Beton zarysowany i niezarysowany – Aspekty projektowania kotew

To, czy beton jest zarysowany czy niezarysowany, jest istotnym czynnikiem przy doborze i projektowaniu kotew. Obciążenia działające na konstrukcję betonową mogą powodować powstawanie stref ściskanych i rozciąganych, a naprężenia rozciągające mogą prowadzić do powstawania rys, które wpływają na zachowanie systemu kotwiącego.

W przypadku konstrukcyjnych zastosowań kotwiących wybrana kotwa musi być odpowiednia do przewidywanego stanu betonu i stosowana w zakresie określonym w odpowiednim dopuszczeniu produktu.

Dlaczego zarysowanie betonu ma znaczenie dla kotwienia

Beton bardzo dobrze przenosi naprężenia ściskające, ale ma stosunkowo ograniczoną zdolność do przenoszenia naprężeń rozciągających. Tam, gdzie występują siły rozciągające, zbrojenie przejmuje znaczną część tych naprężeń, jednak w otaczającym betonie nadal mogą powstawać niewielkie rysy.

Rysy te mogą powstawać w wyniku obciążeń konstrukcyjnych, skurczu, zmian temperatury, wymuszonych odkształceń lub innych oddziaływań. Mogą również rozwijać się lub zmieniać w czasie eksploatacji konstrukcji.

Kotwa zamontowana w obszarze, w którym mogą powstawać rysy, musi więc zachować wymagane parametry również wtedy, gdy zmienia się stan betonu.

Strefy ściskane i rozciągane w betonie

Rozkład naprężeń w elemencie betonowym może powodować powstawanie obszarów, w których dominują naprężenia ściskające, oraz obszarów poddanych naprężeniom rozciągającym.

Rzeczywisty stan naprężeń powinien zostać określony w ramach projektu konstrukcyjnego. Jeżeli nie można wiarygodnie przyjąć, że beton pozostanie niezarysowany, dobór i obliczenia kotew powinny uwzględniać beton zarysowany.

Dowiedz się więcej o obciążeniach rozciągających i ścinających >

Kotwienie w betonie niezarysowanym

Beton niezarysowany to beton, w którym w miejscu zakotwienia nie przewiduje się powstawania rys w odpowiednich warunkach projektowych.

Jeżeli można wykazać, że beton pozostanie niezarysowany, odpowiednia może być szersza gama produktów kotwiących. Wybrana kotwa musi jednak nadal być stosowana zgodnie z warunkami określonymi w jej dokumentacji technicznej oraz odpowiedniej Europejskiej Ocenie Technicznej (ETA).

Czynniki takie jak wytrzymałość betonu, rozstaw kotew, odległość od krawędzi, głębokość zakotwienia i przyłożone obciążenia pozostają istotne niezależnie od tego, czy beton jest zarysowany czy niezarysowany.

Kotwienie w betonie zarysowanym

Kotwy montowane w betonie zarysowanym muszą być zdolne do zachowania wymaganych parametrów, gdy w pobliżu zakotwienia pojawiają się lub zmieniają rysy.

Odpowiednimi rozwiązaniami mogą być mechaniczne i chemiczne systemy kotwiące, które zostały specjalnie ocenione do stosowania w betonie zarysowanym. Właściwy system zależy od zastosowania, warunków obciążenia, geometrii montażu oraz zakresu odpowiedniego dopuszczenia.

Nie należy automatycznie zakładać, że kotwa odpowiednia do betonu niezarysowanego jest również odpowiednia do betonu zarysowanego.

Dowiedz się więcej o kotwach mechanicznych i chemicznych >

Jak zarysowanie może wpływać na parametry kotwy

Rysa przebiegająca przez kotwę lub w jej pobliżu może zmieniać sposób przenoszenia sił pomiędzy kotwą a otaczającym betonem.

W zależności od systemu kotwiącego zarysowanie może wpływać na:

• Rozpieranie i przenoszenie obciążeń w betonie
• Odporność na wyciągnięcie
• Odporność na wyrwanie stożka betonu
• Sztywność i przemieszczenie kotwy
• Wzajemne oddziaływanie kotew w grupie
• Wpływ odległości od krawędzi i rozstawu kotew

Dlatego stan betonu stanowi część projektu konstrukcyjnego kotwienia i nie powinien być traktowany wyłącznie jako odrębny szczegół montażowy.

Typowe sposoby zniszczenia kotew

Nośność kotwy zależy od czegoś więcej niż tylko od wytrzymałości samej stali. W zależności od kotwy, stanu betonu, geometrii i kierunku obciążenia należy uwzględnić różne sposoby zniszczenia.

Zniszczenie stali

Zniszczenie stali może nastąpić, gdy siły działające na zakotwienie przekroczą nośność stalowego elementu. Na tę nośność wpływają średnica kotwy, materiał oraz jego wytrzymałość.

Wyciągnięcie kotwy

Do wyciągnięcia dochodzi, gdy kotwa zostaje wyciągnięta z materiału podłoża, zanim w otaczającym betonie wystąpi inny decydujący sposób zniszczenia. Konstrukcja kotwy, sposób montażu i głębokość zakotwienia wpływają na odporność na wyciągnięcie.

Wyrwanie stożka betonu

Obciążenie rozciągające może spowodować wyrwanie fragmentu betonu wokół kotwy w kształcie stożka. Na dostępną nośność mogą wpływać głębokość zakotwienia, rozstaw kotew, odległości od krawędzi oraz wytrzymałość betonu.

Rozłupanie betonu

Do rozłupania może dojść, gdy naprężenia generowane przez zakotwienie przekraczają zdolność elementu betonowego do ich przeniesienia. Małe odległości od krawędzi, ograniczony rozstaw, niewielkie wymiary elementu oraz siły rozpierające mogą przyczyniać się do tego rodzaju zniszczenia.

Zniszczenie krawędzi betonu

Jeżeli obciążenie ścinające działa blisko krawędzi elementu betonowego, część krawędzi betonu może ulec wyłamaniu. Odległość od kotwy do krawędzi jest więc istotnym parametrem projektowym dla kotew obciążonych ścinaniem.

Rozstaw kotew i odległości od krawędzi

Beton zarysowany jest tylko jednym z warunków, które mogą wpływać na nośność kotwy. Rozstaw kotew, odległość od krawędzi, głębokość zakotwienia i grubość elementu betonowego również wpływają na sposób przenoszenia obciążeń do otaczającego materiału.

Kotwy zamontowane blisko siebie mogą wzajemnie na siebie oddziaływać, natomiast kotwy umieszczone blisko krawędzi mogą mieć niższą nośność betonu.

Poznaj rozstaw kotew, odległości od krawędzi i warunki montażu >

Szczególne wymagania dotyczące płyt kanałowych

Płyty kanałowe wymagają szczególnej uwagi, ponieważ dostępna grubość betonu może być ograniczona przez wewnętrzne kanały oraz układ zbrojenia.

Położenie kotwy, głębokość wiercenia i sposób montażu należy więc dokładnie sprawdzić w odniesieniu do konstrukcji płyty, dopuszczenia kotwy oraz wszelkich wymagań określonych przez producenta płyty.

Kotew do płyt kanałowych nie należy dobierać wyłącznie na podstawie ich parametrów w betonie pełnym.

Dobór kotew do betonu zarysowanego

W zastosowaniach konstrukcyjnych odpowiednia dokumentacja produktu powinna jednoznacznie potwierdzać, czy kotwa jest odpowiednia do betonu zarysowanego i w jakich warunkach może być stosowana.

Przy wyborze kotwy należy sprawdzić między innymi:

• Czy beton zarysowany jest objęty dopuszczeniem
• Dopuszczalne klasy wytrzymałości betonu
• Średnicę kotwy i efektywną głębokość zakotwienia
• Obciążenia rozciągające, ścinające i złożone
• Minimalne odległości od krawędzi i rozstaw kotew
• Grubość elementu betonowego
• Wymagania dotyczące odporności ogniowej lub sejsmicznej, jeśli mają zastosowanie
• Instrukcje montażu i przygotowanie otworu

Dopuszczenia do stosowania w betonie zarysowanym nie należy automatycznie interpretować jako dopuszczenia do obciążeń sejsmicznych. Jeżeli wymagana jest odporność sejsmiczna, wybrana kotwa musi posiadać odpowiednią ocenę dla tego zastosowania.

Obliczanie kotew w betonie zarysowanym i niezarysowanym

W przypadku konstrukcyjnych mocowań w betonie stan betonu należy oceniać łącznie z przyłożonymi obciążeniami, geometrią kotwy, rozstawem, odległościami od krawędzi i głębokością zakotwienia.

Fabory Anchor Calculator pomaga projektować kotwy montowane po wykonaniu konstrukcji do zastosowań konstrukcyjnych w betonie zgodnie z EN 1992-4.

Użyj kalkulatora, aby:

• Wykonywać obliczenia dla betonu zarysowanego i niezarysowanego
• Oceniać obciążenia rozciągające, ścinające i złożone
• Uwzględniać rozstaw kotew i odległości od krawędzi
• Oceniać różne konfiguracje kotew
• Oceniać warunki projektowe dotyczące pożaru i oddziaływań sejsmicznych, jeśli mają zastosowanie
• Generować raporty obliczeniowe do dokumentacji projektowej

Skorzystaj z Fabory Anchor Calculator >

Beton zarysowany, EN 1992-4 i dokumentacja ETA

W przypadku konstrukcyjnych mocowań montowanych po wykonaniu konstrukcji w betonie w Europie norma EN 1992-4 określa ramy projektowe stosowane razem z danymi dotyczącymi parametrów konkretnego produktu zawartymi w odpowiedniej Europejskiej Ocenie Technicznej (ETA).

ETA określa warunki, w których kotwa została oceniona. Mogą one obejmować wytrzymałość betonu, beton zarysowany lub niezarysowany, wymiary kotwy, wymagania montażowe i inne parametry zastosowania.

Dobór kotew konstrukcyjnych powinien więc opierać się zarówno na wymaganiach projektowych, jak i zakresie dopuszczenia konkretnego produktu.

Więcej informacji technicznych o kotwieniu

Poznaj dalsze materiały techniczne Fabory dotyczące kotwienia:

• Rodzaje kotew >
• Obciążenia kotew >
• Materiały podłoża do kotwienia >
• Warunki kotwienia >
• Praktyczne projektowanie kotew >
• Poznaj wszystkie materiały techniczne dotyczące kotwienia >

Potrzebujesz pomocy w zastosowaniu kotew?

Dobór kotew do betonu zarysowanego może być bardziej złożony, gdy występują obciążenia konstrukcyjne, wiele kotew, ograniczone odległości od krawędzi lub dodatkowe wymagania dotyczące odporności ogniowej bądź sejsmicznej. Specjaliści techniczni Fabory mogą pomóc w ocenie wymagań aplikacji i wyborze odpowiedniego rozwiązania kotwiącego.

Skontaktuj się z naszymi specjalistami technicznymi >

Najczęściej zadawane pytania dotyczące betonu zarysowanego i kotew

Znajdź odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące betonu zarysowanego, stref rozciąganych i doboru kotew konstrukcyjnych.