Ocel a beton tvoří v železobetonových konstrukcích symbiotický celek. Zatímco ocel zajišťuje pevnost v tahu, beton ji chrání proti korozi. Tato ochrana je klíčová pro dlouhodobou trvanlivost a bezpečnost konstrukcí. Na povrchu výztuže, jako jsou KARI sítě, se může objevit povrchová rez, která není vadou materiálu. Pokud je rez pouze povrchová, oxidy železa v jisté míře zlepšují mechanické spojení s betonem díky nepatrnému zvětšení povrchu výztuže. Po zabudování výztuže do bednění a dodržení správné krycí vrstvy je výztuž dokonale chráněna alkalickým prostředím betonu s pH kolem 12. Správnou tloušťkou krytí betonem se zamezí přístupu vzdušného CO2. Oxid uhličitý za přítomnosti vlhkosti reaguje s hydroxidem vápenatým (hlavní složkou cementového tmelu) a způsobuje karbonataci betonu. Důsledkem karbonatace je snížení pH betonu, což snižuje jeho ochrannou funkci pro výztuž. Nedostatečné krytí vede k přístupu vlhkosti a kyslíku k výztuži, což spouští plnohodnotnou korozi.
Prioritou je tedy dostatečné a ze všech stran obalení výztuže betonem. Beton je nutné zhutnit, aby došlo ke kvalitnímu obalení každé tyče. Tloušťka tohoto krytí je předmětem návrhu konstrukce a jedná se o složitější výpočet, na který má vliv spousta vstupních dat. Toto dialogové okno slouží k výpočtu minimálního krytí dle EN 1992-1-1, části 4.4.1.
Stanovení minimální krycí vrstvy (cmin)
Obecně se minimální tloušťka krycí vrstvy betonu stanovuje ze součtu dvou hodnot. První hodnotou je větší hodnota z průměru betonářské výztuže nebo minimální krycí vrstvy betonu s ohledem na podmínky prostředí. Druhou hodnotou je přídavná hodnota, která eliminuje odchylky na stavbě. V dialogovém okně se počítá nominální krycí vrstva betonem cnom, která je definována jako cnom = cmin + Δcdev.
Vliv prostředí
Vliv prostředí zadaný v okně "Materiály" má zásadní dopad na výpočet krytí. Tento údaj lze změnit v okně "Vliv prostředí", které je přístupné tlačítkem "Upravit". Konkrétní stupně vlivu prostředí (X0, XC.., XD.., XS.., XF.., XA..) ovlivňují minimální krycí vrstvu cmin,dur.
Třída konstrukce
Třída konstrukce slouží ke stanovení hodnoty cmin,dur (minimální krycí vrstva z hlediska podmínek prostředí). Doporučenou třídou konstrukce pro návrhovou životnost 50 let je třída S4. Tato třída může být zvětšena či zmenšena na základě pravidel uvedených v tabulce 4.3N. Dle této tabulky se třída konstrukce zvětšuje v případě zvýšené návrhové životnosti (80 či 100 let), zmenšit třídu lze u deskových konstrukcí nebo v případě zajištění zvláštní kontroly kvality výroby betonu. Samotné stanovení velikosti cmin,dur probíhá dle tabulky 4.4N normy EN 1992-1-1.
Čtěte také: Stínící tkanina: využití a instalace
Ostatní vlivy ovlivňující cmin a Δcdev
Ostatní vlivy obsahují parametry, které přímo ovlivňují minimální krycí vrstvu cmin a přídavek na návrhovou odchylku Δcdev.
Třída obrusu
V případě vystavení konstrukce zvýšenému obrusu by měla být dle článku 4.4.1.2.(13) minimální krycí vrstva zvětšena o tzv. obětovanou vrstvu. Pro určení této vrstvy je třeba vybrat "Třídu obrusu". V souladu s normou jsou k dispozici následující možnosti:
- Bez obrusu: Povrch není vystaven obrusu, minimální krycí vrstva není zvětšena.
- XM1 - střední obrus: Krytí povrchů se středním obrusem (například pojížděné vozidly se vzduchovými pneumatikami) by mělo být zvětšeno o hodnotu k1. Pokud není v národní příloze stanoveno jinak, měla by být hodnota k1 uvažována jako 5mm.
- XM2 - vysoký obrus: Krytí povrchů s vysokým obrusem (například průmyslové plochy pojížděné vysokozdvižnými vozíky se vzduchovými nebo pevnými gumovými pneumatikami) by mělo být zvětšeno o hodnotu k2. Pokud není v národní příloze stanoveno jinak, měla by být hodnota k2 uvažována jako 10mm.
- XM3 - extrémní obrus: Krytí povrchů s extrémním obrusem (například průmyslové plochy pojížděné vysokozdvižnými vozíky s elastomerovými nebo ocelovými koly nebo nákladními vozidly) by mělo být zvětšeno o hodnotu k3. Pokud není v národní příloze stanoveno jinak, měla by být hodnota k3 uvažována jako 15mm.
Další nastavení
Dále dialogové okno obsahuje následující nastavení:
- Jmenovitý průměr kameniva větší než 32mm: Pokud je jmenovitý maximální rozměr kameniva větší než 32mm, měla by se dle článku 4.4.1.2.(3) normy EN 1992-1-1 minimální krycí vrstva z hlediska soudržnosti cmin,b zvětšit o 5mm.
- Nerovný povrch: Pokud je podkladový povrch nerovný (například vyčnívající kamenivo), měla by se dle článku 4.4.1.2.(11) normy EN 1992-1-1 minimální krycí vrstva zvětšit minimálně o 5mm.
- Přídavná bezpečnostní složka krytí: Betonová krycí vrstva by měla být dle článku 4.4.1.2.(6) normy EN 1992-1-1 zvětšena o přídavnou bezpečnostní složku Δcdur,γ. Hodnota této složky by měla být dána příslušnou národní přílohou. Doporučená velikost této složky dle normy je 0mm.
- Korozivzdorná výztuž: Při použití korozivzdorné oceli či podobných opatření lze dle článku 4.4.1.2.(7) normy EN 1992-1-1 zmenšit minimální krycí vrstvu o složku Δcdur,st. Doporučená velikost této složky dle normy je 0mm.
- Přídavná ochrana výztuže: Pokud má beton přídavnou ochranu (např. nátěr) umožňuje článek 4.4.1.2.(8) normy EN 1992-1-1 zmenšení minimální krycí vrstvy o složku Δcdur,add. Doporučená velikost této složky dle normy je 0mm.
Přídavek pro návrhovou odchylku (Δcdev)
Do výpočtu nominální krycí vrstvy má být dle 4.4.1.3(1) zahrnut přídavek zahrnující přípustnou odchylku Δcdev. Pokud není určeno v příslušné národní příloze jinak, je doporučená hodnota 10mm. Tuto hodnotu lze v případě uplatnění systému zajištění kvality (monitorování zahrnuje měření krycí vrstvy) zmenšit na hodnotu v intervalu <10mm, 5mm>. Pokud jsou zajištěny velmi přesné měřící přístroje a jsou odmítány nevyhovující prvky (prefabrikáty), je možné zmenšit Δcdev na hodnotu v intervalu <10mm, 0mm>. Δcdev je obvykle 10 mm pro monolit a 5 mm pro prefabrikát.
Betonáž na nerovné povrchy
Při betonáži na nerovné povrchy by měla být krycí vrstva zvětšena dle EN 1992-1-1 článek 4.4.1.3(4) o odpovídající odchylky. Na výběr jsou následující možnosti:
Čtěte také: Použití krycí tkaniny na plot
- Betonáž na upravené podloží: Při betonáži na upravené podloží (včetně podkladního betonu) má být krycí vrstva minimálně rovna hodnotě k1. Pokud není v národní příloze stanoveno jinak, měla by být hodnota k1 uvažována jako 40mm.
- Betonáž na zeminu: Při betonáži na zeminu má být krycí vrstva minimálně rovna hodnotě k2. Pokud není v národní příloze stanoveno jinak, měla by být hodnota k2 uvažována jako 75mm.
Výpočet minimální krycí vrstvy cmin je dán vzorcem:
cmin = max (cmin,b ; cmin,dur + Δcdur,g - Δcdur,st - Δcdur,add; 10 mm)
Příklad určení krytí
Příklad určení krytí pro železobetonový překlad uvnitř objektu, podélná výztuž ø12, stupeň vlivu prostředí XC1. Maximální hodnota z průměru výztuže 12 mm a podmínek prostředí XC1 je 15 mm. Přídavná hodnota krytí je 10 mm. Celkové krytí je tedy rovno max (12; 15 mm) + 10 mm = 25 mm. Tuto hodnotu krytí uvádí projektová dokumentace pro provádění stavby. Aby se výztuž nedotýkala bednění, a tedy bylo dodrženo předepsané krytí, zajišťuje se její poloha distančníky, distančními lištami, distančními hady, fixními podložkami a podobně. Obvykle rozhoduje krytí předepsané ČSN EN 1992-1-1.
Označování betonářské oceli a typy výztuže
Základní označování betonářské oceli klasifikuje norma ČSN 420139 Ocel pro výztuž do betonu - Svařitelná žebírková betonářská ocel - Všeobecně. Oceli třídy tažnosti C se v ČR nevyrábí. Základní a v ČR nejpoužívanější je betonářská ocel s označením B500B, u sítí B500A. První písmeno znamená, že se jedná o betonářskou ocel, číslo udává mez kluzu Re = fyk v MPa a poslední písmeno třídu tažnosti.
V betonových prvcích rozeznáváme výztuž podélnou (nosnou) a výztuž příčnou. Příčná výztuž se dělí na rozdělovací, která je používána v plošných konstrukcích a třmínky, které se používají ve sloupech, překladech, trámech a věncích. Je důležité upozornit, že veškerá výztuž je v betonových prvcích důležitá a zejména spolupůsobí.
Čtěte také: Druhy krycích textilií na plot a jejich montáž
Návrh výztuže
Minimální plocha výztuže
Minimální plocha výztuže As,min je dána vzorcem: As,min = 0,26 * (fctm / fyk) * bt * d, ne méně však než As,min = 0,0013 * bt * d.
Světlá vzdálenost prutů
Světlá vzdálenost prutů musí být taková, aby beton mohl být řádně uložen a zhutněn tak, aby byla dosažena odpovídající soudržnost výztuže s betonem.
Třmínky
Třmínky musí být účinně zakotveny. Třmínky pro zachycení účinků kroucení mají být uzavřené, kotvené přesahem nebo koncovými háky a mají svírat úhel 90° se střednicí prvku. Podélná vzdálenost třmínků pro zachycení účinků kroucení nemá překročit hodnotu u/8, kde u je vnější obvod průřezu.
Návrhová kotevní délka
Návrhová kotevní délka lb,rqd se počítá jako: lb,rqd = (Ø/4) * (σsd / fbd). V případě kotvení výztuže v oblasti příčných tahů se doporučuje uvažovat vliv příčného tahu obdobně jako u působení příčného tlaku s tím, že hodnota příčného tahu se dosazuje se záporným znaménkem. Pro součinitel α5 se uvažuje s rozšířeným omezením 0,7 ≤ α5 ≤ 1,5. U desek je nutné kotvit nejméně 50 % podélné výztuže.
Stykování výztuže
Stykovat nelze v oblasti plastických kloubů. V oblasti styku musí být provedena příčná výztuže. Taženou výztuž není vhodné kotvit v tažené části průřezu. Pokud je nutné nosnou výztuž v tažené části průřezu ukončit, musí se stykovat např. přesahem; délka přesahu se uvažuje hodnotou l0 podle pravidel článku 8.7.3 normy. l0,min ≥ max[0,3α6lb,rqd; 15Ø; 200 mm].
Zpětně ohýbaná výztuž
Průřez zpětně ohýbané výztuže může být maximálně 14 mm. Při statickém namáhání musí být vnitřní průměr zakřivení zpětně ohýbané výztuže minimálně 6Ø. Únosnost zpětně ohýbané výztuže je nutné redukovat na 80 %. Při dynamickém namáhání musí být vnitřní průměr zakřivení zpětně ohýbané výztuže minimálně 15Ø, rozkmit napětí musí být menší než 50 MPa. V místě zpětného ohybu je únosnost betonové tlačené diagonály omezena na 0,3VRd,max, pokud je prvek vyztužen smykovou výztuží kolmou k ose prvku, a 0,2VRd,max pro prvek se skloněnou smykovou výztuží.
| Parametr | Popis | Doporučená hodnota/vliv |
|---|---|---|
| Vliv prostředí | Určuje stupeň agresivity prostředí vůči betonu a výztuži. | Dle oken "Materiály" a "Vliv prostředí" |
| Třída konstrukce | Slouží ke stanovení cmin,dur z hlediska podmínek prostředí. | S4 pro návrhovou životnost 50 let (dle tabulky 4.3N) |
| Třída obrusu | Zohledňuje opotřebení povrchu konstrukce. | Bez obrusu (0mm), XM1 (5mm), XM2 (10mm), XM3 (15mm) |
| Jmenovitý průměr kameniva > 32mm | Vliv velikosti kameniva na soudržnost. | Zvětšení cmin,b o 5mm |
| Nerovný povrch | Vliv nerovnosti podkladového povrchu. | Zvětšení cmin o 5mm |
| Přídavná bezpečnostní složka Δcdur,γ | Dodatečná bezpečnostní rezerva krytí. | Dle národní přílohy (doporučeno 0mm) |
| Korozivzdorná výztuž Δcdur,st | Snížení krytí při použití odolné výztuže. | Dle národní přílohy (doporučeno 0mm) |
| Přídavná ochrana výztuže Δcdur,add | Snížení krytí při dodatečné ochraně betonu. | Dle národní přílohy (doporučeno 0mm) |
| Přídavek pro návrhovou odchylku Δcdev | Zohledňuje přípustné odchylky při realizaci. | 10mm (monolit), 5mm (prefabrikát); možnost snížení s QMS |
| Betonáž na upravené podloží k1 | Minimální krycí vrstva pro upravené podloží. | 40mm (pokud není národní přílohou stanoveno jinak) |
| Betonáž na zeminu k2 | Minimální krycí vrstva pro betonáž přímo na zeminu. | 75mm (pokud není národní přílohou stanoveno jinak) |
Doporučení pro navrhování
Pro ohýbané prvky s významnou tahovou normálovou silou je doporučená hodnota cot θ = 1 (resp. θ = 45°). Pro ohýbané prvky s významnou tlakovou normálovou silou a předpjaté prvky je doporučená hodnota v intervalu 1,0 ≤ cot θ ≤ 2,5 resp. (45°≤ θ ≤ 21,8°). Pro ohýbané prvky bez působení významné normálové síly je doporučená hodnota v intervalu 1,0 ≤ cot θ ≤ 1,75. Vodorovné třmínky u krátkých konzol by měly být větší než 25 % hlavní tahové výztuže.
Pokud je v tlačeném betonu při charakteristické kombinaci omezeno napětí hodnotou 0,6·fck (v prostředí XD, XF a XS), nevzniknou nežádoucí podélné trhliny. Nepřijatelně široké trhliny nevzniknou, pokud při charakteristické kombinaci zatížení nepřekročí tahové napětí v betonářské výztuži hodnotu 0,8·fyk.
tags: #kryci #vrstva #beton #kotovani #principy