B19 FORANKRING AV STÅL

Transkript

1 Av tellen kn mn lese følgende: Betongkpsiteten for strekk er lltid mindre enn stålets kpsitet. Betongkpsiteten for vskjæring er større enn stålets kpsitet med minimum fsthetsklsse B30. Imidlertid kn denne etongkpsiteten li vesentlig redusert på grunn v kntvstnder og sentervstnder se \22\. Forindelsen kn prinsipielt regnes etter punkt for strekk (epoxy i orede hull), se smmenligningen på slutten v punkt Betongens kpsitet for vskjæring kn tilnærmet regnes etter punkt : V 0 Rd,c = 1,5 2 nom f cd f sd2 Husk t i tell B er det forutstt K5.8 og γ c = 1,8. Stålkpsitetene til K4.8 og K8.8 finnes i tellene B og B Interksjon Aneflingene i punkt 19.6 kn følges. Ankertypene som er omtlt i punkt 19.10, vil nesten lltid egrenses v etongrudd. Interksjonsformelen for strekk pluss skjær lir d: n 1,5 + v 1,5 1,0, som er i tråd med neflingene i \22\ FORANKRING AV ARMERING I denne smmenhengen etyr «rmering» kmstål B500NC som støpes inn i elementer eller støpes inn i fuger på yggeplss. Sveising eller liming v kmstål ehndles i egne punkter og Det finnes også mnge spesifikke fornkringsteller for ktuelle knutepunkter i Bind C Strekkfornkring v kmstål Grunnlget finnes i EC2-1-1 og er ereidet videre i punkt her. Dimensjonerende heftfsthet f d Med γ c = 1,5 får mn f d = 1,275 f ctk,0,05 Med γ c = 1,8 får mn f d = 1,0625 f ctk,0,05 Største nødvendig fornkringslengde:,rqd = / (π f d ) Nødvendig fornkringslengde kn reduseres etter kontroll v fktorene α 1 til α 5 i tell B Nødvendig fornkringslengde: = [N Rd (α 1 α 3 α 4 α 5 )] / (π f d ) = N Rd / [π f d / (α 1 α 3 α 4 α 5 )] Strekkfornkring v rette stenger Aktuelle korreksjonsfktorer er: Betongoverdekning = 1 0,15 (R / 1,5) der R = s / 2 i henhold til figur B Tverrrmering som ikke er sveiset til hovedrmeringen: α 3 = 1 K λ Smlet korreksjon produktet v α = α 3 skl være i området 0,7 1,0. Effekten v tverrrmering (α 3 ) med hensyn til splterudd er vesentlig mindre enn effekten v kntvstnd og sentervstnd ( ). 310

2 Følgende teller er derfor stt opp for ulike verdier v og uten virkning v tverrrmering (α 3 = 1,0). I Bind C finnes det en del teller med ktuelle kominsjoner v og α 3. Henviser også til tell B for 25 og 30. Tell B Fornkring v rmering B500NC med vrierende knt- og sentervstnder. Forutsetninger Stål: B500NC: f yd = 500 / 1,15 = 435 MP Betong: Urmert Heftrudd: f d Korreksjonsfktor for kntvstnd () og sentervstnd (s): =1 0,15 [(R / ) 1,5] 0,7 og 1,0 der R = eller s / 2 = 0,25 (f yd / f d ), det vil si /=0,25 f yd / f d Fsthetsklsse B25 B30 B35 B45 B55 γ c 1,8 1,5 1,5 1,5 1,5 f d (MP) 1,913 2,550 2,805 3,443 3,825 s / 1,5 3 1,0 56,85 42,65 38,77 3 1,59 28, ,925 52,58 39,45 35,86 29,22 26,30 2,5 5 0,85 48,32 36,25 32,95 26,85 24, ,775 44,06 33,05 30,05 24,48 22,03 3,5 7 0,70 39,79 29,85 27,14 22,11 19,90 Tell B Fornkring v rmering B500NC med ktuelle knt- og sentervstnder. Nødvendig fornkringslengde. Forutsetninger: Stål: B500NC f yd = 500 / 1,15 = 435 MP = f yd As Betong: Urmert Heftrudd: f d Korreksjonsfktor for kntvstnd () og sentervstnd (s) = 1 0,15 [(R /) 1,5] 0,7 og 1,0 der R = eller s / 2 = ( ) / (π f d ) (kn) s Fsthetsklsse B25 B30 B35 B45 B55 γ c 1,8 1,5 1,5 1,5 1,5 f d (N/mm 2 ) 1,913 2,550 2,805 3,443 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , Av tellen kn mn lese følgende: Rette stenger 8, 10, 12 og 16 vil nesten lltid h store nok kntvstnder til å unngå splterudd uten tverrrmering, og trenger derfor re minste nødvendige fornkringslengde. Det smme gjelder 20 for 70 mm, 25 med 88 mm, 32 med 112 mm. 311

3 Strekkfornkring i trnge utstøpte fuger Fornkring ved utstøping i trnge fuger inneærer forhold som er såpss vnskelige å kontrollere t det nefles å øke fornkringslengden til det doelte, dette er formulert som mterilkoeffisient γ c = 3,6 (se punkt 2.1). Med trnge fuger menes i denne smmenheng fugeredder på c. 25 til 70 mm, se figur B 19.85, der innstøpte rmeringsstenger skl overføre de nødvendige strekkrefter mellom de forskjellige elementene. Tellene regner med fsthetsklsse B25 for slike reider. Tell B viser fornkringslengden v enkle stenger og v unter med 2 stenger. Det nefles ikke å ruke større unter. Minste nominelle fugeredde i det nivå der rmeringen ligger: = 2, men ikke mindre enn 25 mm. [fi ulletin 43 \7\] NS-EN 1168 \24\ ngir d g. Det nts t normle forhold vil gjelde dersom fugeredden er over 5. Neglisjeres 2 25 mm Det nefles derfor å enytte: Kolonne for γ c = 3,6 når = 2 Kolonne for γ c = 1,8 når = 5 For mellomliggende verdier interpoleres rettlinjet. Dette forutsetter t rengjøring v fuger, utstøping, herdeforløp og kontroll utføres omhyggelig og i henhold til gjeldende forskrifter. Dersom det er vnskelig å tilfredsstille krvene til fugeredde eller til utstøpingen, nefles det å vurdere ndre løsninger, for eksempel omfringsskjøt med sveising se neste kpittel. Figur B Fornkring i trnge fuger. Tell B Strekkfornkring v rmering i trnge fuger. Nødvendig fornkringslengde. Forutsetninger: Stål: B500NC: f yd = 500 / 1,15 = 435 M P, = f yd A s Betong: Urmert Heftrudd: f d Korreksjonsfktor for kntvstnd 3,5 n ; det vil si = 0,7 = ( 0,7) / (π n f d ) der n = for enkle stenger n = 2 for to stenger Enkle stenger Bunt med to stenger Fsthetsklsse B25 B25 γ c 1,8 3,6 1,8 3,6 f d (MP) 1,913 0,956 1,913 0,956 (kn) , , , , , , n (kn) Redusert fornkringslengde ved hjelp v øyning Hovedrmering Det henvises til EC2-1-1 punkt 8.3 og 8.4 smt punkt her. Fornkringslengden ngitt for rette stenger kn reduseres ytterligere med fktoren α 1. Når R = s / 2 = 3,5, kn mn sette α 1 = 0,7. Dette kommer i tillegg til fktorene α 3 α 5 0,7 og eventuelt α 4 0,7. Dersom R < 3,5, settes α 1 = 1,0. Dette er et sprng som virker lite logisk. 312

4 5 ) Vinkel 90 ld ) U-øyle Strt v fornkringsehov Figur B Fornkringslengde ved øying. N N N Fornkringslengden måles lngs stngens senterlinje rundt øyen se figur B Fornkringslengden under visse forutsetninger (α 1 = 0,7 og = 0,7) finnes i tell B Dersom R < 3,5 lir α 1 = 1,0, og mn må ruke tllene i tell B Tell B Fornkring v øyd rmering B500NC i henhold til figur B Forutsetninger: Stål: B500NC f yd = 500 / 1,15 = 435 MP = f yd A s Betong: Urmert Heftrudd: f d Korreksjonsfktor for øying α 1 = 0,7 når R = eller s / 2 3,5 Korreksjonsfktor for kntvstnd () og sentervstnd (s) = 1 0,15 [(R / ) 1,5] 0,7 og 1,0 der R = eller s / 2 = ( α 1 ) / (π f d ) (kn) s Fsthetsklsse B30 B35 B45 B55 γ c 1,5 1,5 1,5 1,5 f d (N/mm 2 ) 2,550 2,805 3,443 3,825 α ,7 0, ,7 0, ,7 0, ,7 0, ,7 0, ,7 0, ,7 0, Minste dordimeter m,min for å unngå skde på rmeringen er vist i tell B m,min Tverrstng ) Dordimeter med tverrstng m m,min Tell B Minste dordimeter for å unngå skde på rmering. B500NC i henhold til NS 3576 [EC2-1-1, tell NA.8.1N.c] Stng min 2,5 2,5 2,7 3, m,min ) Dordimeter uten tverrstng Figur B Dordimeter m. Illustrsjon til tell B og tell B m Minste dordimeter m for å unngå rudd i etongen, kn settes lik m,min dersom det settes inn en tverrstng i øyen som vist i figur B ), eller t stngen ikke går mer enn 5 fori slutten v øyen. Minste dordimeter m for øvrig estemmes v uttrykket m = F t [1 / + 1 / (2 )] der = R = s / 2 og F t er dimensjonerende strekkrft i stngen ved egynnelsen v øyen. Hvis = R = 1,5 (α 1 = = 1,0): [1 / + 1 / (2 )] = [1 / (1,5 ) + 1 / (2 )] = 1,17 / Hvis = R = 3,5 (α 1 = = 0,7): [1 / + 1 / (2 )] = [1 / (3,5 ) + 1 / (2 )] = 0,79 / 313

5 l B19 FORANKRING AV STÅL Dersom mn oppgir F t i forhold til = f yd A s (der f yd = 500 / 1,15 = 435 MP) får mn krv til m som vist i tell B Hvis for eksempel R = 1,5, får vi m = [(f yd π 2 / 4) ] 117 / = 0,92 f yd Tell B Minste dordimeter m uten tverrstng i øyen (figur B ) for B500N Fsthetsklsse B30 B35 B45 B55 (γ c = 1,5) f cd 17,0 19,8 25,5 31,2 = 1,5 og F t = m = 0,92 f yd = 3,5 og F t = m = 0,62 f yd = 3,5 og F t = 0,5 m = 0,31 f yd Minste dordimeter m for stenger i oppleggsområder med tverrtrykk (jelkeender, konsoller etc) er ehndlet i neste punkt B Bøylekroker Se EC2-1-1, punktene 8.3, 8.5, og Bøyler i jelker og lignende konstruksjonselementer som hovedskelig skl dimensjoneres for strekkrefter fr skjærkrft og torsjon fornkres ved ruk v kroker som går rundt en lngsgående stng v minst smme dimensjon, se figur B l m 2 m 2 10 > 70 mm m 2 m 2 m 2 l 5 > 50 mm m 5 > 50 mm 2 Figur B Fornkring med rmeringskrok. m ) 90 krok ) 135 krok c) 180 krok d) "Kleshenger" Dordimeter m,min for B500NC er vist i tell B Ved å ruke disse dordimetrene m,min får mn følgende kroklengder: Tell B Kroklengder for øyler i henhold til figur B Stng Forenklet Dordimeter m,min formel 90 krok l = + ( m / 2) + 10 ( 70) l ~ krok l = + ( m / 2) + 5 ( 50) l ~ krok l = + ( m / 2) + 5 ( 50) l ~ 8 Bøyler v glttstål er ktuelle der de ikke overfører noen eregningsmessig krft. Eksempler er øyler i små søyler og øyler rundt gurtermering i jelker med I-tverrsnitt («kleshengere»). Stndrden kn ikke uten videre nvendes for slike øyler, men det nts t det vil være tilfredsstille å utføre øylene med endekroker med c. 90 øy i hver ende, se figur B d. 314

6 Strekkfornkring v rmering i oppleggssoner Aktuelle oppleggssoner er søyletopp, konsoll og jelkeende med eller uten vtrppet ende (neseopplegg). Anvisningene i dette punktet og detljnvisningene om søyletopp, konsoll og jelkeende med og uten vtrpping i Bind C, del 2 ygger på forsøk med strekkforindelser, på omfttende prktisk erfring i flere lnd, og etongelementhåndøker i USA, Cnd, Sverige og Finlnd. De tilfredsstiller imidlertid ikke lle krvene til generell dimensjonering ved eregning etter EC Grunnen til dette er t EC2-1-1 gir regler som psser for plsstøpte konstruksjoner generelt og er nokså forsiktig i vurdering v soner med høye trykkspenninger på tvers, slik det vil være i oppleggssoner. Erfring viser t med elementkonstruksjoner er risikoen for skder i form v kntvskllinger etydelig dersom utformingen er uheldig. Dette er meget viktig, men er et detljeringsprolem og ehndles i Bind C, del 2. Dimensjoneringen v slike soner viser et ehov for horisontl strekkrmering som kn li meget stort. Plsseringen og fornkringen v denne rmeringsmengden er vnligvis hovedprolemet. Det er dette som ehndles i det følgende. Følgende forhold mellom dimeterne på hovedstng og vertiklstng 1 er vnlig (se figurene B og B 19.90) Armeringen kn være fornkret etter tre forskjellige modeller. 1. Stngen øyes med krumning som ikke gir større spenningskomponenter i etongen enn t etongen kn t opp disse. Stngen forndrer retning for å føre krften til et område hvor den kn ts opp. Krftoverføring ved heft. 2. Stngen øyes med meget sterk krumning smtidig som det rmeres krftig i øyen. Krftoverføringen er for det vesentligste ved fltetrykk mot etongen i øyen. 3. Stngen forsynes med en eller nnen form for fornkring, vnligvis sveiset eller skrudd til stngenden. Krftoverføringen er for det vesentligste ved fltetrykk mot etongen, men friksjon kn også spille en etydelig rolle. Utnyttelse v modell 1 krever etter EC2-1-1 svært store øyedimetre se tell B Erfring viser t for oppleggssoner kn det tilltes etydelig sterkere krumning (smmenliknet med EC2-1-1) for små stngdimensjoner og høye etongfstheter. 1 Helsveises (sveisens rel = stngens rel) 1 1 ) Enkeltstng mot enden ) Kryssende enkeltstng c) Fornkring med to stenger Korrekt Figur B Fornkring ved sveising v tverrstenger. 1 1 Uheldig d) Plte og tverrstenger 315

7 Modell 2 er øyleprinsippet se figur B I modell 3 kn fornkringen være plte, vinkel eller nnet profilstål, eller det kn være nnen rmering. Fornkring v grove stenger ved hjelp v fstsveiset rmeringsstng er særlig kjent fr USA. Figur B viser noen lterntiver. Det er vnskelig å få nok sveiserel i fuger som vist i ), lterntiv ) er enklere å utføre. I lterntiv c) skl egge tverrstengene sveises til hovedstngen. I lterntiv d) med plte og tverrstenger skl som ntydet hovedstngen føres så lngt frem som mulig. Armeringene kn dnne utpreget horisontle eller vertikle enheter. For den prktiske ruken er det derfor nturlig å se på vrintene vist i figur B Med disse rmeringstypene lr det seg gjøre å ygge opp rsjonelle og funksjonelle rmeringskurver for vnlige opplegg se ind C. 8, 10, 12 8, 10, 12 Figur B Aktuelle rmeringsformer ved opplegg. Sveises Sveises 16, 20, 25 16, 20, 25 1 ) Horisontlt rmeringspln ) Vertiklt rmeringspln Sentervstnd For å ivret utstøpningsforholdene kreves normlt en viss sentervstnd mellom stengene = s s min = + d g + 5 > 3 > + 20 [EC2-1-1, punkt NA 8.2] Med mksimum tilslgsstørrelse d g = 20 mm fører dette til minimumsvstnder i henhold til tell B Tell B Minimum sentervstnder mellom rmeringsstenger i henhold til EC s min Av hensyn til fornkringen kreves normlt s 3 se punkt her. Fordi krftoverføringen til etongen for grove dimensjoner (16, 20, 25) etter disse nvisningene normlt vil være ved endefornkring og fltetrykk i etongen, tilltes tettere plssering enn krvet s 3 for de største dimensjonene. Erfring viser t utstøping v oppleggsområder lir tilfredsstillende dersom neflingene til rmeringsmodeller i Bind C, del 2 følges. 316

8 Det nefles å enytte minimumsvstnder i henhold til tell B Tell B Aneflte minimum sentervstnder mellom rmeringsstenger s min Bøying Bøyler med tverrstng i øyen kn øyes med den minste øyedor EC2-1-1 setter for øyler i henhold til tell B og gjenttt i tell B Tell B Dordimeter for øyler med tverrstng i øyen m,nin Stenger med dimensjon 8, 10 og 12 mm (og 16) kn øyes med øyedor etter tell B uten tverrstng i øyen ( m 5 ). Tell B Dordimeter for øyler uten tverrstng i øyen (16) m (80) Dette er ikke i henhold til EC2-1-1, men nses som dokumentert gjennom prksis i ndre lnd. Hvordn disse nvisningene rukes i dimensjoneringen vises i Bind C, del 2. For prktisk ruk etyr dette t rmeringsstenger 8, 10 og 12 kn fornkres ved øying (og 16 i nviste konstruksjonsdetljer i Bind C). Grovere stenger fornkres ved sveising. Oppleggslengde Det er videre godt dokumentert t full fornkring oppnås og gir en tilfredsstillende oppleggskonstruksjon med rutto oppleggslengde l oppl i henhold til tellene B og B Med rutto oppleggslengde menes vstnden fr forknt v opplegg til enden på elementet pluss endefuge, se figur B Tell B Minimum rutto oppleggslengde med tynne stenger fornkret ved øying eller sveising l oppl Tell B Minimum rutto oppleggslengde med grove stenger fornkret ved øying eller sveising l oppl Det kn gjøres eregninger v heftkpsitet, friksjon mellom eventuell stålplte og etong og utrivning v stenger med endefornkringer i kominsjon med heft etc. Her fstslås det gnske enkelt t dersom oppleggsrmeringen utføres i henhold til egrensningene over er fornkringen ivrettt. 317

9 Dersom ruk v disse stndrdnvisningene gir for liten dimensjonerende kpsitet skl etongdimensjonene økes. Deler v denne nvisningen kn ikke uten videre overføres til større eller mer påkjente konstruksjoner eller til plsstøpte konstruksjoner. Anvisningene her krever kortere opplegg enn de fleste ndre nvisninger. Det er ikke noen uetinget fordel å øke oppleggets lengde. Påkjenningene vil nemlig øke smtidig, som mn lett ser i det meget vnlige tilfellet med konsoll og innfelt jelkeopplegg, dermed øker krften som skl fornkres og ntgelig også rissvidden. Usikkerheten i hvor oppleggslsten ngriper kn også øke med økende lengde. De oppleggslengder som nefles her og i Bind C, del 2 hr gitt gode resultter under svært vrierende etingelser. Det forutsettes nturligvis t mn følger nvisningene om kontroll v mellomlegg og kntvstnder i punkt 17.4 og kpittel B 18, smt Bind C, del 2. Armeringsstenger med endeplter Stenger med stor dimeter kn med fordel fornkres med påsveiste stålplter i enden. [EC2-1-1, punkt 8.8 (3) Mekniske fornkringsenheter] Slike produkter er nå kommersielt tilgjengelige. Disse ør være prøvet i overensstemmelse med den ktuelle produktstndrden eller en europeisk teknisk godkjenning. [EC2-1-1, punkt (5)] Dimensjoneringen henvises til leverndørens nvisninger, men med øvrige vurderinger i henhold til punktene og her. Figur B Eksempler på rmeringsstenger med endeplter. ) Rektngulær endeplte ) Sirkulær endeplte c) Endeplte i egge ender («T-heded r») d) Konsollrmering med endeplter 318