epstal stal zbrojeniowa - zsb.bydgoszcz.pl · certyfikat epstal epstal to znak jakości nadawany w...
TRANSCRIPT
EPSTAL – stal zbrojeniowa
o wysokiej ciągliwości
mgr inż. Magdalena Piotrowska
Centrum Promocji Jakości Stali
Certyfikat EPSTAL
EPSTAL to znak jakości nadawany w drodze dobrowolnej certyfikacji na stal zbrojeniową w gatunku B500SP o wysokiej ciągliwości.
Dodatkowa kontrola parametrów
Gwarancja stabilności procesu produkcji
Znakowanie literowe prętów
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 2
Gatunek B500SP wg PN-H-93220:2006
EPSTAL = gat. B500SP
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości
Stal przeznaczona do stosowania w budownictwie
Granica plastyczności = 500 MPa
Stal spajalna
Podwyższona ciągliwość
Strona 3
Zalety stali EPSTAL
Wysoka ciągliwość (klasa C wg Eurokodu 2)
Wysoka wytrzymałość (klasa A-IIIN)
Odporność na obciążenia dynamiczne
Pełna spajalność
Dobra przyczepność do betonu
Łatwiejsza identyfikacja
Gwarancja stabilności procesu produkcji
Szeroka dostępność
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 4
PN-H-93220:2006
Parametr Opis Wartość
Re Charakterystyczna granica plastyczności (fyk) ≥ 500 [MPa]
Rm/Re
Stosunek charakterystycznej wytrzymałości na rozciąganie do granicy plastyczności (ftk/fyk)
1,15 ÷ 1,35 [-]
Agt Wydłużenie pod największym obciążeniem (εuk) ≥ 8 [%]
Własności wytrzymałościowo-odkształceniowe
Klasa A-IIIN wg PN-B-03264:2002
Klasa C wg Eurokodu 2 (wysoka ciągliwość)
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 5
ftk/fyk: 1,15 ÷ 1,35
εuk ≥ 7,5%
Wykres σ-ε
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 6
Badanie porównawcze ABC
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 7
Poprzez pogrubienie żeber Wg PN-EN 10080
Identyfikowalność
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości
Poprzez napis EPSTAL Nawalcowany na każdym pręcie
Strona 8
Pozytywna opinia Instytutu Techniki Budowlanej na temat stali EPSTAL:
Usytuowanie napisu EPSTAL na pręcie i jego geometria nie wpływają na pracę zakotwienia pręta w betonie pod obciążeniem obliczeniowym.
Zasady projektowania, wykonywania i konstruowania zbrojenia z prętów z napisem EPSTAL są takie same jak dla prętów klasy A-IIIN wg PN-B-03264:2002.
Pręty z napisem EPSTAL mogą zastępować pręty ze stali RB500W oraz BSt500S.
Opinia ITB
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 9
Pozytywna opinia Instytutu Badawczego Dróg i Mostów na temat stali B500SP:
Stal zbrojeniowa gatunku B500SP jest przeznaczona do zbrojenia konstrukcji żelbetowych według zasad określonych w PN-91/S10042 dla stali A-IIIN.
Stal zbrojeniowa gatunku B500SP jest zaliczana do stali tzw. klasy „500” i posiada parametry wytrzymałościowe takie same jak najbardziej popularne na rynku gatunki BSt500S czy RB500W, jednocześnie przewyższa je pod względem wydłużalności.
Opinia IBDiM
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 10
Badanie zachowania się płyty
żelbetowej w sytuacji awaryjnej
wywołanej usunięciem podpory
Politechnika Śląska Katedra Konstrukcji Budowlanych
Wykonawcy badania: Dr inż. Barbara Wieczorek Dr inż. Mirosław Wieczorek Prof. dr hab. inż. Włodzimierz Starosolski
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 11
Ustroje płytowo-słupowe a obciążenia wyjątkowe
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 12
1
http://failures.wikispaces.com/Concrete+System+Collapses+%26+Failures+During+Construction
2
http://failures.wikispaces.com/Concrete+System+Collapses+%26+Failures+During+Construction
3
http://tehranshake.wordpress.com/2008/09/11/letters-to-doktor-mohandess-god/
4
https://www.google.pl/search?q=alfred+p.+murrah+federal+bulding+bombing&newwindow=1&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=wrmlUpneKtL5yAO20YHADQ&ved=0CEgQsAQ&biw=
1920&bih=973
Katastrofa postępująca
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 13
KATASTROFA POSTĘPUJĄCA to zjawisko zainicjowane przez lokalne zniszczenie jednego elementu nośnego (najczęściej słupa) w sytuacji pojawienia się obciążeń wyjątkowych, np. wybuchu gazu w budynku, uderzeń pojazdów, błędów ludzkich, prowadzące do zawalenia obiektu lub zniszczeń nieproporcjonalnych w stosunku do przyczyny.
Katastrofa postępująca
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 14
Cel badań
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 15
Zaobserwowanie zachowania się krawędziowego fragmentu ustroju płytowo-słupowego obciążonego równomiernie w stanie awaryjnym, który wywołany został usunięciem podpory krawędziowej.
Określenie, jaki wpływ na zniszczenie tego ustroju ma ilość oraz ciągliwość zastosowanej stali zbrojeniowej.
Stwierdzenie, jaki mechanizm zniszczenia wystąpi po usunięciu podpory.
1- przeguby plastyczne na górnej powierzchni płyty, 2- przeguby plastyczne na dolnej powierzchni płyty, 3- wychodnia przebicia, 4- strefy narażone na zmiażdżenie betonu.
Model badawczy
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 16
Model badawczy: żelbetowa płyta o wymiarach 9,3 × 9,3 × 0,1 m
Podparcie modelu: 16 prefabrykowanych podpór o wysokości 2,4 m
Wysokość stanowiska:
położenie górnej powierzchni modelu na wysokości 3,0 m
Skala odwzorowania w stosunku
do rzeczywistego ustroju: 1:2
Usunięcie podpory
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 17
Pole badawcze nr 1 Model 1
Pole badawcze nr 2 Model 2
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 18
A Obciążenie
grawitacyjne
B, C, D Obciążenie
hydrauliczne
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 19
A Obciążenie
grawitacyjne
A – obciążenie grawitacyjne P1 zrealizowane w postaci obciążników betonowych o wartości 200 kg każdy, które podwieszono w 115 punktach. Przybliżona wartość obciążenia równomiernie rozłożonego to 3,49 kN/m2. Zastosowana wartość obciążenia:
115 szt. × 200 kg = 23,0 T
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 20
A – obciążenie grawitacyjne P1
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 21
B – obciążenie hydrauliczne P2 składało się z zestawu 12 siłowników hydraulicznych, które rozmieszczono równomiernie na obwodzie zewnętrznym badanego pola. Przybliżona wartość obciążenia równomiernie rozłożonego to 61,0 kN/m2.
Zastosowana wartość obciążenia:
12 szt. × 900 kg = 10,8 T
B – Obciążenie hydrauliczne
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 22
B – obciążenie hydrauliczne P2
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 23
C – obciążenie hydrauliczne P3 składało się z zestawu 27 siłowników hydraulicznych, które rozmieszczono równomiernie w części wewnętrznej badanego pola. Przybliżona wartość obciążenia równomiernie rozłożonego to 61,0 kN/m2. Obciążenie wewnętrzne P3 było zawsze 2 razy większe od obciążenia zewnętrznego P2.
Zastosowana wartość obciążenia:
28 szt. × 1800 kg = 50,4 T
C Obciążenie
hydrauliczne
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 24
C – obciążenie hydrauliczne P3
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 25
D – obciążenie hydrauliczne P4 składało się z jednego siłownika długiego wysuwu, usytuowanego w punkcie planowanej utraty podparcia.
Zastosowana wartość obciążenia:
1 szt. × 4000 kg = 4,0 T
D – Obciążenie hydrauliczne
System obciążania
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 26
Model badawczy Parametry stali i betonu
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 27
Klasa stali
Średnica pręta
Moduł sprężystości
E
Granica plastyczności
fyk
Wytrzymałość na rozciąganie
ftk
Całkowite wydłużenie przy maksymalnej sile
εuk
[mm] [GPa] [MPa] [MPa] [%]
C (EPSTAL) 8 191,852 526,8 604,4 14,91
C (EPSTAL) 10 199,138 561,1 625,8 13,8
C (EPSTAL) 16 199,138 601,2 714,2 11,8
Planowana klasa betonu
Moduł sprężystości
Ecm
Wytrzymałość na ściskanie
fc,core
Wytrzymałość na ściskanie
fc,cube
Wytrzymałość na rozciąganie
fctm
[MPa] [MPa] [MPa] [MPa]
C 35/45 35948 51,3 79,6 3,98
C 35/45 34114 43,5 69,8 3,82
Model badawczy Zbrojenie górne płyty
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 28
Stal EPSTAL średni rozstaw w paśmie podporowym: 100 mm średni rozstaw w paśmie między podporowym: 250 mm średnica zbrojenia głównego: 8 i 10 mm długość prętów zbrojenia głównego nad podporami
wewnętrznymi: 2,0 m długość prętów zbrojenia głównego nad skrajnymi i
narożnymi : 1,13 m
Model badawczy Zbrojenie dolne płyty
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 29
Stal EPSTAL rozstaw w paśmie podporowym: 100 mm rozstaw w paśmie między podporowym: 250 mm średnica zbrojenia głównego: 8 mm długość prętów zbrojenia głównego: 9,24 m średnica dodatkowego zbrojenia w strefie narożnej
modelu: 8 mm średnica zbrojenia wieńcowego przeciw katastrofie
postępującej (wg EC2): Pole badawcze nr 1: 2Ø8 mm Pole badawcze nr 2: 2Ø16 mm
Przebieg badań Badanie zasadnicze
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 30
Zerowanie siłomierzy i czujników indukcyjnych, podwieszenie obciążenia grawitacyjnego.
Wstępne obciążanie hydrauliczne modelu do poziomu 2 kN.
Opuszczanie krawędzi i zwiększanie obciążenia hydraulicznego do chwili zniszczenia.
Przebieg badań Badanie zasadnicze
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 31
Przebieg badań Usuwanie podpory
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 32
Przebieg badań Opuszczanie punktu podparcia
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 33
Wyniki badania Odkształcenia górnych powierzchni
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 34
Wykresy odkształceń górnych powierzchni modeli w chwili zniszczenia
Model 1 Siła 9,16 kN
Model 2 Siła 13,32 kN
Wyniki badania Pomiar przemieszczeń
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 35
Wyniki badania Pomiar przemieszczeń
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 36
Wyniki badania Pomiar przemieszczeń
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 37
Wyniki badania Uplastycznienie zbrojenia
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 38
Model 1
Wyniki badania Uplastycznienie zbrojenia
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 39
Model 2
Zniszczenie modeli
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 40
Zniszczenie modeli
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 41
Zniszczenie modeli
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 42
Zniszczenie modeli Zniszczenie przez przebicie
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 43
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 44
Zniszczenie modeli Zniszczenie przez przebicie
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 45
Zniszczenie modeli
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 46
Podsumowanie Zestawienie obciążeń
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 47
Rodzaj obciążenia Model 1 Model 2
[kN/m2]
Wartość całkowitego, charakterystycznego obciążenia projektowanego.
6,0 6,0
Wartość całkowitego obciążenia obliczeniowego, które powinno spowodować giętne zniszczenie modelu [model obliczeniowy bez podpory].
8,64 9,32
Wartość całkowitego obciążenia obliczeniowego, które powinno spowodować giętne zniszczenie modelu [model obliczeniowy z podporą].
14,2 14,4
Wartość obciążenia pola, przy którym nastąpił początek uplastycznienie stali zbrojeniowej – pomiar z tensometrów.
8,2 9,62
Wartość obciążenia pola przy, którym nastąpiło zniszczenie modelu w czasie badań.
18,7 26,2
Podsumowanie Wnioski
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 48
Otrzymany obraz zarysowań oraz widoczna ich rozwartość wskazują na znaczne uplastycznienie zbrojenia i wpływ parametru ciągliwości stali na możliwość powstania znacznej lokalnej redystrybucji sił.
Zastosowanie cztery razy większego pola przekroju dodatkowego dolnego zbrojenia
wieńcowego pozwoliło uzyskać 40 procentowy przyrost nośności. Pod obciążeniami, przy których nastąpiło zniszczenie modeli ugięcia ekstremalne modeli
wyniosły: dla Modelu 1 – 401 mm, co stanowiło 1/15 sześciometrowej rozpiętości między podporami; dla Modelu 2 – 452 mm, co stanowiło 1/14 rozpiętości między podporami.
Uplastycznienie stali rozpoczęło się odpowiednio przy obciążeniu 8,2 kN/m2 (Model 1) i
9,63 kN/m2 (Model 2), co stanowiło odpowiednio 136% oraz 160% obciążenia charakterystycznego, na które projektowane były modele.
Podsumowanie Wnioski
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 49
W momencie zniszczenia uzyskano następujące obciążenia: 18,7 kN/m2 (Model 1) i 26,2 kN/m2 (Model 2), co stanowiło odpowiednio 3,1 oraz 4,4 razy większą wartość obciążenia charakterystycznego niż wartość na którą projektowane były modele.
Uzyskanie przewyższenia nośności w stanie awaryjnym nad ekstremalnym obliczeniowym
obciążeniem było możliwe dzięki zastosowaniu stali zbrojeniowej EPSTAL, która charakteryzuje się bardzo dużą ciągliwością. Stąd płynie wniosek o konieczności stosowania stali o bardzo dużej ciągliwości we wszystkich konstrukcjach, w których chcemy ograniczyć rozwój katastrofy postępującej.
Publikacje CPJS
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 50
NOWOŚĆ
Strona internetowa www.cpjs.pl
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 51
Dziękuję za uwagę
www.cpjs.pl
EPSTAL - stal zbrojeniowa o wysokiej ciągliwości Strona 52