Průřez je obdélníkový, namáhaný ohybovým momentem MSd, normálovou sílou NSd (působí v těžišti průřezu) a posouvající silou VSd. Únosnost průřezu namáhaného momentem se spočte podle vzorce (čl. 24.5.2): kde: Smyková únosnost je počítána podle vzorce (čl. 24.5.2.3, 24.5.5.1): kde: Acc - tlačená plocha betonu. Únosnost průřezu namáhaného momentem a normálovou silou se vypočte podle následujících vztahů podle excentricity normálové síly e (čl. …).
Faktory ovlivňující dotvarování a smršťování betonu, jejichž pochopení je nezbytné pro správné posouzení únosnosti a trvanlivosti, zahrnují zejména:
1) Vliv dotvarování a smršťování na průřez a trvanlivost
Dotvarováním betonu rozumíme trvalé změny objemu nebo tvaru způsobené dlouhodobým zatížením. Trvalé změny objemu betonu způsobuje rovněž smršťování, které je však vyvoláno migrací vlhkosti, tj. vnitřními silami v betonu. Obě deformace vznikají současně a je obtížné určit velikost jednotlivých deformací. Zatěžováním betonové konstrukce dochází k pružným deformacím a k trvalým deformacím dotvarováním a smrštěním. Pórovitost a mikroskopická struktura cementového kamene ovlivňují odolnost proti dotvarování a usazené trvalé deformace.
Přímé souvislosti mezi póry, tlakem a trhlinami se projevují zejména v křehkých tvrzeních betonu: Velké lokální deformace mohou vést k vznikům a šíření trhlin, které zhoršují vodotěsnost a odolnost vůči klimatickým vlivům. V křehkých materiálech, jako je beton, dochází k ukládání deformační práce a těžkou roli hraje velikost a distribuce pórů, stejně jako počet a šíře trhlin.
2) Deformační mechanismy a jejich srovnání s dynamickými a statickými moduly pružnosti
Deformace betonu dělíme na reversibilní (vratné) a ireversibilní (plastické, nevratné). Vratnými jsou pružné deformace charakterizované modulem pružnosti, teplotní roztažností a částečně i smrštěním betonu či způsobené migrací vlhkosti. Při 30 % zlomového napětí začínají vznikat trhlinky a projevují se trvalé deformace. U betonu se rozlišují statické a dynamické moduly pružnosti, přičemž dynamické moduly bývají o 15-20 % vyšší než statické.
Pro posuzování betonových konstrukcí hraje důležitou roli změna modulu pružnosti v závislosti na zátěži a na stavu kapalin a vlhkosti. Vlivy superplastifikačních přísad a práškových příměsí změnily poměr mezi pevností v tlaku a statickým modulem pružnosti, což ovlivňuje interpretaci výsledků zkoušek a volbu vhodných pracovních diagramů pro výpočty.
3) Teorie dotvarování a smršťování v praxi: dotazy a interpretace výsledků
Dotvarováním betonu rozumíme trvalé změny objemu nebo tvaru způsobené dlouhodobým zatížením. Trvalé změny objemu betonu způsobuje rovněž smršťování, které je však vyvoláno migrací vlhkosti, tj. vnitřními silami v betonu. Obě deformace vznikají současně a je obtížné určit velikost jednotlivých deformací. Poročítkové modely zohledňují, že deformace vznikají při různých přírodních procesech a že vnitřní síly mohou mít lokální charakter.
Experimentálně bylo ověřeno, že cementový kámen zpočátku tvrdnutí stlačuje povrch kameniva radiálně; v důsledku kapilárních sil dochází ke smrštění cementového kamene a stlačování povrchu zrn kameniva. Inflexní bod této závislosti zhruba odpovídá změně pružné deformace na trvalou - plastickou. Póry slouží jako zdroj informací o deformacích struktury a o dopadu na technologické vlastnosti pórovité látky. Distribuce pórů a velikost pórů ovlivňují pevnost, vodotěsnost, mrazuvzdornost a smrštění.
4) Teplotní roztažnost, mrazuvzdornost a hydrodynamika kapilár
Teplotní roztažnost je součtem změn vzdáleností molekul a vlivů pohybu vody v kapilárách. Kapilárně pórovité a gelové látky jako je cementový kámen se objemově přetvaří vlivem změny povrchového napětí fyzikálně vázané vody v kapilárách a vlivem bobtnání gelu. V kapilárách voda přechází v led při různých teplotách v závislosti na velikosti kapilár. Led má objem o 9 % větší než voda a krystalický tlak ledu může dosahovat až desítek megapascalů. V tom smyslu je klíčové rozlišovat póry podle jejich velikosti a vlivu na odolnost vůči cyklickému mrazu a rozmrazování.
5) Koroze oceli a její vliv na únosnost konstrukcí
Koroze oceli v betonu nastává snížením koncentrace iontů OH− (pH < 9,6) nebo působením chloridových iontů. Pasivovanost oceli v betonu je zajišťována vysokou alkalitou prostředí; s poklesem pH se zhoršuje ochrana oceli a rostou rizika degradace. Výkvěty a infiltrace solí na povrchu mohou také negativně ovlivnit kvalitu povrchových vrstev a tím i celkovou integritu konstrukce.
6) Způsoby zkoušení a hodnocení pevnosti betonu v tlaku
Článek popisuje vybrané faktory technologie betonu a jejich vliv na výskyt vad betonových konstrukcí. Základní mechanismy zahrnují pevnost betonu v tlaku, deformační modul a jejich vzájemnou souvislost s trvanlivostí a odolností proti poruchám. Nové vydání normy ČSN EN 13791 klade důraz na přesnější a robustnější odhad pevnosti v tlaku v konstrukcích prostřednictvím kombinace nedestruktivních zkoušek a jádrových vývrtů, včetně definice zkušební plochy a oblastí a použití statistických nástrojů pro hodnocení odlehlých hodnot.
Klíčové poznámky k normám a postupu posuzování
Nové vydání normy ČSN EN 13791 přineslo řadu změn, které lze v naprosté většině bodů hodnotit pozitivně. Úpravy týkající se průměru jádrových vývrtů a zejména jejich počtu jsou racionální, ať už jde o diagnostiku existující konstrukce či posouzení nové konstrukce. Důležitá je i separace dvou základních problémů diagnostiky - zjištění pevnostní třídy betonu existující konstrukce a ověření pevnostní třídy nově budované konstrukce. Z ahistorických důvodů bývá vyjádřena nespornost s velkým množstvím jádrových vývrtů, ale nová norma zohledňuje pokrok v technologiích a statistických postupech, včetně vhodného používání nedestruktivních metod.
tags: #pruzna #teorie #posuzovani #betonu