W przypadku, gdy pręt nie jest zakotwiony na wystarczającą głębokość, to powstałe naprężenia w zbrojeniu spowodują osiągnięcie granicznych naprężeń przyczepności, w wyniku których pręt będzie wyciągany z betonu powodując uszkodzenia betonu. Długość zakotwienia prętów jest więc bardzo ważnym elementem podczas wymiarowania elementów żelbetowych. Aby wyznaczyć długość zakotwienia należy sprawdzić podstawową wymaganą długość zakotwienia lb,rqd oraz obliczeniową długość zakotwienia lbd.
Podstawowa wymagana długość zakotwienia prętów lb,rqd
Podstawowa wymagana długość zakotwienia zakłada, że na długości, na której wykonano zakotwienie, naprężenia przyczepności są stałe i równe.
\[l_{b,rqd} = \frac{φ}{4}\frac{σ_{sd}}{f_{bd}}
\]
gdzie:
φ – średnica pręta,
σsd – naprężenie obliczeniowe, od którego odmierza się długość zakotwienia. Jeśli obliczeniowa granica plastyczności zbrojenia ma być wykorzystana w całości, to σsd = fyd,
fbd – graniczne naprężenie przyczepności.
f_{bd} = 2,25⋅η_1⋅η_2⋅f_{ctd}
\]
gdzie:
fctd – obliczeniowa wytrzymałość betonu na rozciąganie, lecz nie większa niż przypisane betonowi C60/75,
η1 – współczynnik zależny od warunków przyczepności i pozycji pręta w trakcie betonowania:
– η1=1,0, gdy warunki przyczepności są dobre,
W pozostałych przypadkach:
– η1=0,7, stosowane dla prętów w elementach konstrukcji wykonywanych w formach ślizgowych (za wyjątkiem przypadków, w których może wykazać, że warunki przyczepności są dobre),
Współczynnik η2 zależny od średnicy pręta:
– η2=1,0, gdy φ ≤ 32 mm,
– η2=(132-φ)/100, gdy φ >32 mm.
f_{ctd} = \frac{f_{ctk}}{γ_c}
\]
Gdzie:
fctk – charakterystyczna wytrzymałość betonu na rozciąganie,
γc – współczynnik częściowy betonu.
Warunki przyczepności
Warunki przyczepności są dobre, jeśli:
- pręty są ułożone względem poziomu pod kątem 45° – 90°:
- pręty są ułożone pod mniejszym kątem i grubość elementu jest nie większa niż 250 mm:
Dobre warunki są również w sytuacji, gdy pręty znajdują się w grubszych elementach niż 250 mm. Są to pręty leżące w dolnej połowie grubości elementu oraz w przypadku elementów grubszych niż 600 mm, leżące co najmniej 300 mm od górnej krawędzi/powierzchni elementu.
Słabe warunki przyczepności występują w przypadku, gdy pod prętami ułożonymi w górnej części elementu znajduje się warstwa betonu grubsza niż 250 mm, natomiast dla elementów grubszych niż 600 mm warstwa betonu jest grubsza niż 300 mm.
Obliczeniowa długość zakotwienia prętów lbd
Obliczeniowa długość zakotwienia to długość, jaka wystarczy do przeniesienia obliczeniowej siły Asσsd. Długość ta zależy od takich czynników, jak:
- sposobu zakończenia pręta, np. zakończenie prętem prostym, hakiem, pętlą, itp.,
- grubość otuliny i odstępy pomiędzy prętami,
- zbrojenia poprzecznego zespojonego i niezespojonego z analizowanym prętem (zbrojenie niezespojone z analizowanym prętem ogranicza odkształcenia betonu),
- naprężenia normalne prostopadłe do pręta.
Obliczeniową długość zakotwienia wyznacza się z następującego wzoru:
\[l_{bd} = α_1⋅α_2⋅α_3⋅α_4⋅α_5⋅l_{b,rqd}
\]
lecz nie mniej niż:
- dla prętów rozciąganych:
l_{b,min} = max[0,3⋅l_{b,rqd} \quad ; \quad 10φ \quad ; \quad 100 mm]
\]
- dla prętów ściskanych:
l_{b,min} = max[0,6⋅l_{b,rqd} \quad ; \quad 10φ \quad ; \quad 100 mm]
\]
Zobacz też:
Minimalna wewnętrzna średnica zagięcia
