Proračun prodora klorida u beton Bogdanić, Anton; Ožbolt, Joško
Zbornik radova,
12/2019, Volume:
22, Issue:
1
Journal Article, Paper
Peer reviewed
Open access
Na armiranobetonskim konstrukcijama izloženim agresivnom okolišu često nastaju oštećenja uslijed korozije armature izazvane kloridnim ionima. Oštećenja nastaju u obliku pukotina i odlamanja zaštitnog ...sloja betona uslijed bubrenja produkata korozije, što nepovoljno utječe na nosivost i trajnost konstrukcije. Povrh toga, površina poprečnog presjeka armature smanjuje se istovremeno s procesom degradacije betona. No, oštećenja se javljaju neposredno nakon depasivacije čelika uslijed kritične koncentracije kloridnih iona u blizini armature. Vrijeme koje je potrebno da kritična koncentracija kloridnih iona prodre do armature naziva se faza inicijacije, a osnovni cilj ovog rada je procjena njezinog trajanja. Trajanje faze inicijacije moguće je predvidjeti ukoliko se u obzir uzmu transportni procesi koji se odvijaju kroz zaštitni sloj betona. Najvažniji fizikalni procesi vezani uz fazu inicijacije su transport kapilarne vode, kloridnih iona te topline. Stoga je u okviru ovog rada razvijen 2D numerički model pomoću metode konačnih razlika, koji simulira navedene transportne procese. Primjena modela pokazana je na numeričkom primjeru u kojem je kvadratni poprečni presjek armiranobetonskog stupa izložen agresivnim morskim uvjetima. Proračun je proveden kako bi se istražio utjecaj širine pukotina na trajanje faze inicijacije. Numerički rezultati pokazuju da raspucalost zaštitnog sloja betona značajno smanjuje trajanje faze inicijacije, a samim time i uporabni vijek konstrukcija.
Reinforced concrete structures exposed to aggressive environmental conditions often exhibit damage caused by chloride-induced corrosion of reinforcement. The damage occurs in the form of cracking and spalling of the concrete cover due to the expansion of corrosion products, which adversely affects the bearing capacity and durability of structures. Moreover, the cross-sectional area of reinforcement decreases simultaneously with concrete deterioration. However, the damage occurs shortly after steel depassivation caused by critical chloride concentration in the vicinity of the reinforcement. The time necessary for critical chloride concentration to reach the reinforcement is called initiation phase and the main objective of this paper is to estimate its duration. The duration of the initiation phase is possible to predict if transport processes, which take place through the concrete cover, are accounted for. The most important physical processes related to steel depassivation are the transport of capillary water, chloride and heat. Therefore, the development of a 2D is presented in this paper. The model is based on the finite difference method and simulates aforementioned transport processes. The application of the model is shown on a numerical example in which a square cross-section of a reinforced concrete column is exposed to aggressive maritime conditions. The analysis is carried out to investigate the influence of crack width in concrete cover on the duration of the initiation phase. The numerical results show that the cracking of concrete cover significantly reduces the duration of the initiation phase, and, consequently, the service life of structures.
Opisan je postupak izrade dijagrama interakcije za armiranobetonske šuplje kružne poprečne presjeke prema normi HRN EN 1992-1-1. Zbog uvođenja novih razreda čvrstoće betona s nešto drugačijim ...parametrima proračunskog dijagrama naprezanje-relativna deformacija, dolazi do potrebe izrade novih dijagrama interakcije. Proveden je postupak proračuna temeljem kojeg su izrađeni dijagrami interakcije za šuplji kružni poprečni presjek za razrede betona od C12/15 do C50/60. Primjenom dobivenih dijagrama interakcije pojednostavljuje se postupak dimenzioniranja armiranobetonskih šupljih kružnih poprečnih presjeka.
The procedure for creating interaction diagrams for reinforced-concrete hollow circular cross sections, based on HRN EN 1992-1-1, is described in the paper. Due to introduction of new concrete strength classes, with somewhat different parameters for the stress-relative strain diagram, it has become necessary to develop new interaction diagrams. The computation procedure, based on which hollow circular cross section interaction diagrams were made for concrete classes from C12/15 to C50/60, was conducted. The use of these interaction diagrams will simplify dimensioning of reinforced-concrete hollow circular cross-sections.
U radu je prikazano delovanje sile prednaprezanja na armiranobetonski ram (u daljem tekstu AB ram). Posmatrani sistem je statički neodređen sa dva ukleštenja. Na njega deluje opterećenje ...prednaprezanje kablom silom Nk=600 kN, kao i sopstveno opterećenje. Visina rama je 6.00 m, a osovinski razmak 20.00 m. Opterećenje od sopstvene težine elemenata je od rigle i stuba. Opterećenje konstrukcije usled prednaprezanja spada u unutrašnja opterećenja, koja zamenjujemo ekvivalentnim opterećenjem koje predstavlja spoljašnje opterećenje. Proračun je izvršen metodom sila i metodom deformacija, kao i u softverskom programu 'Tower'. Metodom sila se uklanja ukleštenje i preseku se omogućava obrtanje. Statički neodređena veličina tada je moment ukleštenja. Kod metode deformacije sve statičke i deformacijske veličine izražavaju se putem izvesnog broja međusobno nezavisnih deformacijskih veličina, koje su određene iz uslova ravnoteže sistema. Broj nezavisnih deformacijskih neodređenih veličina predstavlja deformacijsku neodređenost nosača. Sve deformacijski neodređene veličine mogu se svrstati u dve grupe: prvu grupu čine uglovi obrtanja na krajevima kruto vezanih štapova, a drugu grupu komponente pomeranja čvorova. / The effects of prestressing forces on a reinforced concrete frame are shown in the paper. The structure is a statically indeterminate frame with two fixed supports. The load is due to tendon prestressing with Nk = 600 kN and due to self-weight of columns and beam. The columns height is 6.00 m and the beam span is 20.00 m. Effects of prestressing can be replaced by an external equivalent load. Calculations are performed by the force method, by the direct stiffness method and using the 'Tower' software. The rotational restraints are released at fixed supports and the restraint moments are calculated by the force method. The direct stiffness method uses the members' stiffness relations for computing member forces and displacements in structures. The unknown nodal rotations and translations are obtained by solving a system of equations. The considered tendon profile is without eccentricity above the columns. 'Tower 7' is software for static and dynamic structural analysis and for design of concrete elements. It enables overall structural analysis of plane and three-dimensional structures. Automated, integrated tools allow fast and reliable design or the verification of the results obtained by standard methods. Version 7 is a professional tool with high performance. Three different calculation methods have given close results, with minor differences.
Novi koncept oblikovanja konstrukcija s ciljem postizanja određenog graničnoga stanja prvi puta je predstavljen u Novom Zelandu, 1993. Tijekom narednih godina u SAD-u i Europi se ulaže veliki napor ...usmjeren na istraživanje i razvoj ovoga koncepta kao održivog i logički alternativnog trenutnom pristupu proračuna preko sile. U ovom je radu prikazana osnovna teorija i primjena metode proračuna sukladno očekivanom pomaku na primjeru armiranobetonske okvirne konstrukcije. Okvirna konstrukcija je proračunata koristeći Eurocode 8 propise. Nadalje, rezultati dobiveni koristeći proračun sukladno očekivanom pomaku, uspoređeni su s rezultatima dobivenim koristeći višemodalnu spektralnu analizu. Između ostaloga naglašene su bitne razlike u odnosu na trenutno propisane postupke proračuna, kao i nedostatci istih.
U članku koji je temeljen na istraživanju izvorne arhivske građe iz Fondationa Le Corbusier u Parizu, ponajprije izvedbenih projekata prve velike realizirane posljeratne višestambene zgrade u ...Francuskoj (Marseille, Boulevard Michelet 280), autor analizira razvoj armiranobetonskih konstrukcija i primjenu specifične tehnologije prefabrikacije u opusu Le Corbusiera, jednog od najvećih arhitekata 20. stoljeća. Cilj je članka ukazati na njegov jedinstven i složen
pristup oblikovanju armiranog betona i upotrebi prefabrikacije, te na eventualnu mogućnost suvremene primjene projektantskih rješenja marseilleskog stambenog prototipa. U članku je također iznesen razvoj Le Corbusierove vizije višestambenih zgrada koje su realizirane tek nakon Drugog svjetskog rata, a koje zbog arhitektovog specifičnog pristupa projektiranju, koje je u prvom redu omogućila upotreba armiranog betona, u svoje doba postaju primjer udobnosti i kvalitete stanovanja par excellence.
Neizostavan korak u ocjenjivanju stanja armiranobetonskih građevina te procjeni preostale nosivosti jest utvrđivanje rasporeda i količine armature i geometrije konstrukcijskih elemenata. Cilj rada je ...prikazati osnovna načela u korištenju dviju nerazornih metoda, to jest pomoću tragača armature i georadara, tijekom određivanja navedenih karakteristika konstrukcije. Kroz devet primjera iz prakse prikazana je usporedba dviju metoda te su istaknute njihove mogućnosti, prednosti i nedostatci.
U radu se numerički istražuje seizmičko ponašanje AB okvira s ispunom, te se proračunom konačnih elemenata (FEA) ocjenjuje utjecaj triju različitih betonskih modela na ravninsko ponašanje AB okvira s ...ispunom. U tu se svrhu učinkovitost ispune ocjenjuje na modelima u prirodnoj veličini. Rezultati proračuna konačnih elemenata pokazuju da matematički model betona može promijeniti ponašanje AB okvira s ispunom. Utjecaj je naročito značajan za ponašanje nakon vršnog opterećenja.
Nosivost na posmični proboj iznimno je važan parametar pri projektiranju ravnih ploča, odnosno ploča oslonjenih neposredno na stupove, bez greda između stupova. Prikazani su proračunski modeli ...proboja ploča prema Eurokodu 2, ACI Codu 318 i fib Model Codu 2010. Opisana su provedena vlastita eksperimentalna istraživanja proboja ploča s posmičnom armaturom i bez nje te su dobiveni rezultati uspoređeni s predviđanjima spomenutih proračunskih modela. Uočeno je da svi proračunski modeli podcjenjuju eksperimentalno dobivenu nosivost na proboj u slučaju ploča bez posmične armature. Kod ploča s posmičnom armaturom, uočeno je precjenjivanje nosivosti na proboj prema proračunskom modelu Eurokod 2.
Poboljšanje načina ojačanja i popravaka postojećih objekata već duže vrijeme privlači pozornost inženjera građevinarstva. Sve se više razvijaju i proučavaju vlaknima armirani polimeri, tj. FRP ...sustavi (FRP - engl. Fibre Reinforced Polymers) koji služe kao materijal za ojačavanje konstrukcija. Ubrajaju se u kompozitne materijale jer se sastoje od polimerne matrice i armaturnih vlakana. U ovome radu prikazan je proračun ojačavanja armiranobetonskih nosača pomoću FRP-a u skladu s novim normama EN 1992-1-1. Proračuni, u skladu s prednormom ENV 1992-1-1, prikazani u „fib bulletin 14 - Externally boded FRP reinforcement for RC structures“, služili su kao temelj ovom radu.
U radu je analiziran utjecaj momenta koji se prenosi spojem unutrašnjeg stupa i ploče, te utjecaj čvrstoće betona na nosivost ravne ploče na proboj. Sedam uzoraka u punoj veličini ispitano je ...eksperimentalno i numerički. Rezultati su prikazani u obliku krivulje opterećenje-rotacija ploče i uspoređeni s kriterijima loma prema teoriji kritične posmične pukotine (CSCT), kao i s približnim izrazima. Provedena je nelinearna analiza MKE uz kalibraciju modela s eksperimentalnim podacima radi boljega poklapanja numerički dobivenog odnosa opterećenje-rotacija s eksperimentalnim rezultatima.
PDF
