Betong Flashcards
Beskriv dels de olika brottyperna som kan uppkomma i tvärkraftsbelastade betongbalkar, dels den fackverksmodell som kan användas för att beskriva beteendet hos tvärkraftsarmerade betongbalkar.
De tre brottyperna som kan uppkomma är:
Livskjuvbrott (bara skjuvspänningar av tvärkraft).
Böjskjuvbrott (böjspänningar och skjuvspänningar av moment och tvärkraft).
Böjsprickor (bara normalspänningar av moment).
För balk utan tvärkraftsamering kan spricklutningen 45 grader antas och sprickan startar vid ytterkant och växer uppåt. Dessa är skjuvsprickor och startar i den dragna delen av balken.
Livkrossbrott och livskjuvbrott kan också förekomma. Med verksam tvärkraftsarmering fås ett fackverksliknande beteende då balken hålls samman av byglarna och agerar som ett fackverk för att transportera lasten till stöden. När en spricka uppstår kommer byglarna som sprickan korsar börja ta dragkraft tills materialet är utmattat.
Förklara och visa med hjälp av huvudtöjningar eller huvudspänningar i vilken riktning, i förhållande till längdaxeln i en betongbalk, sprickbildning brukar ske vid ren tvärkraftsbelastning av en balk utan skjuvarmering.
Böjsprickor fås först vinkelrätt mot kanten för att sedan övergå till skjuvsprickor. Skjuvsprickorna kommer vara 45 grader mot armeringen, de kommer gå mellan huvudtöjningarna.
Visa att dimensionerande tvärkraft i ett snitt x i en betongbalk belastad på ovansidan är tvärkraftsvärdet i snittet x+zcotθ, där z är inre hävarmen och θ är vinkeln mellan horisontalplanet och sprickplanet.
Trycksträvans vertikala komponent blir, av geometriska skäl, större desto brantare lutningen är. Eftersom trycksträvans vertikala komponent måste vara lika stor som tvärkraften leder detta till att tvärkraftskapaciteten ökar vid kortare skjuvspann.
(BILD, figur sid. 5 i formelblad BETONGBYGGNAD)
Redogör för händelseförloppet med hjälp av ett deformationsmomentdiagram vid successivt ökande böjmoment för en normalarmerad betongbalks beteende. Balkens kollaps förutsätts ske genom att böjmomentkapaciteten uppnås.
Sprickor kommer uppstå i balkens dragzon, dragspänningarna tas nu av armeringen. När lasten ökas ytterligare kommer spänningens fördelning att förändras. När spänningen sedan inte kan öka något mer kommer balken gå till brott.
Redogör för begreppen normalarmerat, balanserat och överarmerat betongtvärsnitt. Ange även var armeringsstålet befinner sig på sin spännings-töjningskurva för de olika tvärsnittstyperna.
De tre olika tvärsnitten definieras beroende på mängden armering:
Normalarmerat: Om armeringsstålets flytgräns (sträckgräns) uppnås innan betongen krossas (lagom mycket armering). Befinner sig vid stålets flytgräns.
Balanserat: Om armeringsstålets flytgräns uppnås samtidigt som betongen krossas. Når upp till flytgränsen.
Överarmerat: Om armeringsstålets flytgräns inte uppnås innan betongen krossas (för mycket armering). Flytgränsen uppnås inte.
Redogör för en metod att dimensionera ett böjbelastat betongtvärsnitt med dubbelarmering (drag och tryck). I vilka lägen behöver man dubbelarmera och varför?
Om dimensionerande moment överstigs kan man sätta armeringen även i den tryckta zonen. M= Mdrag + Mböj, om man då vet det totala momentet och egenskaper för dragarmeringen kan arean för tryckarmeringen läsas ut från ovanstående ekvation, och därifrån antal stänger.
Om momentkapaciteten behöver ökas kan balken även armeras i den tryckta zonen. Samma syfte kan uppnås genom att ändra balkdimensioner, till exempel balkhöjden. Det är vanligt med dubbelarmerade tvärsnitt då konstruktionselementet är utsatt för både moment och normalkraft.
Vad är täckskikt och hur påverkar det ett betongelements egenskaper vid brand?
Täcktskiktet är avståndet mellan armering och kant. Täckande betong skyddar armeringen som är känslig. Storleken på skiktet avgör till stor del brandmotståndet. Vid brand och höga temperaturer kan spjälkning ofta ske i betongen och den delen av betongen förlorar då sina skyddande förmågor. Detta beaktas när man dimensionerar med täckskikt.
Ökat täckskikt leder till färre (men större) sprickor.
Ange två förenklade beräkningsmetoder som finns för att beräkna hållfasthet i brandutsatta betongtvärsnitt och förklara dessa kort.
Två förenklade beräkningsmetoder är isotermmetoden och zonmetoden. ISO 500 ̊C där allt som är varmare än 500 ̊C är dåligt och allt som är kallare än 500 ̊C är bra och antas ha sin fullständiga bärförmåga. Allt som är varmare än 500 ̊C tas bort från beräkningen.
Zonmetoden är lite mer avancerad och ger ett mer nyanserande resultat. Fungerar lite som reducerande material i trä, det vill säga vi tar bort lite mindre men i gengäld så försämras materialegenskaperna en aning. Zonmetoden går ut på att man delar in tvärsnittet i tre parallella zoner med lika tjocklek. I varje zon bestäms en medeltemperatur och utefter det bestäms storleken på reduktionen för materialets mekaniska hållfasthet. Sedan beräknas den reducerande kapaciteten för varje zon som därefter adderas, för att fastställa kapaciteten för hela tvärsnittet.
