Vasbetonszerkezetek I. IV

Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I.

Lecture IV. / IV. Előadás

Reinforced Concrete Structures I.

IV.

Vasbetonszerkezetek I. - Kitéti (környezeti) osztályok, betonfedés, beton jelölése -

Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár

E-mail: [email protected] Mobil: 06-30-743-68-65 Iroda: 06-52-415-155 / 77764 WEB: www.epito.eng.unideb.hu Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

Dr. Kovács Imre PhD © Minden jog fenntartva!!!



Modelling of reinforced concrete (RC) structures Vasbeton szerkezetek modellezése Numerikus szimuláció

Anyagjellemzők

lineáris, nem lineáris vizsgálat

homogén, inhomogén, izotróp, anizotrop lineárisan rugalmas, nem lineárisan rugalmas, képlékeny, viszkózus, reológiai jellemzők

Szerkezeti viselkedés

Környezet

Mérethatás

tartóssági kérdések, terhek, hatások,

„size effect”

Modell kísérlet

Mérnöki modell

valós léptékű nem valós léptékű

statika, szilárdságtan, rugalmasságtan, dinamika

Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Durability and protection of structures Tartószerkezet tartóssága és védelme Egy tartós tartószerkezetnek a tervezési élettartamon keresztül meg kell felelnie a: 1. használhatósági 2. szilárdsági 3. stabilitási

(serviceability) (strength) (stability)

követelményeknek a szolgáltatási színvonal jelentős csökkenése és előre nem látható, túlzott mértékű fenntartási ráfordítás nélkül.

A tartószerkezet szükséges védelmét az 1. előirányzott használat jellege (intended use) 2. a tervezési élettartam (design working life) 3. a fenntartási program (maintenance programme) 4. a hatások (actions) figyelembe vételével kell meghatározni. MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.1 Fejezet, (1)P, (2)P, 45. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Durability and protection of structures Tartószerkezet tartóssága és védelme A tartósság biztosítása érdekében a szerkezetre ható terhek mellett a használat várható módját is figyelembe kell venni. A szükséges védelmi módok meghatározása során figyelembe kell venni a tervezett élettartamot és a karbantartási programot. A tartósságot meghatározzák a: 1. a közvetlen hatások

(direct actions),

2. a közvetett hatások

(indirect actions),

3. a környezeti feltételek

(environmental conditions),

4. egyéb figyelembe vehető várható hatás (consequential effects). MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.1 Fejezet, 45. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Environmental conditions, Chemical attacks Környezeti feltételek, Vegyi hatások A környezeti feltételeket olyan kémiai és fizikai hatások összességei alkotják, melyek a szerkezet tervezett élettartama során a mechanikai hatások mellett érik a szerkezetet.

Vegyi hatások a következőkből származhatnak: 1. az épület használata (pl.: folyadékok tárolása) 2. agresszív környezet (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004, ISO 9690) 3. érintkezés egyes vegyi anyagok gázaival vagy oldataival, általában savas oldatokkal vagy szulfátsók oldataival (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004, ISO 9690) 4. a betonban lévő kloridok (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 5. a beton anyagai közötti kémiai reakciók (pl. az adalékanyag alkálikus reakciója, ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Environmental conditions, Physical attacks Környezeti feltételek, Fizikai hatások A környezeti feltételeket olyan kémiai és fizikai hatások összességei alkotják, melyek a szerkezet tervezett élettartama során a mechanikai hatások mellett érik a szerkezetet. Fizikai hatások a következőkből származhatnak: 1. a kopás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 2. fagyás-olvadás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 3. vízbehatolás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) A fizikai hatások a legtöbb esetben elkerülhetők az anyagok megfelelő kiválasztásával (pl.: kopásálló adalékanyag, fagyállló beton, vízzáró beton), például az ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004 előírásai révén. Ehhez járul továbbá a megfelelő teherkombinációk alatt keletkező repedések korlátozása. MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Environmental conditions, Indirect actions Környezeti feltételek, Közvetett hatások A teljes szerkezet, ill. egyes teherhordó és nem teherhordó elemeinek alakváltozása járulékos közvetett hatásokhoz vezethet, melyeket a tervezés során figyelembe kell venni. Az alakváltozásokat okozhatja például: 1. a működő teher 2. a hőmérséklet változása 3. a kúszás jelensége 4. a zsugorodás jelensége 5. a mikrorepedések kialakulás, stb.





Environmental conditions, Indirect actions Környezeti feltételek, Közvetett hatások A közvetett hatások a legtöbb épület esetében megelőzhetők az MSZEN 1992-1-1:2010-ben szereplő általános követelmények betartásával. Ezen követelmények az alábbiakban foglalhatók össze: nek a tartósságra, az alakváltozásra és a szerkesztésre, valamint a szerkezet egészének teherbírására, állékonyságára és a kellő szerkezeti méretek biztosítására vonatkozó szabályok.





Environmental conditions, Exposure classes Környezeti feltételek, Kitéti osztályok A beton, vasbeton és feszített beton szerkezetek egyik legfontosabb követelménye a megfelelő tartósság, amely attól függ, hogy a szerkezethez szállított betonkeverék illeszkedik-e a környezeti hatások által meghatározott kitéti (környezeti) osztályhoz vagy osztályokhoz. Az MSZ EN 206-1, MSZ 4798-1: 2004 a környezeti hatásoktól függő kitéti osztályok meghatározásának fontosságát azzal is hangsúlyozza, hogy az osztályozás első helyére teszi. A kitéti osztályba való sorolás az előíró kötelessége!!! A kitéti osztályok kiválasztása függ a beton felhasználási helyén érvényes rendelkezésektől. Ez a környezeti osztályozás nem zárja ki a beton felhasználási helyén meglévő különleges feltételek mérlegelését vagy a védelmi intézkedések alkalmazását (pl. rozsdamentes acél felhasználása, védőbevonat felvitele a betonra vagy a betonacélra, betonfedés szükséges mértékének betartása). MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Environmental conditions, Exposure classes Környezeti feltételek, Kitéti osztályok A környezeti hatásokat az MSZ EN 206-1, az MSZ 4798-1: 2004 (az MSZ EN 1992-1-1:2010 ennél kevesebb osztályt különböztet meg!) az alábbi kitéti, környezeti osztályokba sorolja: 1. nincs korróziós kockázat 2. karbonátosodás okozta korrózió 3. nem a tengervízből származó kloridok által okozott korrózió 4. tengervízből származó klorid által okozott korrózió 5. fagyási/olvadási korrózió jégolvasztó anyaggal vagy anélkül 6. kémiai korrózió 7. koptatóhatás okozta korrózió 8. igénybevétel víznyomás esetére

(X0) (XC) (XD) (XS) (XF) (XA) (XK) (XV)

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Exposure classe: X0 (No corrosion risk) Kitéti osztály: X0 (Nincs korróziós kockázat) Az osztály jele

A környezeti hatás leírása

Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására

1. NINCS KORRÓZIÓS KOCKÁZAT Vasalás vagy beágyazott fém nélküli beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol fagyás/olvadás, koptatás, víznyomás, vagy kémiai korrózió fordul elő. Vasbeton vagy beágyazott fémet tartalmazó beton esetén: nagyon száraz.

Vasalás nélküli, korróziónak ki nem tett kitöltő és kiegyenlítő beton.

XN(H)

Környezeti hatásoknak (nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás) nem ellenálló, szilárdsági szempontból alárendelt jelentőségű beton.

Korróziónak ki nem tett, kis szilárdságú aljzatbetonok, beton alaprétegek.

X0b(H)

Vasalás vagy beágyazott fém nélküli beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás fordul elő.

Vasalás nélküli, korróziónak ki nem tett kitöltő és kiegyenlítő beton.

X0v(H)

Vasbeton vagy beágyazott fémet tartalmazó beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás fordul elő.

Legfeljebb 35% relatív páratartalmú száraz helyen lévő belső helyiségben vagy levegő hozzájutásától teljesen elzárt, száraz helyen lévő vasbeton esetén.

X0

Nagyon csekély, legfeljebb 35% relatív páratartalmú épületben lévő vasbeton.

MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal, NAD 4.1 táblázat 29. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Exposure classe: XC (Carbonate) Kitéti osztály: XC (Karbonátosodás) Az osztály jele



2. KARBONÁTOSODÁS OKOZTA KORRÓZIÓ Ahol vasalást vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton ki van téve levegőnek és nedvességnek, ott a környezeti hatásokat a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: A nedvességviszonyok az acélbetéteket vagy más beágyazott fémeket takaró betonfedésre vonatkoznak, de sok esetben fel lehet tételezni, hogy a betonfedésben lévő körülmények a környezetet tükrözik. Ezekben az esetekben helyénvaló lehet a környezet osztályozása.

XC1

Száraz vagy tartósan nedves

Csekély relatív páratartalmú épületben lévő beton. Állandóan víz alatt lévő beton.

XC2

Nedves, ritkán száraz

Hosszú időn át vízzel érintkező felületek. Sokféle alaptest.

XC3

Mérsékelt nedvesség

Mérsékelt vagy nagy relatív páratartalmú épületekben lévő beton. Esőtől védett, szabadban lévő beton.

XC4

Váltakozva nedves és száraz

Víznek kitett betonfelületek, amelyek nem tartoznak az XC2 osztályba.

MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Exposure classe: XD (Chloride, no see) Kitéti osztály: XD (Kloridkorrózió, nem tenger) Az osztály jele



3. A NEM A TENGERVÍZBŐL SZÁRMAZÓ KLORIDOK ÁLTAL OKOZOTT KORRÓZIÓ Amikor a vasbeton vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton kloridtartalmú vízzel érintkezik, beleértve a jégolvasztó sózást, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: A nedvességviszonyokat illetően lásd e táblázat 2. szakaszát is.

XD1

Mérsékelt nedvesség

A levegőből származó kloridnak kitett, de jégolvasztó sóknak ki nem tett beton.

XD2

Nedves, ritkán száraz

Úszómedencék. Kloridot tartalmazó ipari vizeknek kitett, de jégolvasztó sóknak ki nem tett beton. Kloridtartalmú talajvízzel érintkező beton.

XD3

Váltakozva nedves és száraz

Kloridot tartalmazó permetnek kitett hídelemek. Járdák és útburkolatok. Autóparkolók födémei.

MEGJEGYZÉS: Magyarországon a fagyási/olvadási ciklusoknak és jégolvasztó sóknak kitett btonokat az XD3 környezeti osztály helyett az XF4 környezeti osztályba kell sorolni. A betont akkor kll az XD3 környezeti osztályba sorolni, ha fagy nem éri, de a jégolvasztó sók oldata vagy permete (például garázsokba behordott sólé) hatásának mégis ki van téve.





Exposure classe: XS (Chloride, see) Kitéti osztály: XS (Kloridkorrózió, tenger) Az osztály jele



4. TENGERVÍZBŐL SZÁRMAZÓ KLORIDOK ÁLTAL OKOZOTT KORRÓZIÓ Amikor a vasbeton vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton tengervízből származó kloridnak vagy tengervízből származó sót tartalmazó levegőnek van kitéve, akkor a kitételt a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: Magyarországon csak különleges esetekben alkalmazott környezeti osztály, pl. amikor magyarországi tervező tengerparti országokban tervez (ír elő) vasbeton szerkezetet.

XS1

Sós levegőnek kitéve, érintkezés a tengervízzel.

XS2

Állandóan tengervízbe merülve.

Tengervízben épült szerkezetek részei.

XS3

Árapállyal, felcsapódással vagy permettel érintkező zónák.

Tengervízben épült szerkezetek részei.

de

nincs

közvetlenül

Tengerparton vagy annak közelébn lévő szerkezetek.





Exposure classe: XF (Freez) Kitéti osztály: XF (Fagyási/olvadási) Az osztály jele



5. FAGYÁSI/OLVADÁSI KORRÓZIÓ JÉGOLVASZTÓ ANYAGGAL VAGY ANÉLKÜL Amikor a beton a fagyási/olvadási ciklusok által okozott jelentős igénybevételnek van kitéve nedves állapotban, akkor az igénybevételt a következőképpen kell osztályozni.

XF1

Mérsékelt víztelítettség jégolvasztó anyag nélkül

Függőleges betonfelületek esőnek és fagynak kitéve.

XF2

Mérsékelt víztelítettség jégolvasztó anyaggal

Útépítési szerkezetek függőleges betonfelületei, amelyek ki vannak téve fagynak és a levegő által szállított jégolvasztó anyag permetének.

XF3

Nagymérvű víztelítettség jégolvasztó anyag nélkül

Esőnek és fagynak kitett vízszintes betonfelületek.

XF4

Nagymérvű víztelítettség jégolvasztó anyaggal vagy tengervízzel.

Útburkolatok és hídpályalemezek jégolvasztó anyagoknak kitéve. Jégtelenítő anyagok közvetlen permetének és fagynak kitett betonfelületek. Fagynak kitett tengeri szerkezetek a felcsapódási zónában





Exposure classe: XA (Chemical corrosion) Kitéti osztály: XA (Kémiai korrózió) Az osztály jele



6. KÉMIAI KORRÓZIÓ Amikor a beton ki vn téve a természetes talajból és talajvízből származó anyagok kémiai korróziójának, ahogyan azt a 2. táblázat részletezi, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. A tengervíz osztályozása a földrajzi helyzettől függ, ezért a betonok felhasználási helyén érvényes osztályozást alkalmazzák. MEGJEGYZÉS: Egyedi vizsgálatok szükségesek az érvényes igénybevételi feltételekre akkor, ha - a határok a 2. táblázaton kívül esnek; - az agresszív vegyi anyagk mások; - a talaj vagy a talajvíz kémiailag szennyezett; - a 2. táblázat szerinti vegyi anyagok esetén nagy vízáramlási sebesség van.

XA1

Enyhén agresszív kémiai környezet a 2. táblázat szerint

Természetes talajok és talajvizek esetén.

XA2

Mérsékelten agresszív táblázat szerint.

2.


XA3

Nagymértékben agresszív kémiai környezet a 2. táblázat szerint.


kémiai

környezet

a

MEGJEGYZÉS: Az MSZ 4798-1: 2004 szabvány nem foglalkozik sem ipari, mezőgazdasági és lakossági szennyvizekkel, sem a kipufogó, illetve ipari gázokkal.





Exposure classe XA: naturale soil and ground water XA kitéti osztály: talaj és talajvíz Kitéti környezeti osztályok a természetes talaj és talajvíz kémiai korróziót okozó jellemző értékeitől függően Kémiai jellemző

Referencia vizsgálati módszer

XA1

XA2

XA3

MSZ EN 196-2

≥ 200 és ≤ 600

> 600 és ≤ 3000

> 3000 és ≤ 6000

pH

ISO 4316

≤ 6,5 és ≥ 5,5

< 5,5 és ≥ 4,5

< 4,5 és ≥ 4,0

agresszívCO2 [mg/l]

prEN 13577:1999

≥ 15 és ≤ 40

> 40 és ≤ 100

> 100 telítésig

NH 4

[mg/l]

ISO 7150-2

≥ 15 és ≤ 30

> 30 és ≤ 60

> 60 és ≤ 100

Mg 2

[mg/l]

ISO 7980

≥ 300 és ≤ 1000

> 1000 és ≤ 3000

> 3000 telítésig

MSZ EN 196-2

≥ 2000 és ≤ 3000

> 3000 és ≤ 12000

> 12000 és ≤ 24000

DIN 4030-2

> 200 Baumann Gully

TALAJVÍZ

SO 42

[mg/l]

TALAJ

SO 42

[mg/kg]

Savasság, [ml/kg]

A gyakorlatban nem fordul elő





Exposure classe: XK (Abrasion) Kitéti osztály: XK (Koptató hatás) Az osztály jele



7. KOPTATÓHATÁS OKOZTA KORRÓZIÓ Amikor a beton csiszoló, csúszó, gördülő, súrlódó igénybevételnek, ütésnek vagy vízáramlás által mozgatott gördülő hordalék koptató hatásának van kitéve, akkor az ezekből származó igénybevételt a következők szerint kell osztályozni.

XK1(H)

Könnyű szemcsés anyagok koptató igénybevétele, gyalogos forgalom, puha abroncsú kerekek koptató igénybevétele.

Könnyű adalékanyagok, termények stb. tárolására alkalmas silók, bunkerek, tartályok; járdák, lépcsők, garázspadozatok.

XK2(H)

Gördülő igénybevétel okozta koptatóhatás nehéz terhek alatt.

Betonút, durva, nehéz szemcsés anyagok gördülő hordalékkal érintkező betonfelületek.

XK3(H)

Csúsztató-gördülő igénybevétel hatás igen nehéz terhek alatt.

koptató

Repülőtéri kifutópályák, felszállópályák, nehézipari szerelőcsarnokok, konténerátrakó állomások.

XK4(H)

Csúszó-gördülő igénybevétel okozta koptatóhatás igen nehéz terhek alatt, nagy felületi pontosság és pormentesség igénye esetén.

Nehéz tehernek és targoncaforgalomnak kitett csarnokok és raktárak kemény felületű, pormentes ipari padlóburkolata.

okozta

tárolói,

MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, NAD 4.1. táblázat, 29. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Exposure classe: XV (Water pressure) Kitéti osztály: XV (Víznyomás) Az osztály jele



8. IGÉNYBEVÉTEL VÍZNYOMÁS HATÁSÁRA Amikor a beton ki van téve víznyomás hatásának, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni.

XV1(H)

Kis üzemi víznyomásnak kitett legalább 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,4 liter/m2 víz szivárog át.

Pincefal, csatorna, legfeljebb 1 m magas víztároló medence, áteresz, csapadékcsatorna, záportározó, esővízgyűjtő akna.

XV2(H)

Kis üzemi víznyomásnak kitett, legfeljebb 300 mm vastag beton vagy nagy üzemi víznyomásnak kitett, legalább 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,2 liter/m2 víz szivárog át.

Vízépítési szerkezetek, gátak, partfalak, >1m magas víztároló medence, föld alatti garázsok, aluljárók külső határoló szerkezetei, külön szigetelőréteg nélkül.

XV3(H)

Nagy üzemi víznyomásnak kitett, legfeljebb 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,1 liter/m2 víz szivárog át.

Vasbeton mélygarázsok, alagutak külső szerkezetei, külön szigetelőréteg nélkül.

határoló

MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, NAD 4.1. táblázat, 29. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Indicative strength classes for durability Tartósság szempontjából előirányzott szilárdsági osztályok KITÉTI OSZTÁLYOKHOZ JAVASOLT ELŐIRÁNYZOTT SZILÁRDSÁGI OSZTÁLYOK

Karbonátosodás és klorid korrózió esetén Karbonátosodás miatti korrózió

XC1

XC2

C20/25

C25/30

XC3

XC4

C30/37

Tengervízből származó klorid által okozott korrózió

Kloridok által okozott korrózió

XD1

XD2

C30/37

XD3

XS1

C35/45

C30/37

XS2

XS3

C35/45

Beton fizikai károsodása esetén Nincs károsodási veszély

Fagyási /olvadási korrózió

X0

XF1

XF2

XF3

C12/15

C30/37

C25/30

C30/37

Kémiai korrózió

XA1

XA2 C30/37

XA3 C35/45

MSZ EN 1992-1-1:2010, E Melléklet, E1.N táblázat, 194. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve – ha vannak ilyenek – az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés gerenda vagy pillér esetén






Fő acélbetét






Fő acélbetét

Kengyel






Fő acélbetét Betonfedés Kengyel Betonfedés





Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve – ha vannak ilyenek – az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén






Fő acélbetét






Fő acélbetét

Kengyel






Fő acélbetét

Kengyel Kéregvasalás






Fő acélbetét Betonfedés Kengyel Kéregvasalás


Betonfedés




Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve – ha vannak ilyenek – az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés lemez / fal / héjszerkezet esetén






Fő acélbetét






Elosztó acélbetét Fő acélbetét






Elosztó acélbetét Fő acélbetét Betonfedés





Nominal concrete cover A névleges betonfedés értéke A betonfedés a vasalás (beleértve – ha vannak ilyenek – az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. A névleges betonfedés terven feltüntetésre kerülő értékét a minimális betonfedés

C nom Cmin

és a méreteltérések tervezéskor való figyelembevételét jelentő összege:

Cdev Cnom  Cmin  Cdev MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.1 Fejezet, (2)P, 48. oldal





Minimum concrete cover, Cmin A minimális betonfedés, Cmin A betonfedés minimális értékét az alábbiak miatt kell biztosítani: 1. a kapcsolati erők biztonságos átadása érdekében (MSZ EN 1992-1-1:2010, 7. Fejezet, 8. Fejezet) 2. a megfelelő tűzállóság biztosítása érdekében (MSZ EN 1992-1-2:2004) 3. a betonacél korrózió elleni védelme érdekében (tartósság)

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2 Fejezet, (1)P, 48. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Minimum concrete cover, Cmin A minimális betonfedés, Cmin A tapadási és környezeti feltételeket egyaránt kelégítő Cmin értékek közül a nagyobbikat kell alkalmazni: Cmin,b     Cmin  max Cmin,dur  Cdur ,  Cdur ,st  Cdur ,add    10 mm  

C min,b a tapadási követelmény miatt szükséges minimális betonfedés Cmin,dur a környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés Cdur ,

kiegészítő biztonsági paraméter

Cdur ,st

a minimális betonfedés csökkentése korrózióálló acél alkalmazása esetén

Cdur ,add a minimális betonfedés csökkentése kiegészítő védelem alkalmazása esetén





Minimum concrete cover, Cmin,b requirements for bond A kellő tapadást biztosító minimális betonfedés, Cmin,b Acélbetétek elrendezése Egyedi acélbetétek:

Cmin,b Az acélbetéte átmérője, Ø [mm]

Csoportos acélbetétek:

Ekvivalens átmérő, Øn [mm]

Amennyiben az adalékanyag névleges legnagyobb szemnagysága nagyobb mint 32 mm, Cmin,b értékét 5 mm-rel növelni kell!

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.2. Táblázat, 48. oldal



n



Egyedi acélbetét

 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

 n   nb  55 mm

n

Csoportos acélbetét

n Dr. Kovács Imre PhD © Minden jog fenntartva!!!



Minimum concrete cover, Cmin,dur requirements for environmental A környezeti hatásoktól függő minimális betonfedés, Cmin,dur Környezeti követelmény: a Cmin,dur [mm] értékei MSZ EN 1992-1-1:2010 Környezeti osztály Szerkezeti X0 XC1 XC2 XC4 XD1 XD2 osztály XC3 XS1 XS2 S1 S2 S3 S4 S5 S6

10 10 10 10 15 20

10 10 10 15 20 25

10 15 20 25 30 35

15 20 25 30 35 40

20 25 30 35 40 45

25 30 35 40 45 50

XD3 XS3 30 35 40 45 50 55

MSZ 4798-1:2004 Környezeti osztály XF1-XF4 XK1(H)XA1-XA3 XK4(H) XV1(H)-XV3(H) 45 50 -

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.4.N Táblázat, 49. oldal MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal) Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Minimum concrete cover, Cmin,dur requirements for environmental A környezeti hatásoktól függő minimális betonfedés, Cmin,dur Környezeti követelmény: a Cmin,dur [mm] értékei MSZ EN 1992-1-1:2010 Környezeti osztály Szerkezeti X0 XC1 XC2 XC4 XD1 XD2 osztály XC3 XS1 XS2 S1 S2 S3 S4 S5 S6

10 10 10 10 15 20

10 10 10 15 20 25

10 15 20 25 30 35

15 20 25 30 35 40

20 25 30 35 40 45

25 30 35 40 45 50

XD3 XS3 30 35 40 45 50 55

MSZ 4798-1:2004 Környezeti osztály XF1-XF4 XK1(H)XA1-XA3 XK4(H) XV1(H)-XV3(H) 45 50 -

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.4.N Táblázat, 49. oldal MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal) Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Recommended structural classification A tartószerkezetek ajánlott osztályozása

Körülmény

Szerkezeti osztály Környezeti osztály X0 XC1 XC2, XC4 XD1 XD2, XC3 XS2

100 éves tervezési élettartam

Az ajánlott szerkezeti osztálynál 2-vel magasabbat kell figyelembe venni! ≥C30/37

Szilárdsági osztály Felületszerkezetek esetén (a vasalás helyzetét nem befolyásolja az építési módszer) Kiemelt szintű minőség-ellenőrzés a betongyártás esetén

XD3, XS2, XS3

≥C35/45

≥C40/50

≥C45/55

Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe! Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe!

Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe!

MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.3.N Táblázat, 49. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




cdur,

.

cdur,

Cmin

Cmin,b      max Cmin,dur  Cdur ,  Cdur ,st  Cdur ,add    10 mm  

A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés táblázatok felhasználásával nyert értékét kiegészítő biztonsági paraméterrel növelhető, javasolt értéke:

Cdur ,  0





cdur,st

.

cdur,st

Cmin


A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés értéke korrózióálló acélbetétek alkalmazása esetén csökkenthető, javasolt értéke:

Cdur ,st  5 mm

MSZ EN 1992-1-1: 2010, NA3.1.4., 212. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




cdur,add

.

cdur,add

Cmin


A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés értéke kiegészítő védelem (pl. bevonat) mértékétől (pl. a bevonat vastagsága és típusa) függően csökkenthető, javasolt értéke:

0  Cdur ,add  20 mm

MSZ EN 1992-1-1: 2010, NA3.1.5., 213. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Allowance in design for deviation, Cdev Kötelező ráhagyás

Cnom  Cmin  Cdev A névleges betonfedés számításakor a minimális betonfedéshez a tervezés során hozzá kell adni egy, a méreteltérések figyelembevételét jelentő értéket, javasolt értéke:

Cdev  10 mm

MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (1)P, 51. oldal X0 és XC1 osztályok esetén: Cdev = 10 mm XC2-XC4, XD1 és XS1, XD2 és XS2, XD3 és XS3 Cdev = 15 mm (S3 szerkezeti osztály, tervezési élettartam 50 év) XF1-XF4, XA1-XA3, XV1-XV3, XK1-XK4 osztályok esetén Cdev = 15 mm

MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal) Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Allowance in design for deviation, Cdev Kötelező ráhagyás Bizonyos esetekben az elfogadható méreteltérés és ennek a tervezéskor figyelembe vett értéke csökkenthető. ha a gyártáshoz olyan minőségbiztosítási rendszer kapcsolódik, mely a betonfedés mértékére vonatkozó mérésekre is kiterjed, akkor:

5 mm  Cdev  10 mm ha biztosítható, hogy az ellenőrzést nagyon pontos mérőműszerekkel végzik és a nem megfelelő elemeket leselejtezik (pl. előre gyártott elemek), akkor:

0 mm  Cdev  10 mm

MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (3), 51. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Nominal concrete cover for surface Névleges betonfedés egyenetlen felületen Egyenetlen felületekre való betonozás esetén tekintettel a nagyobb méreteltérésekre a névleges betonfedést a tervezés során növelni kell. A növekmény legyen összhangban az egyenetlenségből származó felületi eltérésekkel, de a névleges betonfedés értéke előkészített talajra (a felületkiegyenlítést is beleértve) való betonozás esetén legalább:

min Cnom  40 mm közvetlenül a talajra való betonozás esetén legalább:

min Cnom  75 mm Bármilyen felületi tulajdonság, mint pl. bordázott felület vagy mosott beton esetén a vasaláson mért betonfedés mértékét szintén növelni kell a felületi egyenetlenség figyelembevétele érdekében. MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (4), 51. oldal Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza:

• A beton nyomószilárdsági osztályának nevét.

• A nehéz és könnyűbetonok jelölésére a HC és LC betűjelet. • Könnyűbeton esetén a szilárd könnyűbeton testsűrűségi osztályának jelét. • Azon betonok esetén, amelyek adalékanyaga nem homokos kavics, az adalékanyag megnevezését, amellyel készült, például zúzottkővel (bazalttal, andezittel, méstkővel, dolomittal, riolittufával, stb.)barittal, duzzasztott agyagkaviccsal, duzzasztott üvegkaviccsal stb. • A betonszerkezethez tartozó környezeti osztály jelét, amelynek építésére a betont felhasználják.





Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza: • A beton-adalékanyag névleges legnagyobb szemnagyságának a jelét. • A beton konzisztenciaosztályának jelét, vagy tervezett értékét tűréssel, konzisztencia megnevezésére megszokott magyar megnevezéseket (földnedves, kissé képlékeny, képlékeny, folyós), de csak ”idézőjelben” szabad alkalmazni, ha a beton jelének megadásakor vagy a betontervezés során a konzisztenciamérési módszer mibenléte még nem ismert. Ezt a kivitelezővel kötött szerződésben pontosítani kell. • Ha a betonnak a cement tömegére vonatkoztatott megengedett kloridtartalma 0,20 tömegszázalék, akkor azt a beton jelében nem kell megadni, ha ettől eltérő, akkor a kloridtartalom jelét a konzisztenciaosztály jele után szerepeltetni kell.





Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza: • Ha a kiíró követelményként megadja a cement minőségét, akkor a cement jelét a beton jelében a konzisztenciaosztály jele után (ha a beton jelében szerepel a kloridtartalom jele, akkor ez után) kell feltüntetni. • Ha a beton használati élettartama 50 év, akkor a beton jelében nem kell megadni, ha ettől eltérő, akkor azt a beton jelében a szabvány hivatkozása előtt fel kell tüntetni. • A szabvány hivatkozási számát (jelen esetben MSZ 4798-1: 2004)





Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 1. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből vasbeton keretszerkezet épül (környezeti osztály: XC3), névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és a tervezés ideje alatt ismeretes, hogy a konzisztenciát roskadásméréssel fogják vagy roskadásméréssel kell meghatározni és a roskadási mértéknek 50-90 mm közé kell esnie, tehát konzisztenciaosztálya S2, a következő:

C30/37 – XC3 – 24 – S2 – MSZ 4798-1: 2004





Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 2. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből vasbeton keretszerkezet épül (környezeti osztály: XC3), névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és a konzisztencia megnevezése tájékozttó jelleggel – ha a szerkezettervezés idején konzisztncia mérési módszere nem ismert, - „Képlékeny”, a következő:

C30/37 – XC3 – 24 – „Képlékeny” – MSZ 4798-1: 2004





Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 3. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú, légbuborékképző adalékszerrel gyártott betonnak a jele, amelyből fagy és sózás hatásának kitett vasbeton híd pályaszegélye készül (környezeti osztály: XF4), névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 32 mm, konzisztenciája képlékeny és a terülési mértéke 420 – 480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, a következő:

C30/37 – XF4 – 32 – F3 – MSZ 4798-1: 2004 C30/37 – XF4 – 32 – F3 (420 – 480 mm) – MSZ 4798-1: 2004





Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 4. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C40/50 nyomószilárdsági osztályú, kopásálló, légbuborékképző adalékszer nélkül gyártott bazaltbetonnak a jele, amelyből koptatóhatásnak és fagy és sózás hatásának kitett beton térburkolat készül (környezeti osztály: XK3(H) és XF4(H)), a névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 32 mm, konzisztenciája képlékeny és a terülési mértéke 420 – 480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, a következő:

C40/50 – bazalt zúzottkővel – XK3(H)-XF4(H) – 32 – F3 – MSZ 4798-1: 2004 C40/50 – bazalt zúzottkővel – XK3(H)-XF4(H) – 32 – F3 (450±30 mm) – MSZ 4798-1: 2004





Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 5. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 99 old.) Annak az LC12/13 nyomószilárdsági osztályú könnyűbetonnak jele amelynek a testsűrűsége szilárd állapotban 1600-1800 kg/m3 közé esik, adalékanyaga duzzasztott agyagkavics, és amelyből könnyűbeton belső teherhordó fal készül (környezeti osztály: X0b(H)), a névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 16 mm, konzisztenciája a kissé képlékeny és képlékeny határán van, konzisztenciosztályának jele a tömörítési mérték jelével kifejezve C2, a következő:

LC12/13 – rLC 1,8 – duzzasztott agyagkaviccsal – X0b(H) – 16 – C2 – MSZ 4798-1: 2004 LC12/13 – rLC 1,8 – duzzasztott agyagkaviccsal – X0b(H) – 16 – C2 (1,25-1,11) – MSZ 4798-1: 2004 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 6. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 99 old.) Annak a C40/50 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből esőtől védett helyen álló feszített vasbeton gerenda készül (környezeti osztály: XC3), a névleges legnagyobb szemnagysága Dmax = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és terülési mértéke 420-480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, megengedett kloridtartalma a cement tömegszázalékában kifejezve 0,10 tömegszázalék, CEM 52,5 szilárdsági osztályú portlandcementtel készült, használati élettartama 100 év, a következő: C40/50 – XC3 – 24 – F3 – Cl 0,10 – CEM 52,5 – 100 év – MSZ 4798-1: 2004

C40/50 – XC3 – 24 – F3 (450 ± 30 mm) – Cl 0,10 – CEM 52,5 – 100 év – MSZ 4798-1: 2004 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Corrosion protection of steel reinforcement Betonacélok korrózió elleni védelme A betonacélok korrózió elleni védelme függ a betontakarást alkotó beton (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : -

tömörségétől, minőségétől, a betontakarás vastagságától repedezettségi állapottól.

A korrózióvédelmet biztosító betonfedés térfogatsúlya és megfelelő minősége elérhető (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - a víz/cement (w/c) tényező maximális értékének korlátozásával - a betonban alkalmazott minimális cementfelhasználás biztosításával - a minimális beton szilárdsági osztály alkalmazásával







Betontechnológiai tervezés!!!








Szerkezettervezés!!!






Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Relatively low price Viszonylag olcsó

S235 IPE 400 ~ 20.000. - Ft / fm

C20/25 40/40 ~ 15.000. - Ft / fm

C20/25 30/55 ~ 12.000. - Ft / fm

100% 75% 60% A számítás csak az egyes szerkezetekben lévő anyagok árait tartalmazza!





Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Stiffness Merevség

S235 IPE 400

C20/25 40/40

C20/25 30/55

EI ~ 480×106 kNcm2

EI ~ 4300×106 kNcm2

EI ~ 8300×106 kNcm2

EI Rugalmas állapot!

9 EI Repedésmentes állapot!

17 EI Repedésmentes állapot!





Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Fire resistance Tűzállóság

Tűzkárosodott acélszerkezet Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

Tűzkárosodott vasbetonszerkezet Dr. Kovács Imre PhD © Minden jog fenntartva!!!



Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Low operating or service cost Alacsony fenntartási költség Easy to get and to transport the components Hozzáférhető, könnyebben szállítható összetevők





Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei

Free shape! Formai szabadság!





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Low tensile strength of concrete A beton alacsony húzó szilárdsága

sc fc

fct Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

ec Dr. Kovács Imre PhD © Minden jog fenntartva!!!



Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Necessity of formwork (cast in place and prefabrication) Monolit és előre gyártás esetében is szükséges zsaluzás





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai High density of concrete Nagy térfogatsúly

C20/25 40/40

C20/25 30/55

~ 67 - kg / fm

~ 400 - kg / fm

~ 400 - kg / fm

1e

6e

6e

S235 IPE 400





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Low relative strength Alacsony fajlagos szilárdság

C20/25 40/40

S235 IPE 400

f yk  235 N/mm

2

fck  20 N/mm

C20/25 30/55

2

fck  20 N/mm

2

fctm  2,2 N/mm 2 fctm  2,2 N/mm 2 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék




Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás T [idő, time]

Q T=0 rugalmas

e [lehajlás, deflection]





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás T [idő, time]

Q

T=

T=0

∞

rugalmas kúszás

teljes

e [lehajlás, deflection]





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: shrinkage Lassú alakváltozás: zsugorodás





Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Difficult to change the form of ready structure Bonyolult utólagos alakíthatóság





Why we can use reinforced concrete structures? Miért alkalmazhatunk vasbeton szerkezeteket? Linear coefficient of thermal expansion for concrete and for the steel bars are the same!!! A beton és a betonacél hőtágulási együtthatója azonos!!!





Why do reinforced concrete structures ”work”? Mi biztosítja a vasbeton szerkezeteket ”működését”? Bond between steel bars and concrete!!! A beton és a betonacél közötti tapadás!!!





Reinforced Concrete Structures I.

IV.

Vasbetonszerkezetek I. - Kitéti (környezeti) osztályok, betonfedés, beton jelölése -

Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár

E-mail: [email protected] Mobil: 06-30-743-68-65 Iroda: 06-52-415-155 / 77764 WEB:

Köszönöm a figyelmet! Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

www.epito.eng.unideb.hu Dr. Kovács Imre PhD © Minden jog fenntartva!!!

Vasbetonszerkezetek I. IV

Recommend Documents