Beton und Stahlbeton

Beton und Stahlbeton

Das Problem bei der thermischen Berechnung in Form von numerischen 2D- und 3D-Modellen ist folgendes, dass sie Ergebnisse liefern, die genau den eingegebenen Daten entsprechen. Mit anderen Worten, sind anfällig für sachliche und logische Fehler des Programmbedieners. Der Betreiber verlässt sich auf die ihm zur Verfügung stehenden Daten. Dies sind normalerweise Standardquellen, Lehrbücher, attestie usw.
Suche nach Daten zum Wärmeleitkoeffizienten "λ" für Stahlbeton, Sie können die Daten wie folgt finden. Dies ist ein Auszug aus einem Nachdruck des Standards von 1999. Ein noch älterer Standard, d.h.. 1984R. Ich konnte beim Surfen im Internet keine anderen Daten finden.

Luchs. 1. Daten für Beton und Stahlbeton im Internet gefunden.

Material Name Trockene Dichte (bedeuten) kg/m3 Wärmeleitfähigkeit λ [w / mK]
Mittelfeuchte Bedingungen Bedingungen
Feuchte
Normalbeton, verstärkter Beton 2500 1,70 1,80

Beton ist ein relativ homogenes Material und kann akzeptiert werden, dass für eine gegebene Dichte und Art des Aggregats, es hat in jeder Richtung und für jede Probe die gleiche Wärmeleitfähigkeit. Die Eingabe eines Parameters dafür in die obige Tabelle ist kein Fehler.
Dopiero PN-EN-Norm 12524 unterscheidet zwischen Beton und Stahlbeton und gibt die Werte des Wärmeleitkoeffizienten für . an (anhand von tab. 1 Str. 4 PN-DE 12524):
Stahlbeton im Grad 1% 2,3W/(mK)
Stahlbeton im Grad 2% 2,5W/(mK).
Stahlbeton ist ein Konglomerat aus Stahlskelett und Betonfüller. Da der in Stahlbeton verwendete Beton den Wert von z.B.. λ=1,70 W/(mK), st λ=50,00 W/(mK), Wärmeleitkoeffizient des Ersatzes, es ist das Ergebnis des Zusammenwirkens beider Materialien und ihres Mengenanteils sowie der Verstärkungsabdeckung.
Um die Abhängigkeit des „λ“-Koeffizienten von der Wärmeflussrichtung und der Bewehrungsmenge darzustellen, haben wir eine Reihe von 3D-Berechnungen durchgeführt (dreidimensional) Abschnitte aus Stahlbetonplatten und eine Stütze. Die Ergebnisse bestätigten die Annahmen, dass der Wert des Wärmeleitkoeffizienten mit der Bewehrungsmenge zunimmt (der Verstärkungsgrad).
Die Berechnungen wurden mit Annahmen durchgeführt:
– Beton-Wärmeleitzahl λ = 1,70 W /(mK);
– Wärmeleitzahl von Betonstahl λ = 50,00 W /(mK);
– 30mm Verstärkungsabdeckung

Tab.1.

A - Stütze für die Richtung, die mit der Hauptbewehrung übereinstimmt;
B – Stütze für die Richtung der verteilten Bewehrung;
C - Spalte für die Richtung senkrecht zur Teilungsebene.
Sie könnten versucht sein, ein einfaches Rezept zu erstellen, um den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zu berechnen und zu überprüfen, ob dieses Rezept mit den Ergebnissen oben übereinstimmt.
Wir haben die Rahmenbedingungen:
für μ = 0,0 % λ = 1,70 W /(mK);
dla μ=100,0% λ=50,00 W/(mK);
Wir nehmen einen geradlinigen Verlauf an (nicht streiten, das ist richtig).
λ ’= 1.7 +(50-1,7)/100* μ = 1,7+0,483 * M [1]
Was gibt für
0,71% λ ’= 2.04 während, wenn wir wissen, dass λ = 2.06 Fehler 1,0%
0,31% λ ’= 1,85 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,91 Fehler 3,1%
für den Mittelwert
0,51% λ ’= 1,95 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,99 Fehler 2,0%
0,54% λ ’= 1,96 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,98 Fehler 1,0%
0,24% λ ’= 1,82 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,86 Fehler 2,2%
für den Mittelwert
0,39% λ ’= 1,89 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,92 Fehler 1,6%
0,68% λ ’= 2.03 während, wenn wir wissen, dass λ = 2.03 Fehler 0,0%
0,17% λ ’= 1,78 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,83 Fehler 2,7%
für den Mittelwert
0,43% λ ’= 1,91 während, wenn wir wissen, dass λ = 1,93 Fehler 1,0%

Lassen Sie uns Werte aus PN-EN für diese Beziehung ersetzen 12524.
1,00% λ ’= 2.18 während, wann von. Norm λ = 2.30 Fehler 5,2%
2,00% λ ’= 2,66 während, wann von. Standard λ = 2.50 Fehler 6,4%

Alle so erzeugten Fehler sind kleiner als der für Stahlbeton verwendete Parameter wie für Beton. Warum aber die Differenz gegenüber dem Standardwert zunimmt. Deshalb, dass für ein bestimmtes Bewehrungsintervall und für unterschiedliche Dichten des Betons selbst eine Mittelwertbildung angenommen wurde. Ich möchte anmerken, das ist in der tabelle angegeben:
Betonarme 1% Stahl mit einer Dichte von 2300 kg / m3
Betonarme 2% Stahl mit einer Dichte von 2400 kg / m3.
Es ist nicht genau bekannt, von welcher Dichte wir sprechen - Beton selbst kooperiert mit Stahl, oder Beton und Stahl zusammen. Sie sollten davon ausgehen, dass der Beton selbst, weil bewehrter Beton keine geringere Dichte haben kann als unbewehrter Beton.
Außerdem arbeiten wir nur mit Plattenelementen mit spezifischer Abdeckung und beidseitiger Verstärkung. Die Stützen weisen aufgrund der unterschiedlichen Art der Bewehrung unterschiedliche Eigenschaften auf. Die Norm gilt für alle Stahlbetonbauwerke ohne auf Details einzugehen. Dies ist ein sehr großer Mittelwert.
Wir sensibilisieren, dass die Wärmeleitfähigkeit von Stahlbeton viel höher sein kann als die von Beton, was bewiesen ist. Betrachten wir den einfachen Fall einer Wand ohne Wärmebrücken (abgesehen von der Bewehrung selbst, die innere Wärmebrücken von Stahlbeton gegenüber Beton darstellen), es ist viel weniger wichtig, denn auf jeden fall wände oder decken, geschichtete Trennwand (mit Erwärmung) es ist widerstandsfähiger gegen Isolierung als gegen Stahlbeton. Manchmal kann sogar der Wärmewiderstand des Bodens vernachlässigt werden, oder eine Stahlbetonwand bei der Berechnung des Gesamtwiderstandes.
Dies kommt den Parametern des neu konzipierten Gebäudes zugute, zumindest verfälscht es das Ergebnis ein wenig. Wenn wir jedoch 2D- oder 3D-Modelle mit Stahlbeton-Wärmebrücken oder anderer Art unter Beteiligung einer Stahlbetonkonstruktion zählen, die Vernachlässigung des Einflusses der Bewehrung auf die Wärmeleitfähigkeit von Stahlbeton führt zu erheblichen Fehlern. In solchen Fällen sollten die Richtwerte des Wärmeleitkoeffizienten von Stahlbeton angenommen oder anhand einer bestimmten Bewehrung und deren Anordnung genaue 3D-Modelle unter Berücksichtigung der Bewehrung erstellt werden. Letztere Methode ist leider sehr zeitaufwendig und benötigt viel Computerspeicher.
Der Standard mittelt die Wärmeleitfähigkeit in alle Richtungen. Bei Gutachten, es ist oft notwendig, die Ursachen des Einfrierens an einem bestimmten Ort zu bestimmen, in der Nähe der Balken, Sturz, Stützen oder Umfangsbalken. In solchen Fällen ist es wichtig, für jede Wärmeleitungsrichtung die passenden Parameter zu bestimmen.
Ich empfehle die Standardwerte zu interpolieren (z.B. Muster ähnlich wie [1] obwohl dies nicht unbedingt die wahren Werte sind, oder linear zwischen zwei durch den Code spezifizierten Bewehrungsgraden), weil der Standard uns keine anderen Werkzeuge zur Verfügung stellt.
Für die von uns analysierten Decken und Wände, Rückschlüsse können gezogen werden, dass der Mittelwert "λ" beider Richtungen in der Ebene nahe dem Wert "λ" in Richtung senkrecht zur Ebene liegt. Daher ist es kein großer Fehler, einen Durchschnittswert zu nehmen – der Code als für alle drei Richtungen gültiger Wert in 3D-Modellen.