feltételezhető, ha az f R relatív bordakeresztmetszetre vonatkozó előírások teljesülnek. MSZ EN :2010, Fejezet, (5) Bekezdés, 38. oldal

67 Bond characteristics Tapadási jellemzők A gyártmány típusa: Betonacél rúdban vagy tekercsben Hegesztett hálók Követelmény vagy kvantilis [%] Osztály A B C A B C - Tapadás: Legkisebb relatív bordakereszt metszet: Betonacél átmérője: 5 6 mm 6,5 12 mm > 12 mm 0,035 0,040 0,056 5,0 f R,min MSZ EN :2010, C melléklet, C1 Általános elvek, C2. táblázat, 190. oldal

68 Design considerations for reinforcing steel Betonacélra vonatkozó tervezési feltevések Melegen hengerelt acél Hidegen alakított acél f k s t f yk f yk s f t k f 0, 2k f 0, 2k uk s 0,2 0 0 uk s MSZ EN :2010, Fejezet, 3.7 ábra, (2)Bekezdés, 38. oldal

69 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez s s

70 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez s f yk s

71 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez s k f yk f yk s

72 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez s k f yk f yk uk s

73 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez s k f yk f yk E s 1 uk s

74 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez k f yk s k f yk f yk f yk k f yd f yk s s E s 1 s uk

75 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez k f yk s k f yk f yk f yk k f yd f yk s s E s 1 f yd E s uk s

76 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez k f yk s k f yk f yk f yk k f yd f yk s s E s 1 f yd E s uk s

77 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez k f yk s k f yk f yk f yk k f yd f yk s s E s 1 f yd E s uk s

78 Stress Strain relationship for design Feszültség fajlagos alakváltozás diagramm méretezéshez k f yk s k f yk f yk f yk k f yd f yk s Felkeményedő modell s E s Képlékeny modell 1 f yd E s ud uk s

79 Design curve for reinforcing bar class B500A B500A osztályú betonacél méretezési diagrammja s k f yk f yk f yd 550MPa 500MPa 435MPa Felkeményedő modell k f f k yk yk s 550MPa 478MPa E s Képlékeny modell 1 f yd E s , ud uk s

80 Modelling of reinforced concrete (RC) structures Vasbeton szerkezetek modellezése Numerikus szimuláció lineáris, nem lineáris vizsgálat Anyagjellemzők homogén, inhomogén, izotróp, anizotrop lineárisan rugalmas, nem lineárisan rugalmas, képlékeny, viszkózus, reológiai jellemzők Szerkezeti viselkedés Modell kísérlet valós léptékű nem valós léptékű Mérnöki modell statika, szilárdságtan, rugalmasságtan, dinamika Környezet tartóssági kérdések, terhek, hatások, Mérethatás size effect

81 Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága A tartószerkezetek szükséges tervezési élettartamának eléréséhez megfelelő intézkedéseket kell tenni az összes tartószerkezeti elemnek a rá vonatkozó környezeti hatásokkal szembeni védelme érdekében. A tartóssági követelményeket a következő esetekben kell figyelembe venni: 1. a tartószerkezet erőjátékának megválasztása (structural conception) 2. az anyagok megválasztása (material selection) 3. részlettervezés (construction details) 4. megvalósítás (execution) 5. minőség-ellenőrzés (quality contol) 6. felülvizsgálat (inspection) 7. megfelelőségi igazolás (verification) 8. különleges intézkedések (special measures) (pl. korrózióálló acélok alkalmazása, bevonatok, katódos védelem) MSZ EN :2010, 4.3 Fejezet, (1)P, (2)P, 47. oldal

82 Design working life Tervezési élettartam A tervezési élettartam olyan feltételezett időtartam, melynek során a tartószerkezet és annak részei az előirányzott, ill. szükséges fenntartás mellett, jelentős javítási munkák nélkül a tervezett rendeletetésnek megfelelően használható. A tervezési élettartamot a terven elő kell írni. Élettartam osztály Előírt tervezési élettartam (év) Tervezési élettartam Példák 1 10 Ideiglenes tartószerkezetek (1) Cserélhető tartószerkezeti részletek, pl. darupályatartók, saruk Mezőgazdasági és hasonló tartószerkezetek Épületek tartószerkezetei és egyéb szokásos tartószerkezetek Monumentális épületek tartószerkezetei, hidak és más építőmérnöki szerkezetek (1) Az olyan tartószerkezeteket vagy azok részeit, melyek újrafelhasználás céljából szétszerelhetők, nem kell ideiglenes szerkezetnek tekinteni

83 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága A szerkezet kora Age of concrete structure

84 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam A szerkezet kora Age of concrete structure

85 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

86 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

87 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Elfogadható tartósság acceptable durability A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

88 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Elfogadható tartósság acceptable durability A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

89 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

90 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

91 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

92 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

93 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

94 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

95 Teljesítő-képesség Performance of concrete Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Performance and durability of concrete structures Betonszerkezetek teljesítő-képessége és tartóssága Előírt használati élettartam Kiváló tartósság excellent durability Gyenge tartósság weak durability Elfogadható tartósság acceptable durability Szükséges javítások Repair A teljesítőképesség előírt minimuma A szerkezet kora Age of concrete structure

96 Cause of damages in case of concrete structures Betonszerkezetek hibáinak okai Kivitelező 51%

97 Cause of damages in case of concrete structures Betonszerkezetek hibáinak okai Kivitelező Tervező 51% 37%

98 Cause of damages in case of concrete structures Betonszerkezetek hibáinak okai Kivitelező Tervező Karbonát 51% 37% 7,5%

99 Cause of damages in case of concrete structures Betonszerkezetek hibáinak okai Kivitelező Tervező Karbonát Anyag 51% 37% 7,5% 4,5%

100 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2

101 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2

102 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2 Pórusvíz: ph>12,5!!! (bázikus)

103 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2 Pórusvíz: ph>12,5!!! (bázikus) A magas ph érték miatt az acél felületén mikroszkópikus oxid réteg keletkezik az un. passziváló film

104 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2 Pórusvíz: ph>12,5!!! (bázikus) A magas ph érték miatt az acél felületén mikroszkópikus oxid réteg keletkezik az un. passziváló film OH CO CaCO H O Ca

105 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2 Pórusvíz: ph>12,5!!! (bázikus) A magas ph érték miatt az acél felületén mikroszkópikus oxid réteg keletkezik az un. passziváló film OH CO CaCO H O Ca A növekvő kalcium karbonát tartalom miatt a ph érték csökken!!!

106 Carbonating of concrete A beton karbonátosodása O 2 H 2 O CO 2 O 2 H 2 O CO 2 Pórusvíz: ph>12,5!!! (bázikus) A magas ph érték miatt az acél felületén mikroszkópikus oxid réteg keletkezik az un. passziváló film OH CO CaCO H O Ca Ha a ph 9 alá esik, a passziváló film megszűnik, a betonacél védtelen!!!

107 Betontakarás Concrete cover Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Diffusion of carbonates into concrete A karbonátosodás sebessége, diffúziója Belső körülmények internal condissions Végérték final value Külső körülmények external condissions Idő Time

108 Corrosion of reinforcing bar A betonacél korróziója A betonacél korrózió egyszerűsített modellje O 2 H 2 O

109 Corrosion of reinforcing bar A betonacél korróziója A betonacél korrózió egyszerűsített modellje O 2 Fe 2+ H 2 O 2e - anódos rész 2 Fe Fe 2 e

110 Corrosion of reinforcing bar A betonacél korróziója A betonacél korrózió egyszerűsített modellje O 2 Fe 2+ H 2 O ½ O 2 2e - anódos rész 2(OH) - katódos rész Beton pórusvíz (elektrolit) 2 Fe Fe 2 e 2e (1/ 2) O 2 2 H O 2( OH )

111 Corrosion of reinforcing bar A betonacél korróziója A betonacél korrózió egyszerűsített modellje O 2 Fe 2+ H 2 O ½ O 2 2e - anódos rész 2(OH) - katódos rész Beton pórusvíz (elektrolit) 2 Fe Fe 2 2 e 2Fe 6( OH ) Fe2O3 3H2O 2 H O 2( OH ) 2e (1/ 2) O 2

112 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

113 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

114 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

115 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás ph < 5 Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

116 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás ph < 5 Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

117 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás ph < 5 Betontakarás Pórusvíz: ph>12,5!!! Passzív film Betonacél

118 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Betonacél

119 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Betonacél

120 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film Betonacél ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Fe

121 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Betonacél Fe 2+ anódos rész Fe 2e -

122 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Betonacél Fe 2+ anódos rész 2 2Fe 6( OH ) Fe2O3 3H2O Fe 2e - 2e (1/ 2) O 2 2 H O 2( OH )

123 Chloride corrosion of reinforcing bar A betonacél klorid okozta lyuk korróziója A betonacél klorid okozta lyuk korróziójának egyszerűsített modellje Cl - kloridbehatolás Betontakarás Passzív film ph < 5 Pórusvíz: ph>12,5!!! Betonacél Fe 2+ anódos rész 2 2Fe 6( OH ) Fe2O3 3H2O Fe 2e - 2e (1/ 2) O 2 2 H O 2( OH )

124 Effect of concrete cover on the diffusion Betontakarás hatása a behatolásra Betonacél Ø Betontakarás c

125 Behatolás Diffusion Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Effect of concrete cover on the diffusion Betontakarás hatása a behatolásra Betonacél Ø Betontakarás c Idő Time

126 Behatolás Diffusion Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Effect of concrete cover on the diffusion Betontakarás hatása a behatolásra 25 mm Betonacél Betontakarás Ø c Idő Time 100 év

127 Behatolás Diffusion Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. Effect of concrete cover on the diffusion Betontakarás hatása a behatolásra 25 mm Betonacél Betontakarás Ø 12,5 mm c 15 év Idő Time 100 év

128 Reinforced Concrete Structures I. III. Vasbetonszerkezetek I. - A betonacél fizikai és mechanikai tulajdonságai, korróziós folyamatok - Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár dr.kovacs.imre@gmail.com Mobil: Iroda: / Köszönöm a figyelmet! WEB: