Anvendelse av fiberarmering i bærende konstruksjoner

Status for Norske regler:
Anvendelse av fiberarmering i
bærende konstruksjoner
Terje Kanstad
Gruppe for betong
Institutt for konstruksjonsteknikk
NTNU, Trondheim
COIN - Concrete Innovation Centre
Funded by the Norwegian research
council and the concrete industry
Forslag til fiberveiledning:
Dimensjonering, utførelse & kontroll
 Gyldighetsområde
 Testmetoder
 Design-parametre & styrke-klasser
 Test program for betongprodusenter
 Design-metoder (formler & ligninger)
 Typisk materialoppførsel for aktuelle betonger
 Per i dag en COIN-rapport som er sendt Norsk
Betongforening for videre behandling
Working group:
Representanter for COIN-partnerne: Rescon
Mapei, Unicon, Veidekke, Spenncon
Sintef & NTNU
I tillegg: Multiconsult, Bekaert
Arbeidet, spesielt dimensjoneringsdelen er
sterkt påvirket av FIB komite 8.3 (Model
Code 2010)
Gyldighetsområde
Konstruksjoner med hardening …..
Kan oppnås ved:
Fiber alene
Fiber og annen armering
Fiber og annen lastbæring
Veiledningen gjelder for støpbar ikkevibrert betong –
flowable betong er ønskelig
Typiske anvendelser:






Fundamenter
Vegger, skiver og skall
Bjelker
Dekker, fribærende og på mark
Rør og kulverter
Dimensjonering av golv på grunnen og
sprøytebetong for lastvirkninger
Test metoder: NS-EN 14651
NS-EN 14651
Load
Crackwidth
Eksempel på god fiberbetong
B70 – fR3/fftkres2,5=10/4
Design parametres
 Rest bøyestrekk fasthet : fRi
 Rest strekkfasthet
: fftk,res 2,5 = 0,37 fR3
Rest fasthetsklasser
B25 – 0,5vol%(4,5kg 48mm synth. fiber)
B25 – 0,5vol%(39kg 60mm stålfiber)
B45 – 1,0vol% stål + 1,0%synth
B70 – 1,0vol% stål
Betongprodusent test program
 Må verifisere restfastheten med jevne mellomrom: scope
og prosedyrer er beskrevet
Mer verifikasjon og kontroll:
Fersk betong testing skal også gjennomføres:
NTNU/COIN arbeider med å finne egnete metoder
LCPC-box for fersk betongtesting
Mer verifikasjon og kontroll:
Fersk betong testing skal også gjennomføres:
NTNU/COIN arbeider med å finne egnete metoder
Prosedyrer for kontroll av fiberinnhold på byggeplass
Advarsel mot at obstruksjoner kan forårsake
svakhetssoner
Design parametere & metoder
fftk,res,2,5 = 0,37 fR,3
Uttrykk for moment kapasitet
Moment and aksial kraft
Skjær kapasitet
Torsjon
Rissviddeberegninger
Minimumsarmeringsregler
Moment kapasitet fiberarmert betong
(dvs betong med bare fiberarmering)
Moment kapasitet armert fiberbetong
(dvs betong med fiber og vanlig armering)
Momentkapasitet armert fiberbetong
For konstruksjoner i pålitelighetsklasse 2, 3,og 4 skal det i
tillegg påvises at dimensjonerende bøyemomenter og
aksialkrefter kan bæres av stangarmering uten bidrag fra
fiberarmeringen. I denne kontrollen kan en sette alle lastog materialfaktorer = 1,0
Skjærkapasitet
Fra våre forsøk m/ 60mm ”end hooked” stålfiber er: 0,7 –
0,75% (55-60kg) nok til å tilfredsstille kravet for å søyfe
skjærarmering i bjelker
Minimumsarmeringsregler
Generelt prinsipp:
For dekker:
Fra våre forsøk m/ 60mm ”end hooked” stålfiber er:
0,7 – 0,75% (55-60kg) nok til å tilfredsstille kravene
for kvalitetene B25 - B45 - B70
Vegger, skiver & skall
 Kravene kan oppfylles med (må påvises!!):
 Horisontalt i yttervegger: B70 m/1,5% (120kg) stålfiber
 For øvrig i vegger, horisontalt og vertikalt:
B25-B70 1,0% (80kg)stålfiber
 Hvis man vil benytte mindre mengder: Påvis at veggen
ikke risser opp for de aktuelle belastningene
Fiberbetong optimalisert for duktilitet
Bjelker og plater av B25 med 0,5% stål + 0,5%
syntetiske fiber (duktil fiberbetong)
4 m lange bjelker
3 m lange plater
Rest strekkfasthet fra NS-EN 14651 Standard bjelker
(150/150/550mm)
Hovedresultat:
-Betydelig høyere rest strekkfasthet i de store bjelkene enn i
standard bjelkene
-Lavere strekkstyrke i platene enn i standard bjelkene
Kan forklares med ulik fiberorientering og litt segregering
Store bjelker med ordinær armering og
duktil fiberbetong
Yielding
Fibre contribution
Oppsummering
 Plater og bjelker med fiberarmert betong (Støpbar /Ikkevibrert – flowable): Gjennomgående positive erfaringer
 Vegger: Reglene gir relativt stort behov for fiber. I tillegg
er det problem med stor spredning i data fra in-situ
testing.
 For vegger er det vanskelig å forutsi fiberorientering.
Lovende samarbeid med DTU med simuleringer.
Takk for oppmerksomheten