7.14 : Zbrojenia w betonie

Beton zbrojony to materiał kompozytowy szeroko stosowany w budownictwie, łączący wytrzymałość betonu na ściskanie z wytrzymałością stali na rozciąganie. Ta synergia jest niezbędna, ponieważ beton, choć doskonale opiera się ściskaniu, jest słaby pod wpływem rozciągania. Pręty stalowe lub pręty zbrojeniowe są osadzone w betonie, aby poradzić sobie z tymi siłami rozciągającymi. Wybór stali jest strategiczny; ma ona podobny współczynnik rozszerzalności cieplnej jak beton, co zapewnia jednorodność w odpowiedzi na zmiany temperatury.

Stal używana w żelbecie jest zazwyczaj produkowana w procesie walcowania na gorąco. Te pręty zbrojeniowe mają okrągły przekrój poprzeczny, są dostępne w standardowych średnicach i długościach i mają żebra powierzchniowe, które wzmacniają ich wiązanie z betonem. Są one klasyfikowane do różnych gatunków, które odpowiadają granicy plastyczności stali.

Projektowanie konstrukcji żelbetowej obejmuje obliczenie optymalnego przekroju poprzecznego stali, która jest potrzebna. Może się to różnić, obejmując więcej prętów o mniejszej średnicy lub mniej prętów o większej średnicy, w zależności od wymagań konstrukcyjnych. Układ tych wzmocnień jest określany przez czynniki takie jak wymiary elementu betonowego, wymagana otulina betonowa i niezbędny odstęp między prętami, aby umożliwić przejście kruszywa betonowego.

Oprócz głównego zbrojenia, inne formy obejmują strzemiona i zbrojenia spiralne, które pomagają zachować integralność konstrukcji. Innowacje takie jak beton zbrojony włóknami, który zawiera włókna, i ferrocement, który wykorzystuje siatkę, również stanowią postęp w technikach zbrojenia, oferując zwiększoną trwałość i wytrzymałość.