Beton v oblasti tlaku

Úvod

Železobeton je heterogenní kompozitní materiál. Jeho chování je ovlivněno především následujícími čtyřmi složkami.

• Nelineární σ-ε vztah
• Selhání v tlaku
• Vývoj trhlin při tahu
• Zvýšení pevnosti pro obepínaný beton

Beton v tlakovém rozsahu

Chování materiálu

Beton vykazuje při krátkodobém jednoosém tlakovém zatížení napěťově-deformační chování, které je znázorněno na následujícím obrázku. Toto chování lze hrubě rozdělit do tří oblastí.

Nelineární tlakové chování betonu

Oblast I V oblasti do přibližně σ_c ≤ 0,4·f_c vykazuje beton téměř lineárně elastické chování.

Oblast II S rostoucím zatížením vznikají mikrotrhliny, které vedou ke snížení tuhosti a k nadproporcionálnímu zvýšení deformace až k dosažení pevnosti v tlaku f_c. Jak snížení tuhosti, tak dosažitelná pevnost jsou silně závislé na rychlosti zatížení. Trvalá pevnost je oproti krátkodobé pevnosti snížena.

Oblast III Při zkouškách řízených deformací dochází v následující oblasti se zvyšující se deformací a postupujícím poškozením betonové struktury k poklesu napětí. Průběh křivky v klesající oblasti je výsledkem lokálního poškození či uvolnění betonového tělesa. Při zkouškách řízených zatížením by se třetí oblast neobjevila, nastalo by křehké lomové selhání.

Model materiálu

Pro popis chování materiálu v tlakovém rozsahu při jednoosém zatížení byla v EN 1992-1-1 zahrnuta následující funkce dle (3.14).

Výsledný průběh křivky je schematicky zobrazen na následujícím obrázku.

Chování betonu v tlaku v závislosti na přetvoření a deformaci

Podle EC 2, 3.1.5(2) je možné použít jiné idealizované napěťově-deformační křivky, pokud přiměřeně vystihují chování zkoumaného betonu.

Předpoklady pro SLS

Napěťově-deformační křivka podle EC 2, (3.14) pro beton se používá pro posouzení mezního stavu použitelnosti s průměrnými pevnostmi materiálů.

Předpoklady pro ULS

Napěťově-deformační křivka podle EC 2, (3.14) pro beton může být použita pro posouzení únosnosti. V rovnici a v hodnotě k se přitom f_cm nahradí návrhovou hodnotou pevnosti betonu v tlaku f_cd a E_cm se nahradí E_cd = E_cm / γ_CE (5.20).