Ścinanie powstaje w wyniku działania naprężeń stycznych proporcjonalnych do siły poprzecznej. W elementach żelbetowych ścinanie rozpatruje się w przypadku stref przypodporowych belek, słupów oraz niektórych płyt. Ścinanie w płytach występuje, gdy płyty opierają się bezpośrednio na słupach – w takiej sytuacji powstaje ścinanie przestrzenne, które zgodnie z Eurokodem rozpatruje się uogólnioną metodą stosowaną w przypadku belek. Ścinanie jest nieodłącznym elementem związanym ze zginaniem. Zbrojenie poprzeczne na ścinanie występuje zwykle w postaci pionowych strzemion, czasami również strzemion nachylonych bądź prętów odgiętych. Pręty odgięte bądź ukośne stosuje się w specjalnych przypadkach, gdy maksymalne zbrojenie strzemion jest niewystarczające.
Minimalne zbrojenie poprzeczne na ścinanie
Minimalne zbrojenie poprzeczne na ścinanie stosujemy w sytuacji, gdy obliczeniowe naprężenie styczne vEd wywołane działaniem obciążeń zewnętrznych jest większe niż wytrzymałość przekroju niezbrojonego na ścinanie vRd,c.
\(v_{Ed} ≥ v_{Rd,c}
\)
gdzie:
vEd – obliczeniowe naprężenia styczne wywołane obciążeniem zewnętrznym,
vRd,c – wytrzymałość przekroju niezbrojonego na ścinanie.
Jeśli wytrzymałość przekroju niezbrojonego na ścinanie jest większe od obliczeniowego naprężenia, wówczas nie ma konieczności stosowania zbrojenia na ścinanie. W takich sytuacjach należy jednak stosować minimalne zbrojenie na ścinanie stosowane w celach konstrukcyjnych (związania zbrojenia podłużnego). Należy stosować zbrojenie o przekroju spełniającym następujący warunek stopnia zbrojenia:
\(\rho_w = \frac{A_{sw}}{s⋅b_w⋅sinα}≥\rho_{min}
\)
gdzie:
Asw – pole przekroju zbrojenia na ścinanie,
s – rozstaw zbrojenia na ścinanie,
bw – szerokość środnika elementu,
α – kąt między zbrojeniem na ścinanie i osią podłużną elementu (kąt nachylenia zbrojenia na ścinanie powinien wynosić pomiędzy 45° a 90°),
ρmin – minimalny stopień zbrojenia na ścinanie.
Minimalny stropień zbrojenia na ścinanie wyznacza się ze wzoru:
\(\rho_{min} = 0,08⋅ \frac{\sqrt{f_{ck}}}{f_{yk}}
\)
gdzie:
fck – charakterystyczna wytrzymałość walcowa na ściskanie betonu po 28 dniach,
fyk – charakterystyczna granica plastyczności zbrojenia.
Rozstaw zbrojenia na ścinanie
Minimalny rozstaw zbrojenia na ścinanie nie jest normowany. Należy jednak pamiętać o technologii wykonania elementu (możliwość zagęszczenia mieszanki betonowej). Maksymalny rozstaw zbrojenia na ścinanie jest ograniczony bez względu na wymagania związane z minimalnym polem przekroju zbrojenia poprzecznego. Maksymalny rozstaw zbrojenia na ścinanie można wyznaczyć zgodnie z poniższym wzorem:
\(s_{l,max} = 0,75⋅d⋅(1+ctgα)≤600
\)
gdzie:
d – wysokość użyteczna przekroju.
W przypadku prętów odgiętych ich maksymalny rozstaw podłużny powinien wynosić:
\(s_{l,max} = 0,6⋅d⋅(1+ctgα)
\)
Podłużny rozstaw zbrojenia poprzecznego powinien spełniać następujący warunek:
\(s ≤ 12,5 ⋅ \frac{A_{sw}⋅f_{yd}}{b_w⋅sinα⋅\sqrt{f_{ck}}}
\)
gdzie:
fyd – obliczeniowa granica plastyczności zbrojenia.
Zobacz też:
Długość zakładu prętów zbrojeniowych
Długość zakotwienia prętów zbrojeniowych
