Betonin raudoitus

Seuraa 
Viestejä9265
Liittynyt10.12.2006

En ymmärrä miten betonirakenne voi hyötyä raudoituksesta sen sisällä.. betonihan ei samalla tavalla oikein jousta kuin teräs.. vai joustaako? Miksi siitä tulee niin paljon lujempaa kun se valetaan raudoitukseen? Jos betonia sitten taivuttaa niin eikös se siitä raudasta huolimatta murru koska ei taivu? Ja murene sen raudan ympäriltä yms.. en vaan ole koskaan käsittänyt miten se toimii. Tuleeko keksistä lujempaa jos sen leipoo teräslangan ympärille?

くそっ!

Kommentit (6)

Vierailija
Ronron
En ymmärrä miten betonirakenne voi hyötyä raudoituksesta sen sisällä.. betonihan ei samalla tavalla oikein jousta kuin teräs.. vai joustaako? Miksi siitä tulee niin paljon lujempaa kun se valetaan raudoitukseen? Jos betonia sitten taivuttaa niin eikös se siitä raudasta huolimatta murru koska ei taivu? Ja murene sen raudan ympäriltä yms.. en vaan ole koskaan käsittänyt miten se toimii. Tuleeko keksistä lujempaa jos sen leipoo teräslangan ympärille?

Volitansin vastaus on oikea. mutta selittää asiasta kovin vähän, verrattuna siihen miten hyviä vastauksia fysiikka foorumilla yleensä näkyy saavan.

Eli jotta teräs voisi kantaa vetokuormat betonin murtumatta:
1) täytyy betonin pystyä siirtämään kuormia, eli sillä täytyy olla riittävä leikkauslujuus. Ja teräksen ja betonin rajapinnan leikkauskuormia siirtävän pintaalan tulee olla riittävän suuri suhteessa raudoitteen poikkipinnnasta riippuvaan teräksen lujuuteeen.

2) betonin murtovenymän vedossa täytyy olla riittävän suuri, jotta teräksen kimmomodulin ja betonin murtovenymän tulo tuottaa riittävän jännityksen suhteessa teräksen lujuuteen.
Suuremman lujuuden teräs ei lisää betonin ja teräksen liittorakenteen lujuutta lainkaan, mikäli tuo mainittu tulo on jo ennestään pienempi kuin heikomman teräslaadun myötäraja.
(ja näinhän asia ainakin tavallisilla betonilaaduilla nimenomaan on )
Teräshän ei teräsbetonin kantaessa ulkoisen taivuttavan kuorman voi omata suurempaa venymää kuin betoni, johon kuorma kohdistuu, vaan päinvastoin betonin pinta joutuu suuremmalle venymälle kuin pinnan sisällä oleva raudoitus jo ihan sillä perusteella, että sijaitsee lähempänä neutraaliakselia. Eli käytännössä betonin suurin sallittu venymä rajaa teräksen venymän alle sen, mitä teräs kestäisi yksinään, nyt tuo teräksen ylimääräinen lujuus jää reserviin, josta olisi hyötyä vasta betonin pinnan murtumisen jälkeen ...
Ylikuormitustilanteissa siis nimenomaan tulee pintaan halkeama ja liittorakenne notkahtaa, sensijaan että rakenne suoraan romahtaisi. Pysyihän se Turun kuuluisa myllysiltakin kuukausi tolkulla romahtamatta ...

Eli betonin ja teräksen liittorakenne on komposiitti minkä toimintaa komposiittiteoria kuvaa siinä missä lujitemuovejakin ja varsin hyvin. Betonin puristuslujuus vaan on huomattavan suuri verrattuna muoveihin, joten siinä matriisikin kantaa olennaisia määriä puristuksesta. toisin kuin muovi lujitemuoveissa kuitujen suunnissa.

Keksin lujittuminen riippuu sen leikkauslujuudesta sekä murtovenymästä, jos ne ovat riittäviä niin kyllä sitäkin voi kuiduilla lujittaa, tosin en ihan ymmärrä miksi pitäisi, ja mieluumin sitten jollain syötävällä kuidulla eikä teräksellä ...

Vierailija

Betoni joustaa itseasiassa enemmän kuin teräs, sillä sen kimmokerroin (jännityksen suhde muodonmuutokseen) on betonilaadusta riippuen 5-10 kertaa teräksen vastaavaa pienempi.

Teräsbetonirakenne kestää taivutusta pelkkää betonirakennetta enemmän, koska halkeilleessa tilassa rakenteen vedetyssä reunassa teräs ottaa vastaan kaiken vetorasituksen ja puristetulla reunalla betoni ottaa vastaan kaiken (voihan siellä tietysti olla terästäkin auttamassa) puristusjännityksen, mutta raudoittamattomassa rakenteessa ei halkeaman synnyttyä enää käytännössä kantavuutta ole, kun mikään ei ole vetojännitystä ottamassa. Teräsbetonirakenteet ovatkin lähes aina jossain määrin halkeilleita, sillä rakenteiden halkeilukestävyys saattaa olla melko pieni verrattuna niiden käyttökuormista aihutuviin rasituksiin.

Murtotilaa lähestyttäessä halkeamakoko kasvaa selvästi silmillä nähtäviksi useiden millien halkeamiksi. Murtotapa riippuu sitten siitä kuinka paljo terästä siellä vetopuolella on. Jos terästä on "vähän", tietyn kuormituksen jälkeen teräs alkaa myötää ja rakenteen taipuma alkaa kasvaa nopeammin. Lopulta joko teräkset napsahtavat poikki saavuttaessaan murtovenymänsä, tai betoni murtuu yläreunasta kun se saavuttaa murtovenymänsä. Tällöin murtotapa on selkeästi havaittava ja sitkeä. Jos terästä on "paljon", betoni saattaa saavuttaa murtopuristumansa ennekuin teräkset alkavat edes myötää. Tällöin taipumat pysyvät melko pieninä ja rakenteen murtotapa on äkillinen.

Periaatteessa raudoituksen lisääminen hiukan kasvattaa rakenteen halkeilukestävyyttä jäykistämällä rakennetta ja täten pienentämällä jännityksiä reunalla.

Jorma
Seuraa 
Viestejä2350
Liittynyt27.12.2008
kuukle
Ronron
En ymmärrä miten betonirakenne voi hyötyä raudoituksesta sen sisällä.. betonihan ei samalla tavalla oikein jousta kuin teräs.. vai joustaako? Miksi siitä tulee niin paljon lujempaa kun se valetaan raudoitukseen? Jos betonia sitten taivuttaa niin eikös se siitä raudasta huolimatta murru koska ei taivu? Ja murene sen raudan ympäriltä yms.. en vaan ole koskaan käsittänyt miten se toimii. Tuleeko keksistä lujempaa jos sen leipoo teräslangan ympärille?

Volitansin vastaus on oikea. mutta selittää asiasta kovin vähän, verrattuna siihen miten hyviä vastauksia fysiikka foorumilla yleensä näkyy saavan.

Eli jotta teräs voisi kantaa vetokuormat betonin murtumatta:
1) täytyy betonin pystyä siirtämään kuormia, eli sillä täytyy olla riittävä leikkauslujuus. Ja teräksen ja betonin rajapinnan leikkauskuormia siirtävän pintaalan tulee olla riittävän suuri suhteessa raudoitteen poikkipinnnasta riippuvaan teräksen lujuuteeen.

2) betonin murtovenymän vedossa täytyy olla riittävän suuri, jotta teräksen kimmomodulin ja betonin murtovenymän tulo tuottaa riittävän jännityksen suhteessa teräksen lujuuteen.
Suuremman lujuuden teräs ei lisää betonin ja teräksen liittorakenteen lujuutta lainkaan, mikäli tuo mainittu tulo on jo ennestään pienempi kuin heikomman teräslaadun myötäraja.
(ja näinhän asia ainakin tavallisilla betonilaaduilla nimenomaan on )
Teräshän ei teräsbetonin kantaessa ulkoisen taivuttavan kuorman voi omata suurempaa venymää kuin betoni, johon kuorma kohdistuu, vaan päinvastoin betonin pinta joutuu suuremmalle venymälle kuin pinnan sisällä oleva raudoitus jo ihan sillä perusteella, että sijaitsee lähempänä neutraaliakselia. Eli käytännössä betonin suurin sallittu venymä rajaa teräksen venymän alle sen, mitä teräs kestäisi yksinään, nyt tuo teräksen ylimääräinen lujuus jää reserviin, josta olisi hyötyä vasta betonin pinnan murtumisen jälkeen ...


Tämä ongelma voidaan osittain ratkaista käyttämällä esijännitettyä terästä valun yhteydessä. Menetelmä on hankalampi ja sitä käytetään vain vaativissa kohteissa. Teräksessä on silloin vetojännitys jo lepotilassa ja betonissa vastaavasti puristusjännitys. Silloissa ja suurissa parkkihallelleissa ratkaisua käytetään.

Vierailija
Jorma

Tämä ongelma voidaan osittain ratkaista käyttämällä esijännitettyä terästä valun yhteydessä. Menetelmä on hankalampi ja sitä käytetään vain vaativissa kohteissa. Teräksessä on silloin vetojännitys jo lepotilassa ja betonissa vastaavasti puristusjännitys. Silloissa ja suurissa parkkihallelleissa ratkaisua käytetään.



Esijännitettyä terästä käytetään nykyään lähes kaikissa rakennusprojekteissa, sillä ontelolaatasto taitaa olla se suosituin välipohjatyyppi lähes kaikessa rakentamisessa. Lisäksi kaikki vähänkin pidemmän jännevälin betonisten rakennusten (hallit, marketit) kattopalkit ovat esijännitettyjä elementtejä. Silloissa taas harvemmin käytetään esijännittetyä terästä, ellei rakenneta elementeistä, vaan niissä on yleisempää terästen jälkijännitys.

Jorma
Seuraa 
Viestejä2350
Liittynyt27.12.2008
Jayjay
Jorma

Tämä ongelma voidaan osittain ratkaista käyttämällä esijännitettyä terästä valun yhteydessä. Menetelmä on hankalampi ja sitä käytetään vain vaativissa kohteissa. Teräksessä on silloin vetojännitys jo lepotilassa ja betonissa vastaavasti puristusjännitys. Silloissa ja suurissa parkkihallelleissa ratkaisua käytetään.



Esijännitettyä terästä käytetään nykyään lähes kaikissa rakennusprojekteissa, sillä ontelolaatasto taitaa olla se suosituin välipohjatyyppi lähes kaikessa rakentamisessa. Lisäksi kaikki vähänkin pidemmän jännevälin betonisten rakennusten (hallit, marketit) kattopalkit ovat esijännitettyjä elementtejä. Silloissa taas harvemmin käytetään esijännittetyä terästä, ellei rakenneta elementeistä, vaan niissä on yleisempää terästen jälkijännitys.

Ei ammattilaisena taisin yleistää liikaa. Autoni on tallissa, joka on rakennettu esjännitetyistä elementeistä. Edellisen asunnon ikkunasta näki kun rautatiesiltaa rakennettiin, Venäläinen, maailman vahvin helikopteri nosti elementit paikalleen. ( Igelstabron)

Uusimmat

Suosituimmat