Pytania pomocnicze - BUD.01

W belce żelbetowej występują przede wszystkim pręty nośne, pręty montażowe oraz strzemiona. Razem tworzą szkielet zbrojeniowy belki.

Pręty rozdzielcze stosuje się głównie w płytach, stropach, ścianach lub fundamentach, gdzie rozdzielają i stabilizują zbrojenie główne. W belkach tę funkcję organizacyjną pełnią przede wszystkim strzemiona i pręty montażowe.

Pręty nośne przenoszą główne siły rozciągające powstające podczas zginania belki. Ich położenie zależy od schematu pracy belki, np. w przęśle zwykle znajdują się przy dolnej krawędzi.

Pręty montażowe pomagają utrzymać właściwy kształt i położenie szkieletu zbrojeniowego. Zwykle nie są głównymi prętami przenoszącymi obciążenia.

Strzemiona przenoszą siły poprzeczne, ograniczają rysy ukośne i spinają pręty podłużne. Utrzymują też zbrojenie w odpowiednim rozstawie podczas betonowania.

Rozstaw strzemion zależy od wartości sił poprzecznych. W pobliżu podpór strzemiona są zwykle rozmieszczone gęściej, ponieważ tam siły ścinające są większe.

Pręty montażowe służą do złożenia i usztywnienia szkieletu zbrojenia, np. w belce. Pręty rozdzielcze rozprowadzają i utrzymują zbrojenie główne w elementach takich jak płyty lub stropy.

Nożyce ręczne stosuje się przy małej ilości stali zbrojeniowej i prętach o niewielkiej średnicy, np. około 10 mm. Są proste w użyciu i nie wymagają zasilania.

Przy niewielkim zakresie robót czas przygotowania i ustawienia maszyny może być większy niż samo cięcie. Narzędzia ręczne są wtedy szybsze i bardziej ekonomiczne.

Nożyce mechaniczne stosuje się przy większej liczbie prętów lub większych średnicach. Pozwalają na szybsze i mniej męczące cięcie stali zbrojeniowej.

Palnik acetylenowy powoduje miejscowe nagrzanie stali, co może pogorszyć jej właściwości. Przy cienkich prętach i małej ilości stali bezpieczniejsze i prostsze są nożyce ręczne.

Przecinarka plazmowa jest urządzeniem specjalistycznym, przeznaczonym głównie do cięcia metali w warunkach warsztatowych. Przy małej ilości prętów jej użycie byłoby nieekonomiczne i zbędne.

Należy używać rękawic ochronnych, okularów i stabilnie ułożyć pręt przed cięciem. Trzeba też uważać na ostre końce prętów oraz możliwość odskoczenia odcinanego fragmentu.

To najmniejsza dopuszczalna średnica łuku po wewnętrznej stronie zagiętego pręta. Jej zachowanie zapobiega pękaniu stali i uszkodzeniu betonu w miejscu zagięcia.

Symbol ϕ oznacza średnicę pręta. Zapis 20ϕ oznacza, że średnica zagięcia powinna być równa co najmniej dwudziestokrotności średnicy pręta.

Pręty żebrowane mają profilowaną powierzchnię, która poprawia przyczepność do betonu, ale przy zginaniu powoduje większe koncentracje naprężeń. Dlatego często wymagają większych promieni lub średnic zagięcia.

Im mniejsza otulina w rejonie zagięcia, tym większe ryzyko zarysowania lub odłupania betonu. Dlatego przy małej otulinie tabela może wymagać większej średnicy zagięcia.

Otulina 20 mm mieści się w najmniejszym przedziale otulenia wskazanym w tabeli, czyli nie przekracza 50 mm. Dla prętów żebrowanych w tym przypadku minimalna wewnętrzna średnica zagięcia wynosi 20ϕ.

Średnica wewnętrzna zagięcia to odległość mierzona przez środek łuku po stronie wewnętrznej zagięcia. Promień gięcia jest połową tej średnicy.

W typowej belce swobodnie podpartej obciążonej z góry zbrojenie główne znajduje się w dolnej strefie przęsła, ponieważ tam występuje rozciąganie. Są to zwykle podłużne pręty o większej średnicy.

Na rysunku dolne pręty podłużne oznaczono jako 1ϕ16, 1ϕ16 oraz 2ϕ16. Razem daje to 4 pręty o średnicy 16 mm, czyli 4ϕ16.

Pręty 2ϕ10 są najczęściej prętami montażowymi lub konstrukcyjnymi. Nie stanowią głównego zbrojenia rozciąganego w przęśle belki swobodnie podpartej.

Strzemiona obejmują przekrój belki i zwykle mają mniejszą średnicę, np. ϕ6. Pręty główne biegną podłużnie wzdłuż belki i przenoszą główne siły rozciągające.

Zapis 4ϕ16 oznacza cztery pręty zbrojeniowe o średnicy 16 mm. Symbol ϕ oznacza średnicę pręta.

Pod obciążeniem belka ugina się w dół, przez co dolna część przęsła jest rozciągana. Stal zbrojeniowa przejmuje te naprężenia rozciągające.

Węzeł zbrojarski martwy to sposób wiązania prętów drutem wiązałkowym, który stabilizuje ich położenie, ale nie jest przeznaczony do przenoszenia sił konstrukcyjnych. Stosuje się go głównie do utrzymania układu zbrojenia podczas montażu i betonowania.

Charakterystyczne jest owinięcie drutu wokół krzyżujących się prętów w sposób zamykający wiązanie, bez typowego skrętu wystającego jak przy niektórych innych węzłach. Na rysunkach egzaminacyjnych często pokazuje się widok z przodu i z tyłu, aby było widać przebieg drutu.

Węzły zbrojarskie służą do łączenia prętów zbrojeniowych w stabilny szkielet. Ich zadaniem jest utrzymanie właściwego rozstawu i położenia prętów do czasu związania betonu.

Nie, wiązanie drutem nie zastępuje pracy zbrojenia ani zakotwienia prętów w betonie. Ma znaczenie montażowe, czyli utrzymuje pręty w odpowiednim miejscu.

Najczęściej stosuje się miękki drut wiązałkowy, który łatwo się skręca i zaciska. Do wiązania używa się m.in. cęgów, klucza zbrojarskiego lub wiązarek.

Nieprawidłowo związane pręty mogą przesunąć się podczas układania i zagęszczania mieszanki betonowej. Może to spowodować zbyt małą otulinę, zmianę rozstawu prętów lub błędne położenie zbrojenia.

Najczęściej widać formę, tuleję lub osłonę obejmującą miejsce styku prętów oraz element związany z procesem spawania. Nie ma charakterystycznego skręconego drutu wiązałkowego.

Wiązanie kluczem zbrojarskim polega na skręceniu drutu wiązałkowego wokół prętów. Spawanie w formie tworzy trwałe połączenie spawane między prętami.

Możliwość spawania zależy od gatunku stali i jej składu chemicznego. Spawanie niewłaściwej stali może osłabić pręt lub spowodować pęknięcia.

Połączenie mechaniczne wykorzystuje złączki, zaciski lub tuleje przenoszące siły przez docisk albo gwint. Połączenie spawane powstaje przez zespolenie metalu w procesie spawania.

Stosuje się je, gdy brakuje miejsca na zakład, gdy pręty mają dużą średnicę lub gdy dokumentacja wymaga określonego sposobu przeniesienia sił w złączu.

Należy chronić oczy i skórę przed łukiem spawalniczym, zabezpieczyć stanowisko przed pożarem oraz używać sprawnego sprzętu spawalniczego. Prace powinny wykonywać osoby z odpowiednimi uprawnieniami.

Po zabetonowaniu zbrojenie staje się niewidoczne i naprawa wadliwego połączenia jest bardzo trudna. Kontrola przed betonowaniem pozwala wykryć błędy montażowe i wykonawcze.

Pierwsza liczba, czyli 16, oznacza wytrzymałość charakterystyczną na ściskanie badaną na próbkach walcowych. Druga liczba, czyli 20, oznacza wytrzymałość charakterystyczną badaną na próbkach sześciennych.

Ponieważ wytrzymałość betonu bada się na dwóch typach próbek: walcowych i sześciennych. Wyniki dla tych próbek różnią się, dlatego podaje się obie wartości.

Wytrzymałość charakterystyczna wynika z badań materiału i służy do określania klasy betonu. Wytrzymałość obliczeniowa jest wartością stosowaną w projektowaniu po uwzględnieniu współczynników bezpieczeństwa.

Do próbek sześciennych odnosi się druga liczba, czyli 25 MPa. Jest to wytrzymałość charakterystyczna na ściskanie.

Klasa C16/20 wskazuje na wytrzymałość betonu na ściskanie. Nie określa bezpośrednio konsystencji mieszanki, mrozoodporności ani wodoszczelności.

Próbki sześcienne mają inny kształt i warunki pracy podczas ściskania niż próbki walcowe. Z tego powodu dla tej samej klasy betonu wartość uzyskana na kostkach jest zwykle wyższa.

Próbka walcowa ma średnicę 150 mm i wysokość 300 mm. Zapisuje się to jako ϕ150; h = 300 mm.

Próbka sześcienna ma bok 150 mm, czyli wymiary 150 × 150 × 150 mm.

fck,cyl oznacza charakterystyczną wytrzymałość betonu na ściskanie określaną na próbce walcowej.

fck,cube oznacza charakterystyczną wytrzymałość betonu na ściskanie określaną na próbce sześciennej.

Najczęściej wytrzymałość charakterystyczną określa się po 28 dniach dojrzewania betonu.

Ponieważ próbka walcowa do tego badania ma wysokość 300 mm, a nie 150 mm. Wysokość 150 mm dotyczy wymiaru boku próbki sześciennej.

Najpierw należy znaleźć wiersz odpowiadający wymaganej klasie betonu i konsystencji mieszanki. Następnie odczytuje się wartość z kolumny „cement [kg]”.

Tabela podaje ilość cementu na 1 m³ betonu. Ponieważ trzeba wykonać 2 m³ betonu, wartość z tabeli należy pomnożyć przez 2.

Dla betonu C12/15 o konsystencji plastycznej tabela podaje 280 kg cementu na 1 m³.

Należy wykonać działanie: 280 kg/m³ × 2 m³ = 560 kg. Potrzebna ilość cementu wynosi 560 kg.

Kluczowe są: klasa betonu, konsystencja mieszanki oraz objętość betonu do wykonania. W tym przypadku są to C12/15, konsystencja plastyczna i 2 m³.

Konsystencja plastyczna oznacza mieszankę dość łatwą do układania i zagęszczania, ale nie nadmiernie płynną. Jest często stosowana w typowych robotach betonowych i żelbetowych.

Najczęstszy błąd to odczytanie wartości dla złej klasy betonu albo złej konsystencji. Drugim częstym błędem jest pozostawienie ilości dla 1 m³ zamiast przeliczenia jej na wymaganą objętość.

Oznacza minimalną normową wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach twardnienia. Dla klasy 42,5 jest to co najmniej 42,5 MPa.

Cement klasy 42,5 powinien po 28 dniach osiągnąć wytrzymałość na ściskanie w zakresie od 42,5 MPa do 62,5 MPa.

Litera N oznacza cement normalnie twardniejący. Dotyczy to tempa narastania wytrzymałości, szczególnie w początkowym okresie twardnienia.

Cement N jest normalnie twardniejący, a cement R szybko twardniejący. Cement R uzyskuje większą wytrzymałość wczesną, np. po 2 dniach.

Normową wytrzymałość cementu na ściskanie określa się po 28 dniach twardnienia.

Wytrzymałość cementu na ściskanie podaje się w megapaskalach, czyli MPa.

Zakres 32,5–52,5 MPa dotyczy cementu klasy 32,5. Dla klasy 42,5 właściwy zakres po 28 dniach to 42,5–62,5 MPa.