HRC-produkter og NS-EN (Eurokode 2)

Transkript

1 HRC-produkter og NS-EN (Eurokode 2) HRC-produkter: T-hodet armering (HRC 100 Serie) T-hoder er en metode for å forankre armeringsstenger. HRC T-hodet armering forankrer armeringens fulle reelle bruddstyrke kun i hodet. Det er plass- og materialbesparende, sammenlignet med forankring med forankringslengde, bøy eller krok. I tillegg er armeringsstenger med T-hode lettere å håndtere enn bøyde stenger eller stenger med krok. T-hodet armering er dermed et bidrag til rasjonell armering. En mulighet som åpner seg ved bruk av T-hodet armering er å erstatte flere stenger med få stenger av større diameter. På denne måten blir tett armerte områder avlastet. Det fører til kortere arbeidstid for plassering av armeringen, mer nøyaktig utførelse og bedret støpelighet. God støpelighet har positiv innflytelse på bestandigheten av konstruksjonen. Armeringskoblinger (HRC 400 Serie) Armeringskoblinger av HRC 400 Serien overfører armeringsstålets fulle reelle bruddkapasitet. Med dette menes at koblingen ikke er en svekkelse av armeringen, og armeringsstålets fulle duktilitet (styrke og tøyning) kan utnyttes. Samtidig har HRC 400 koblingene veldig lave slippverdier (blivende deformasjon etter belastning). Den høye styrken og de lave slippverdiene gjør det uproblematisk å skjøte alle armeringsjern i et snitt. HRC 400 Serie armeringskoblinger har grove koniske gjenger, som er robuste og lett å montere. Diagrammet til høyre viser hvordan en armeringskobling med utilstrekkelig kapasitet forhindrer utnyttelsen av armeringsstålets fulle duktilitet (dvs. styrke og tøyning): For de fleste produksjonsseriene (stålheat) av armeringsstål vil de reelle spennings- og tøyningsegenskapene overstige minimumskravene gitt i standardene (som nominell flytespenning - f y,nom eller f y,spec - og tøyning ved maksimal last - A gt,nom ). Hvis foreskrevet kapasitet til koblingen (i eksemplet satt til f u,nom ) er for lav, kan den beskrevne styrken oppnås, men den utnyttbare tøyningen vil reduseres betraktelig. Det reduserer konstruksjonens robusthet og er skadelig hvis dimensjonering forutsetter bruk av armeringsstålets duktilitet. 1

2 Kommentarer til noen avsnitt i standard NS-EN : Betong med forhindret tverrutvidelse... Treaksial trykkspenningstilstand kan oppnås med tilstrekkelig med lukkede bøyler eller kroker som kan nå plastisk tilstand på grunn av betongens utvidelse i tverretning. Som diagrammet til høyre illustrerer har betong med forhindret tverrutvidelse øket trykkstyrke (1), tåler større trykkdeformasjon (2) og et oppstående brudd vil være mer duktilt (3), dvs. vil ikke være et plutselig inntreffende, sprøtt brudd. Effekten av armeringen som skal forhindre tverrutvidelsen er avhengig av dens stivhet som system, dvs. både stivhet av stangen (som kan justeres med diameteren) og stivheten av forankringen i endene. HRC T-hodene er dimensjonert slik at armeringens fulle bruddstyrke forankres uten knusing av betong under hodeplatene i betong B30 eller bedre. I motsetning til det vil forankring med en krok føre til noe knusing av betongen i bøyen pga. stort kontakttrykk. En forankring med T-hode er dermed stivere enn med krok. Forhindringseffekten blir derfor virksom med en gang betongen begynner å utvide seg i tverretning. Bruk av T-hodet armering for forhindring av tverrutvidelsen har også en del praktiske fordeler: T-hodet armering er lett og tidsbesparende å montere og armeringsdiameter kan tilpasses det reelle behovet, fordi stengene ikke må bøyes. Resultatet er en ryddig armeringsføring, med forbedret støpelighet som følge. Anvendelsesområder er f. eks. ved forankring av spennarmering, i søyler og avstivende vegger. T-hodet armering ved forankring av spennarmering og i avstivende vegg 2

3 6.5 Dimensjonering med stavmodeller Strekkstaver (2) Armeringen må være tilstrekkelig forankret i knutepunktene. HRC T-hoder forankrer armeringens bruddkapasitet kun i hodet. Det gir en plassbesparende og sikker forankring i et punkt og en god overensstemmelse mellom stavmodellen og realiteten. Dessuten unngås bøy eller krok, som betyr mindre armeringsstål og større fleksibilitet i valget av armeringsdiameter (det er ikke krav til bøyeradius som dikterer valg av armeringsdiameter). Forskjellige forankringslengder ved bruk av rett armering standard bøy og T-hode Fagverksmodeller og bruk av T-hodet armering ved utførelse Konsollarmering Vegg-/rammehjørne (legg merke til mindre T-hode stenger, som sørger for forhindret tverrutvidelse) 3

4 8.4 Forankring av lengdearmering Generelt (5) Der det brukes mekaniske forankringsenheter, bør disse være prøvd i overensstemmelse med den aktuelle produktstandarden eller en europeisk teknisk godkjenning. HRC 100 Serien har en europeisk teknisk godkjenning (ETA -08/0035) og er CE-merket. Forankring av veggarmering i en plate, armert f. eks. med rullarmering (T-hodet armering monteres da etter at armering på over- og undersiden er rullet ut). ETA for HRC 100 Serien T-hodet armering som momenttillegg i en plate: ingen forankringslengde nødvendig 4

5 8.7.3 Omfaringslengde Det er blitt ganske kompleks å regne på omfaringslengder. I tillegg stilles det krav til en systematisk forskyvning av skjøten for å unngå å bli straffet med øket omfaringslengde (faktor α 6 ). Resultatet er at man enten må bruke mer materiale (lengre omfaringslengde) for å kunne skjøte alle stenger i et snitt eller beskrive mange armeringsposisjoner for å sikre forskyvningen av skjøten. Sistnevnte vil gi større krav til logistikk på anlegget og en mulig økning i montasjetid. Størst er utslaget på store armeringsdiameter. HRC armeringskoblinger overfører armeringsstengenes fulle bruddkapasitet og har veldig lite slipp. Alle jern kan dermed skjøtes i et snitt og man unngår både omfaringslengder og mange posisjoner som må håndteres, dvs. man oppnår besparelser i materiale og tid. Skjøting av armering etter NS EN for å unngå øket omfaringslengde Alternativ med armeringskoblinger Tverrarmering for armeringsstenger i strekk (3) Hvis mer enn 50% av armeringen skjøtes i ett snitt og avstanden a mellom tilgrensende omfaringskjøter i et snitt er 10ø (se figur 8.7), bør tverrarmeringen bestå av bøyler eller u-stenger forankret inn i tverrsnittet. For å slippe den nevnte ekstra tverrarmeringen, må armeringsskjøten forskyves betraktelig og de skjøtte stenger må ikke ligge for tett. Dette medfører flere posisjoner på bøyelisten, øket krav til logistikk og merarbeid på anlegget. Uansett kan det være vanskelig å unngå, for eksempel i drager. HRC armeringskoblinger overfører armeringsstålets fulle reelle bruddkapasitet og har veldig lite slipp. Alle jern kan dermed skjøtes i et snitt og man unngår både omfaringslengder og ekstra tverrarmering. Dette sparer både materiale og montasjetid. 5

6 8.8 Tilleggsregler for stenger med stor diameter (3) Slike stenger bør forankres med mekaniske forankringsenheter. (4) Vanligvis bør stenger med stor diameter ikke skjøtes med omfaringsskjøt Forankring og skjøting av stenger med stor diameter krever stor plass og mye materiale, pga. lange forankrings- og omfaringslengder og store bøyeradier. Dette gjelder ikke bare for det som er stor diameter i henhold til standarden, men all armering med større diameter. HRC T-hoder og - koblinger forankrer og skjøter armeringsstenger sikkert, uavhengig av diameteren. Dette fører til mulig reduksjon i konstruksjonens geometri og sparer materiale. Dessuten er rette stenger (med T- hode) vesentlig lettere å transportere og håndtere på byggeplassen, sammenlignet med bøyde jern. I det høyre bilde er armeringen redusert med 26%, kun med å erstatte den bøyde hovedarmeringen med T-hode stenger. Ressurskrevende og tungvindt håndtering av en lang, bøyd stang Rammehjørne med T-hodet armering 6

7 9.2 Bjelker Skjærarmering (2) Skjærarmering kan bestå av en kombinasjon av følgende: bøyler; kurver, stiger osv. som er støpt inn uten å omslutte lengdearmeringen, men som er tilstrekkelig forankret i trykk- og strekksonene. (4) Minst β 3 av den nødvendige skjærarmeringen bør være i form av bøyler. NA (4) Faktoren β 3 settes lik 0,5. Den delen av skjærarmering som utgjøres av bøyler skal imidlertid ikke være mindre enn ρ w,min bestemt av uttrykket (NA.9.5N). Denne formuleringen betyr at det må legges inn en grunnarmering i form av bøyler tilsvarende 50% av nødvendig skjærarmering og i alle fall minimums-skjærarmeringen. Dette kan forenkles med bøyler som har konstant stangdiameter og senteravstand. Deretter kan det fylles på med T-hodet skjærarmering for å dekke opp til det fulle, reelle armeringsbehovet. T-hodet skjærarmering legges etter at langsgående armering er montert. T-hodene sikrer en fullstendig forankring i begge endene. T-hodet skjærarmering som alternativ til bøyler gir stor fleksibilitet i valget av stangdiameter, fordi stangen ikke må bøyes. Dermed er det mulig å oppnå store armeringsprosenter uten for stor armeringstetthet (få store diameter istedenfor mange små). Dette kan være av spesiell interesse ved store tverrkrefter, som ved opplegg eller ved løftepunkter. T-hodet skjærarmering er enkel og rask å legge og lett å kontrollere. Det sparer materiale og arbeidstid. T-hodet skjærarmering kan festes med binding eller sveising. Den nye utførelsesstandarden NS-EN tillater prinsipielt festing av armering med heftsveis. Unntak kan for eksempel være konstruksjoner med utmattingspåkjenning. Dette må i så fall angis spesielt. T-hodet skjærarmering Ø32mm i en bjelke Binding av T-hodet armering 7

8 Skjærarmering i plater Sammenlignet med bjelker er det i plater ingen bøylearmering som omslutter hele elementet. Skjærarmeringen i plater er enkeltstående enheter med en viss innbyrdes avstand, som må være fullt forankret i begge ender. I følge fagverksmodellen må kraftoverføringen fra de diagonale trykkstavene til horisontal- og vertikalkomponentene finne sted i et (knute)punkt. Fordi et slikt knutepunkt ikke gir nok rom for forankringslengden vil den langsgående armeringen utsettes for en vertikal kraftkomponent som prøver å presse stangen utover. For å forhindre det, skal vertikalarmeringen omslutte lengearmeringen. T-hodet skjærarmering er fullt forankret i knutepunktet. Dermed vil den kunne ta opp den fulle vertikale kraftkomponenten i knutepunktet. Den langsgående armeringen utsettes ikke for noe vertikale krefter og må ikke holdes tilbake av en krok. Derfor må T-hodet skjærarmering ikke omslutte den langsgående armeringen. T-hodet skjærarmering er et alternativ spesielt for tykke plater og fundamenter og fører til en betraktelig reduksjon i antall armeringsenheter, som må plasseres. Fagverksmodell med T-hodet skjærarmering Skjærarmering med krok og T-hode som alternativ til armering med to T-hoder Enkel montasje av T-hodet skjærarmering i en plate 8