Stal w budownictwie

Jedno z najbardziej doskonałych połączeń w budownictwie, które może przetrwać wiele dziesięcioleci to połączenie betonu i stali zbrojeniowej. Dzieje się tak z uwagi na niewielkie różnice w wartości współczynnika liniowej rozszerzalności termicznej obu materiałów. Dzisiejsze budownictwo bez żelbetu nie istnieje. Praktycznie na każdej budowie go spotykamy. Warto więc dbać o jakość jego składników. O betonie już co nieco mówiliśmy (link do artykułu) tym razem zajmiemy się stalą. Ciekawi?

Dwie normy

Tematyka dotycząca zbrojenie jest obecnie dosyć nietypowa. Wszystko dlatego, że żyjemy w czasach obowiązywania dwóch norm mówiących o stali zbrojeniowej. Chodź obie znacznie się od siebie różnią to jedna i druga może być z powodzeniem stosowana. Obecnie obowiązujący jest tzw. Eurokod 2, czyli norma PN-EN 1992-1-1:2008, więc norma europejska. Przed jego wprowadzenie na polskich budowach obowiązywała wyłącznie polska norma PN-B-03264:2002, w której to mamy zupełnie inną klasyfikację stali oraz oznaczenia jej gatunków. Eurocod 2 nie wyparł z rynku polskiej normy i nadal możemy projektować „po staremu”, jednak należy być konsekwentnym. Decydując się na jedne przepisy, powinniśmy się ich trzymać aż do końca inwestycji.

Fot. 1. Widok konstrukcji w trakcie wykonywania zbrojenia [9]

PN-B-03264:2002 – norma polska

Norma polska rozróżnia pięć klas prętów zbrojeniowych do których są przyporządkowane gatunki stali. Klasa A-0 oraz A-I to pręty gładkie (nieżebrowane). Ich przeznaczenie to głównie zbrojenie pomocnicze oraz strzemiona. Pozostałe klasy to pręty żebrowane, przy czym istniej też ich wyraźne rozróżnienie, tak więc:
A-II to stal jednoskośnie żebrowana;
A-III to stal dwuskośnie żebrowana;
A-IIIN to stal dwuskośnie żebrowana z dodatkowymi krótkimi żeberkami podłużnymi.

Oprócz klasy stali określamy również jej gatunek. Dopuszczone do użytku są wszystkie gatunki stali, które zostały uwzględnione w normie, jak również te na które producent otrzymał certyfikat. Oznaczenia składają się z liter oraz cyfr. Norma, o której mowa uwzględnia kilkanaście gatunków stali przeznaczonej do zbrojenia. Oczywiście nie jest potrzebna nauka tych gatunków na pamięć, jednak dobrze jest wiedzieć jak to czytać.

Przykład:
Stal klasy A-I, gatunek St3S-b
A-I – stal okrągła gładka;
St – stal konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia;
3 – liczba określająca zawartość węgla;
S – możliwość spawania stali;
b – stal przydatna do zbrojenia betonu.

W celu bliższego zapoznania się z tym typem oznaczeń zachęcam do lektury normy PN-B-03264:2002

PN-EN 1992-1-1:2008- norma europejska

Europejskie podejście do określania stali zbrojeniowej nie przewiduje podziału na klasy wytrzymałości, a co za tym idzie nie uwzględnia również oznaczenia gatunków znanego z „polskiego podejścia”. Eurokod sugeruje by posługiwać się określeniem specyficznych właściwości stali. Aby je lepiej zrozumieć, zabierzmy się od razu za konkretne oznaczenie.

Przykład:
BSt500S(A)
BSt – to stal, która jest przeznaczona do stosowania w budownictwie;
500 – liczba określająca granicę plastyczności stali wyrażoną w MPa;
S – stal specjalna, czyli przeznaczona do zbrojenia (wielu producentów pomija to oznaczenie);
A – klasa stali, lecz w innym rozumieniu niż w PN-EN 1992-1-1:2008.

Wyjaśnienie:
1. Granica plastyczności to takie naprężenie po przekroczeniu, którego występują w materiale nieodwracalne uszkodzenia.
2. Klasy stali wg Eurokodu 2.
W przeciwieństwie do normy polskiej klasa stali nie ma związku z jej wytrzymałością, w tym ujęciu oznacza charakterystyczną granicę plastyczności, ciągliwości jak również charakterystyczne odkształcenia spowodowane maksymalną siłą. Norma wyróżnia klasę A,B i C. Na tym etapie nie będziemy rozwijać tego tematu, to zagadnienie wymaga obszerniejszego artykułu.

Norma europejska, za stal przeznaczoną do zbrojenia uznaje wyłącznie stal żebrowaną o granicy plastyczności min 400 MPa. Oznacza to, że jednoznacznie eliminuje dopuszczane przez polską normę pręty gładkie. Wyjątkiem może być siatka zbrojeniowa fabrycznie zgrzewana.

Kształtowniki stalowe

Nazywane również profilami, są to elementy konstrukcyjne posiadające stały przekrój poprzeczny o znacznie mniejszym wymiarze niż ich długość. Zazwyczaj wykonywane ze stali giętej na zimno lub też walcowanej na gorąco. Można także spotkać profile z aluminium bądź tworzywa sztucznego.
Najczęściej spotykane kształtowniki posiadają przekrój poprzeczny mocno przypominający jedną z liter alfabetu- stąd też czerpią swoją nazwę:

Fot. 2. Kształtowniki stalowe [6]

Pozostałe wyroby stalowe

Oczywiście w budownictwie występuje bardzo wiele elementów stalowych i nie sposób ich wszystkich wymienić, jednak postaram się wskazać kilka z tych najczęściej stosownych na budowach na których bywam.

1. Płaskowniki, czyli pręt płaski o przekroju prostokątnym.

Fot. 3. Płaskownik [8]

2. Bednarka to stalowa taśma o grubości 1-5 mm. zwijana w kręgi. Często stosowna jako uziemieni instalacji elektrycznych oraz szeroko w budownictwie ogólnym np. zbrojenie nadproży Kleina.

Fot. 4. Bednarka [5]

3. Blacha jest wyrobem hutniczym o niewielkiej grubości w stosunku do szerokości i długości. Występuje jako element gładki bądź fakturowany. Blachy dzielimy na rodzaje głównie ze względu na grubość.

Fot. 5. Drzwiczki z blachy [7]

4. Blachy profilowane najczęściej wykorzystywane na pokrycia dachowe, zazwyczaj pokryte powłoką ochronną. Najczęściej spotykamy blachy faliste i trapezowe.
5. Rury stalowe elementy o przekroju w kształcie pierścienia i zdecydowanie większej długości, stosowane jako przewody do prowadzenia różnego rodzaju cieczy i gazów.
6. Stalowe wyroby tłoczone, więc wanny, zlewozmywaki, ale także wkręty, śruby, gwoździe itp.

Podsumowanie

To co zostało tutaj przedstawione do tylko kilka przykładów elementów stalowych, nie poruszyliśmy jeszcze zagadnienia metali kolorowych, korozji oraz definiowania stali z uwagi na jej skład, a także możliwych reakcji w połączeniu z innymi materiałami. Ale nie wszystko od razu, krok po kroczu będziemy wspólnie dążyli do pogłębiania wiedzy budowlanej 🙂

Wszystkiego Budowlanego,
pozdrawiam
Tomek z naukabudowanictwa.pl

Bibliografia:
Na podstawie wiedzy własnej oraz w oparciu o:
Literatura:
1. Mirosława Popek, Bożena Wapińska, Podstawy budownictwa, WSIP, Warszawa 2009.
2. Edward Szymański, Murarstwo i tynkarstwo, technologia materiały, WSIP, Warszawa 2010.

Normy:
3. PN-EN 1992-1-1:2008 Projektowanie konstrukcji z betonu
4. PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone — Obliczenia statyczne i projektowanie

Strony Internetowe:
5. https://pl.wikipedia.org [online] [dostęp 04 marca 2019, godzina 10.20] Dostępne w Internecie:https://pl.wikipedia.org/wiki/Bednarka_(materia%C5%82y_budowlane)#/media/File:Po%C5%82%C4%85czenie_wyr%C3%B3wnawcze.JPG
6. https://pl.wikipedia.org [online] [dostęp 04 marca 2019, godzina 10.30] Dostępne w Internecie: https://pl.wikipedia.org/wiki/Kszta%C5%82townik
7. https://pl.wikipedia.org [online] [dostęp 04 marca 2019, godzina 11.20] Dostępne w Internecie: https://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Blecht%C3%BCr_mit_X-Versteifungsbiegung.jpg
8. https://pl.wikipedia.org [online] [dostęp 04 marca 2019, godzina 9.20] Dostępne w Internecie:https://pl.wikipedia.org/wiki/P%C5%82askownik#/media/File:Metal_strip_cast_by_Elrod_machine.jpg
9. https://pl.wikipedia.org [online] [dostęp 04 marca 2019, godzina 10.50] Dostępne w Internecie: https://pl.wikipedia.org/wiki/Zbrojenie#/media/File:RebarCloseup.jpg