Fotografie zamicszczonc w ksi
. l. Wi:Hl{lmosd ogillnc o konstrukc.iach z bctonn
1.1. Rnlzajc konstrukcji z bctonu 1.1. t. 1.1.2. 1.1.:\. 1.1.4.
l'rngram na11czania nr P-41314-1/84 z 7 lukgo 1984 r.
Wiadomosci Konslrukcjc Konstrukcjc Konstrukcjc
.. , .. . wsti;pnc ..... . bctonowc i 7.clbctowc z bcto1111 spt{7.oncgo . monolitycznc, prcfo brykowanc i i'.cspolPnc
1.2. Rys hi:;toryczny rnzwoju konslrukcji z bctonu
W podn;o.niku om6wiono wyrniarowanic konstrukcji
2. Beton i ~;tal w kons\ruk.ri,ach zclbctowych
belonu, zc v.czcgöluym uwzgli;dnienicm elcmcntöw prcfabrykowanych, oraz wlas· ciwosci mc.:chanicznc bctonu i stali. Ponadto omöwiono konstrukcjc lmdynk<'.iw szkiclctowych, konstrukcjc specjalnc, konstrukcjc budynkow z prdabrykatöw wiclkoblokowych i wiclkoplytowych oraz zasady 7.
2 i. Sk!aclniki i rndzajc bdonu . . . . 2.2. \11/!a:';<:iw,/;ci rncchanicz.11c bctnnu 2.3. Odkszlak:alno:i<~ bclom1 2.4. Sf:,1 i .1c.i wla!:ciwui:ci 2.5. Rudzajc throjcnia 2.6. W«plilpraca hel. ( )t ulcnic; z.brojcnia :~.7. ~h·.:1dy :;1osowania bclonu i staii 2.l::. Ociirona knnstrukcji zclbctowych przcd knrnzj:1 i
wykonywania rysunköw konst ruk1.:ji z betonu. KsiQzka dotowana przcz Ministcrstwo Edukacji Naroclowcj. •.• ,.d}•''
napn~zcni
Zakres stosowania betonu zostal znacznic rozszerzony w wynik u jcgo poh1cze11ia w jednym clemcncie zc stal<), a wic;c malcrialc111 o duicj wylrzymalosci na rozci
~6
428 4~ 4}~
4J4 435
4.16 ,n9 4tlt1 ,147 4)()
ji 1
·I:
'-152
7
-
__ __,___
~
(,
.....
r."I
~
„ ·1 :i .2. Konstrnkcje betonowe i zelibetowe Jako ftwnstnakcjc bctonowc okresla siv konstrukcjc z bctonu bez zbrojcnia lub ze zbrojeniern mniejszym od przyjmowancgo jako minimalne w elemcnt
a~J-=rJ~~J=-3 ~l /,;~ l=-- - rl ~Ryco ~1 W--i -
--
L.
Strefa sciskono Strefo roz::iqgoi:_~
I1 Flysyv/
t
strefie gbrnej b~:ti<[ Lu riapn(?:cnia sciska.i,tcc, a w st:reric dolnej- rozcittga.ii!CC. Jädi podcza;; zwil,::kszania obcii1:i.enia napn(zcnia w strefie rozci::iganej (dolrn~j) osiiign:1 wartosc röwm1 wytrzymalosci betonu na rozci:rnanie, to w bc\cc bctonowcj (rys. 1-1 a) powstanie rysa i nast. Jezdi w rozci11ganej strefic belki zostan
o),·
b)
'~e„=O
11i--= ! ·-;-
-·\.Ll'=rll_L
rr-c
I,~
·1 I
]--]
t
!HI
1
Zbcojeoie ioi>kooo
~
~\
'"\. Zbrojenie rozciqgone (lub mniej sciskone)
Zbrojenie sciskane
Zbrojenie rozciqgone
Rys. 1-1. Belka swobodnic podparta: a) bctonowa, h) i:clbctowa i
l_
8
Rys. 1-2. Slup zclbetowy: a) sciskany osiowo, h) sciskany rnimosrodowo
9
.Alll
.„.· id1 pr:1.ekrnjbw ur:1/.
:;1:!y1".1Po:\'.i w poröw11:1niu
t:uni lic!c.>1io\·,iymi.
ko11:~ti·1.Jf-::cji ~·.dbelovvych jcsl lo, zc 7.brojcuie zaczyna w t1id1 prac:owai.': dopiero w 1.J1wiE obci;i;~r~oia. Tak:.1 roltt zbrojenia okrc::la si~~ j
cych. Vlystr;:r1uj<1cc wady konstrnkcji :i:clhclowych mozna ograniczyc jll'Zez racjonaLnc projektowanic oraz stosow
ltys.
1-3. Przckrycic budynku ,; clemc11J.()W prcfabrykowanych systcrn11
FERMBET
10
~---·-
Rys. ( .,1, l< opalnialH\ wiei.~1 '.vyci;igowa o kom;(rukcji 7clhctowcj
ll
j
r
1,:,„
„
Rys. 1-5. Dolna ezc;sc komina zelbctowcgo wysotw;:ci 300 m (sredniea podstawy 32 m, u g6ry 15 111)
Mozna tu wymieni<'.:: budynki mieszkalne, przemys!owc, rolniczc (rys. 1-3), mosly, zapory, zbiorniki, sciany oporowe, wie:i.c wyci<1gowc w kopalniach (rys. 1-4), chlodnie kominowc, slupy elektroenergctycznc, kominy przernyslowe (rys. 1-5) i inne.
nym, 1.vykonanej z betonu, w ktörym mozna dopuscic napnrzenia sciskaj<1ce, rbwne np. CJ. Jednoczesnie zalozono, Zc w przckrojach belki nie mog
-i
;,~~, ----=-~.?: s ~:/.( ~ -- ~ ~""'~=----==-=--:::;-~-=-::=-=-=-= .- -- .- w i\ Ij
a)
6=0
.c
·1.1.3. l
spn~zonego
Jako spryzone okrdla si(( konstrukcje, w ktorych podczas ich wyko11ywania, cclowo wprowadza siy trwalc sily spryz<~i
~
,l-..~
I
6
:) r;::=j__ J_rl-~--J-~J~ ~-. l~~~j-~ ~ LS
rl
~
. C1c;gn9 sprt;Züjq
y/
.~ /
-
//
'~
.c
///.'/_,. / 1b1 +-'--·,f.
6=0
6
6
~;J~; 6
8scisl
6
<±>rozci9ganie
Rys. 1-6. Belbt swobod11ie podparla wraz z wykresami naprc;zc11 normalnych: a) przy sprc;zcniu silq S, b) przy sprc;icniu sih1 S i obei:1zeni11 silami zewnc;trznymi
l3
_..itl
,..
":i
powinny byc przy tym wi0ksze ni'i. olrn!o g()'Y,, ·wylrzynrnlo;;ci
~:lo:;ow~1-
ncgo bctonu na sciska nie.
:1;!
Rol~
zbrojcnia sprvz
:1'1
1)
\l ~\
w1wtrznego. W zaleznosci od sposobu przekazywauia sily spr~~z:1j:1ccj z civi_ücn na beton rozr6znia siv dwa rodzajc konstrukcji z belom1 :;pt\~7.oncgo:
W przyp;1dk11 l"i!nnci:1 ~r,11i1~ciu ci1i?.gna kotwi si1( w odpowicdnid1 ;~akot\vie11iacl1 (rj1[~. 1. gh)., kl/>re ntH.:iska.i
stnmobcton i kalJ,lobcton. Zasaclv sprvzania clcnienl.1~ sh'mmlira•umwwq,;o ziluslrowano
na
rys. J-7. Kolejnosc czynnosci jest tu nastfp11j<1ca:
l-7a), @) formv clementu, przez kt6n! przebiega.i
Blok oporowy
„rl l„,
Dlok kolwiqcy
r-······--·--·--· ... - ···-
/:~~--;~:-~.~~··::.~;~~~~:.
.!'IY;· ..
l(.yc;. f .. )). w tck{;eic)
~>p11·i:1nie
clr:nw:1i 11
1_,1Ll„!1t
(1'i
Konslrukcje kablobelouowe wykoonje sir j;iko p1·cfnliry!ww:uie i rnonolityc:we. (stotn;z cccl1<1 tych konstrukcji jr~sl mo):liwo:'.;(' wykonywania elcme11t(Hv ?. odclzielnych prefabrykat6\.v (rys. ! ·9).
Cir;gno sp1 e?.ojqce
~Fl---~--=-i_·=:~:.„=;;~~~~~~;-=~~-J=l::.~·r•·~ t ' 1
1
1
-~-"" Fl
1 1
C)
-
=f:_.__=:::3=.~:::fl::' fj_i:rri_g_
--F
1
n
1
[!
f.!..
Hys. J-,9. Flc1111.~11ty knldobc;o11cnvc
pr<'i"a hryk ;1 j "''''
I'··lalei:y podkrc:;lic'.. 7:,:· wprmv:id·1:on;1 sila ::p1~~z;q<1ca ZfiH\ijcj::::':a :;ic,: wsk td ck oddzialyw<111ia rö5:uych czynn i k6w J)Odc1.:1s wyk on yw:1 nia clcmen!6w oraz z uplywem czasu. Oznacza lo, Ji.c wysl.c,:puj:! ~;Lrnly si{y spr<;_:za.i
Elernen1 strunobetonowy
\V koustrukcjach :z: bctnnu :>j)t't;'.;:01H:~gu beton w calym przdcroju pracuje na sciskan ie, a wi~c jego podsl a w1.nva za let;i --- du:~:a 1.v:Vtrzyma--
Rys. J-7. Spn;:zanic clcmcntu slrnnobclonowcgo (obj:i~nicni:t w tckscic)
14
.......
fl.
15 L
~·
"""""" In!;(; na (;ciska11ic moze byc w pelni wykorzystana. Dlatcgo cclowe jcst projcktowanic om:1wianych konstrukcji z betonu i slali o duiej wytrzyma!osci. Dzii;ki temu uzyskujc si~~ elcmcnty smuklcjszc, a wii(c o mniejszych wymiarach przckroju poprzecznego niz odpowicdnie clementy zclbctowc, czyli röwnicz lzejszc. Nalezy jednak clodac, ze konstrn kcjc z beton u spr~~zoncgo cha rak teryzuj
.t
(~f\t"-„--·-17. jl
\rft 1)\\
„
!.1:!1:,,1\
./
f,/~
\\!/
\. ·-, ",,
\
1'
'<.:.--
„
Ry:;. 1-1 l. Montai: ck111c11l\.>IV plas;;.cza ;r.hiornika sp1\:i:o11ego kablam1
Rys. 1-10. Strunobctonowc plyty strnpowc
Konstrukcje z betonu spr1~zonego znalazly zastosowanie we wszystkich rodzajach budownictwa, zwbszcza jednak w budownictwie przc·· myslowym i inzynierskim. Wsröd najczysciej stosowanych elementC.w z betonu sprt<~:onego mozna wymienic: dzwigary i plyty dachowe, plyty stropowe (rys. 1-10), belki podsuwnicowc, sllipy clektroencrgetyczne, podklady kolcjowc, a wsröd konstrukcji z tego betonu ·--mosty, zbiorniki (rys. 1-J 1), wieze tclewizyjne, obudowy bezpicczef1stwa reaktoröw jqdrowych i inne. .. ·' . .._, .:k".i· . Pyrak Projcktowani\! kon:>truh:ji 17 :;.:~·..:J.~:. i'.1:.r;~~ \d't
f'.; ' r 't•
J• .
.........
'
'"
'
1 :l .4. Konstrukcje monolityczne, prefabrykowane i zespo.lone Ze wzglvdu na technologiy wykonania konstrukcjc z hctonu mozna podzielic na trzy podstawowe grupy: monolityczne, prefabrykowanc i zespolonc (najcz<;:sciej prefabrykowano-monolityczne). Konstrnkcjc monolitycznc S
„
uzycicrn powtarzalnych clcskowai1 przestawnych i przcsuwnych, zastosowanicm zbrojcnia w postaci siatek i szkiclct<'.iw wykonywanych fabrycznic i montowanych na budowie, II!• przygotowanicm micszanki bctonowcj w ccntralnych bctonowniach, 1 1n zastosowaniem r6znego rodzaju zabicg6w przyspicszaj<1cych twardnienie betonu. Dzivki temu konstrukcje rnonolityczne S
18
k
Konstrnkc.ic lffcfobrykowanc Snych prcfabrykatöw, tj. elcmcntöw wykonanych poza micjscc111 icii wbudowania, w wytworni stalej lub poligonowcj. Konstruk~jc tc charaktcryzuj:1 sicr takimi zalctarni, jak: @ zmcchanizowanic produkcji prefabrykatow w wytworniach i mozli-· wosc wytwarzania elcrncnt6w o duzym stopniu wykoliczcnia, eo oznacza zmniejszenie ilosci robbt wykoliczeniowych na buclowie, flll mozliwosc wytwarzania beton6w o wivkszych wytrzymalosciach ni): ma to micjscc w konstrukcjach monolitycznych wykonywanych mclo-. dami tradycyjnymi na micjscu buclowy, llll skrocenic czasu wykonania (montazu) i oddania budowli do uzylku, w porownaniu z buclowlami wznoszonymi metodami tradycyjnymi, {11 1nozliwosc prowaclzenia rob6t w ci na ogöl nicwiclkic zu)·.ycie matcrialöw na rusztowania i dcskowania. Podstawow;! wad
19
~
II"
[(orn.;!rn~cc.i.e zes~1ülon1: powstaj11 w wyniku :t:apewnienia wzajcrnnej wspölpracy jedocgo lub kilku wczcsniej wylrnnanych ekmentöw orm. bctonu uzupdnia.i~!ccgo lub zclbetowej plyly wspblpracujqccj, wy!rnna·· uych w tcrrninie pö:l.nicjszym (rys. 1-12).
Rys. 1-12. Elc111c11ty zcspoloHc: a) b,\Jka prcfabrykowana dwulcowa z zclbclow11 plyt:1 nwnolitycztl
Ulemcnly wykonane wczdnicj (najczc;sciej prefäbrykaly) projcktuje sit;: Jak, aby przeniosly wszyslkic obci:izenia wystc;pujqce przed osi
~
Podstawow1; znaczenie w rozwoju konstrukcji z betonu mialo wynalezienic cernentu sztucznego. Patent na cement portlandzki (od oazwy angielskiej micjsowosci Portland) uzyskal w 1824 r. Anglik S. Aspdin. Pierwsza wytwörnia tego materia1u povvslala w Anglii w l iQ5 r., a na terenic Polski·-- w l 857 r. \V Grod1~cu k. B<(clzina.
Za autora metody obliczania elementöw zelbetowych, znanr:j pod
'limwsz K/11z (1897--1987)--profcsor Politcehniki War::;zawskicj, prckursor konstrukeji prefabrykowanych zelbctowyeh i z bctonu spn;zoncgo w Polsee, wsp61t w6rca pierwszcj w kraju ( 1953 r.) budowli z kablobetonu (mostu drogowcgo w Starym Mlynie) oraz picrwszcgo w kraju mostu drogowcgo zbrojonego dcskami strunobctonowymi. .Jerzy Kohiak (1919-1975)--doecnt Politcehniki Warszawskicj, ekspert i projektant wiclu budowli zclbetowych, m.in. wiaduktu nad torami PKP Dworca Ccntralnego i mostu nad Kanalem Zerafü;kim przy clcktrocicplowni w Warszawic, wsp61autor (z W Stac/111rs/.::im) znancgo dzicla I< onst rula:ie zeihe/ owe. Roman Kozok (1907-1970)--profcsor Politcchniki Pozna11skicj, promotor konstrukcji betonu spryzoncgo, a11tor licznyeh publikacji z zakrcsu tcch nologii prefabrykacji. Adam I< uryl!o (1889--1980)-- profcsor Politcehniki Lwowskicj, uczer1 prof. M. 77iulliego, ekspcrt i projektant wiclu budowli, autor Iicznych publikaeji, w tym znancj w okresie mi<;dzywojcnnym ksi;r/.ki Zelbetnictwo. Adam Mitzel (1908-1976)--profcsor Politcchniki Wroclawskicj, ekspcrt i projcktant wiclu budowli zelbctowyeh, autör wiclu ksi;1zek, m.in. monografii Reolo~1ia /Jetonu. .!erzy Nechay (1899----1969)---profcsor Politcchniki Warszawskiej, ekspcrt i projektant wiclu budowli, m.in. sanatorium „Lwigröd'' w Krynicy, autor wiclu norm i podr<;cznik6w, prckursor r>rzcmyslu cemcntowego i betonowego. H1<1claw Ols::ak (1902--1980)--profcsor Politcehniki Warsz:1wskicj, wybitny znawca mcehaniki budowli. wspöltwörca (z S. Ka11/i1w11e111, C. Eimerem i Z. Byclwwskim) znanego clzicla Teoria konstru/(()i sprr:':on\'ch oraz (z S. Km1/inanem i C. Eimerem) monografii I
nazw:1 rnctody klasyczncj (napn;:zc11 liniowych), uwaza si9 Helga P. Chrislopha, kt6ry praev sW
2.2
i....,,.,,r-------
z
„
i
2.1 ~-----------------·-·----
1
j -·-·L__
r
'liu/c11s: S:11l<':y1/s/\i ( 1925-1982)--- profosor Politcchniki Gdai'1skicj, eksperl w dzicdzinie budownictwa betonowego, autor wrni i podrt;cznik<'.>w. Zbiy11Few Wasiuty1lski ( 1902---1974)---- profosor Politcchnilo Warsza wsk icj, mostowicc, ckspcrt i projektant wielu budowli, aulor li1:znych podrt;ezniköw i rnonografii, rn.in. prac: Mosty hl!lo11owe i 0 arclii1ckt11r:~e 11wst<)w, humanista, mysliciel.
(;) ze wzgl\:du na funkc.i
wymagania technologicznc zwi;!;;::inc z fonnow:miem clcmentöw konstrukcji przyjnrnjc sii; na og1)l 11 /' · 0,4 : 0,(1. Wytrzymalosc na sciskanic t>kn:f:l;t Si\' rw podstawic badat1 pröbck pobranych z kazdcj wytworzoncj p;1dii licionu. Cclem lych badar1 jcst st wicrdzenic, czy beton, z ktörcgu jr~sl ·w ykon:.111<1 da na konsl rnkcja, ·ma wytrzymalosc <.xlp0\viadaj<1c<~ v,;ylrzyrwdo!-:ci pr:qji;tej w projckcic tcj konstrukcji. Prbbki hetunwwc do bacb{1 maibkach przelicza si~ na odpowiadaj:1(:c pn')bce 1.ypr.1 B. Stosuje si<; przy tym rnno:i.niki: w =--= 0,90 do pröbek typu (' oni~~ ft) ccc 1,05 do prbbek typu A.
~
_,,/'/'i-·--·- -~.·::·::··1
--r--r
.2.2. Wtasdvvosd mechaniczne betonu Podstawow
* Tytuly wszystkich norm wymicnionych w podr\:czniku podano w wykazic litcratury.
26
„
~t-
___...-/'
·' ·
1~
. . . --·r~~-:~·-.::J-J
/L. __
r-··.--··r
l~--~lQQ~~~=J·~I.· ·(f'
..,1·_ ,~:.n
l
Typ A Fd,QO cm 2
Rys. 2-1. Pröbki do
1•.
[
/
l~,Y > -,''·r ,.
-- ····-·····o.•·· ,·..
Typ 11
r :-??~5 h:1d;11'1
,~J ~~\ ~..f! -
. _). . ..... :~·).) )1,
/
r:1n 2
-1-
f_JQQ_J
,
\
1.
/
Typ C F~100 cm 7
""Y'L'.ytoalosci bctonu na sciskanie
Pröbki przechowuje sii; 28 dni w ponti()szcz.eniu o lcmpcraturzc l 8 ± 2°C i wilgotnosci wzglr;;dn<~j powy·:·.ci (lf) 0 ·:,. Po tym okrcsic bada sir; je w prasie wytrzymalosciowej, kt61yj .kdna z plyt dociskowych jest wyposa.zona w przeguh. l\!Li~dzy piytf.i;ui d(1cisk\)wymi prnsy a prbbk11 mozna umicscic podld.aclki stnJowe grnhp:'.;1.:i c:o najmnicj IO mm, o wymiarach r6wnych wymiarorn 1Hbbh \•y:;. '.-.!.). Wytrzymalosc: prbbki na sciskanie R okrdla si~ zc w:;::i:n u
R -- --p F
(2-1)
27
r
srcdnicj f~b odpowicclnio wic;kszej --- wg zalcce11 podanych w
Rys. 2-2. Obciqzcnic pröbki bctonowcj podczas badm] w prasiL: wytrzym:!loi;ciowL:j
r·-~ .L~ I~··\
--- ····----1
PN-88/ B-06250. t·Jalezy poclkreslic, ze beton w konstrukcji pozostajc najczc;sciej w jeduoosiowym stanie naprc;zenia i wykazuje mniejsz<1 wytrzymalosc'.: n.iz nsialona na pr6bkach normowych,. ktbre poclczas baclania w prasie w_vtrzyrnalosciowej s<~ w zlozonym slanie napryzcnia, gclyz mic;dzy plytami dociskowymi prasy a pröblq dzialajtl sily tarcia (por. rys. 2-2). Z tcgo wzg!ydu wprowadzono pojycia: wytrzymalosci charakierystyczm.~j bctonu na sciskanie R 1,„ i rozcü1ganie R 1i=1<, clcfiniowane jako wytrzyma·fo~:ci betonu w jeclnoosiowym stanie napn;_:zenia, przyporz<1dkowane jcgo wytrzymalosci ·gwaranlowanej Rf · · Zgodnie z PN-84/B-03264 wytrzymalosci charakterystyczne betonu okrdla sie;, ze wzor6w empirycznych: ., ''-. ;, na sciskanie
-
L.-·-1: \
\P,6bko "''"""'"
w kt6rym: J>----najwi<;ksza sila przenoszona przcz pr6bkc; w czasie badania (sila niszcz:1ca), F ·- pole powicrzchni pr6bki (por. rys. 2-1 ).
Liczbc; pr6bek do badat1 przyjmuje sie; zgodnic z wymaganiarni normy PN-88/B-06250. Na podstawie otrzymanych wyniköw badai1 okn.:sia sie; najrnniejsZ
R"',
f
'"
= (0,77-0,001 R~)Rh; [MPa]
.:.)
(2--2)
na rozci
R1d == (0,23-0,0005 Rb!J~ [TvlPa]
\\
(2-3)
Wytrzymalosci charakterystyczne uwzglirdnia siy sprawclza.iI, = 1,9--przy rozci
~' I
wcj, z wyj:1tkicm clementöw bctonowanych odcinkami nie dluzszymi ni7. 1,5 m z ka:i.dorazowym zagc;szczcniem mieszanki bctonowej; ~~11 y„ 3 = 0,9---· stosowany do sprawdzania konstrukcji w sta (m„ 1 -:- 111 11 ,1), z;i pomoc<1 ktörych uwzgl<
'J N
r.: ci::
~)
~i
,_,
ctJ
·a .0a;
:~·r~ S· .3... :r~... ~·'."
i....
:g
r.: "'
(.j'
.::!
'ü
(/)
"'
N
•J
bf)
,.!::t~
'"' Cd
<\1'
" "0 '2
""
·u-'"" ~
~..
-;;;
·a
OJ
6 6
~:) ~~)
~ ro
.c u
~-~ r;~:
.~~.;
' ' '.·~ }~
·~
':::·
·~
.{~1 i~J
'Y1iz = 1,15----dotycz<1cyelementöw bctonowanych w pozycji piont>-
·;g
·-~-··---··-·-·-·_
Gwaranlowana R2° 1 Charaktcrystyczna R"" Obliczcniowa w konstrnkcjach zclbctowych i spn,.:zonych R„ 1 Obliczcniowa w konslrukcjach bctonowych Rhh
Rys. 2-3. Wykrcsy przyrostu wytrzymalosci bctonu w czasie
1
~
dt~-R0,
l
cb
1.,,,,f,_;Lf•'
Rys. 2-'t Wykrcs zalcznosci napn;zd1 cr od odksztalcci'1 jcdnostkowych i; w bctonic
1
"
wi
2.3. Odkszta.Jcalnosc betonu Beton pod clzialaniem obciraz pfastycznc (i.: 1,1), zwane tez trwalymi. Za sprcrzystc uwaza sii; takie odksztalccnie, k t(lrc po LH.ici
wcj, pokazany na rys. 2-4, dotyczy osiowego sciskania lub rozcÜ!gania. Na podstawic tego rodzaju wykrcs6w okre8la sii; wsp61czynnik spre(zystosci podluznej bclonu E1,, wyrazaj<1cy stosunek napr
32 Pyrak
Projcktowa11ic konstrnkcji
33
J\lajintcw;yw11iejsze pelzanie wysl9pujc w pierwszych 4 micsi<1cach. osi;igaj
--
0.,00030, a w konslrukcjach zelbclowych E8 °= 0.00015. \V p1:1.ypadk 11 konstrukcji znajduj;1cych siit w wodzic Es=-= 0. Beton odksztalca siy (rozszerza lub kurczy) pod 1..vplywcm zmian tempcratury. VVspbkzy1mik odksztakalnosci termicznc.i bctonu, wyr;1:i:a.i
0
2.4. Stai i jej vvfascivvosci Stal jcst stopem zclaza z wi;glern i innymi picrwiastkami, jak: rnangan, krzcm, fosfor, siarka, chrorn, nikicl, mied/., 111olibdc11, wolfra111. Zasaclniczy wplyw na jcj w!asciwosci ma zawarlosc w<;gln. Zc zwi\~kszc niern jego ilosci zwii;ksza siv wytrzymalosc stali na rozci:1ganie, granica plastycznosci i twardos{:, a zmnicjsza wydluzalno{;{: (plastycznosc), spawalnosc itp. Stal stosowana w konslrukcjach zelbctowych (stal zbrojcniowa) zawicra do 0,4% Wygla. Blizsze dane dotycz;icc skladu chcmicznego stali poclcrnc S
~\ 1
_j__
35
'
J
i
1 _,
i
>
1
1
111
!
•
LJ
·~,
C\ 0.
+ X
>
C\ „Vl
·!·
·!· ·!·
t.J
N
~
oc-::::co:
+
·!·
10 '_...)
~
X
t~J
C
·!· ·!· !hJ 00
'..N 1-....l
~-tV -
0:::;.:
.r-.. „ /"''-._ tV 10 --< '(/; -· _, ._j
\..)
Tabela 2-4 Masa i pole przekroju zbrojenia ze stali klas od A-0 do A-HIN !
'*' Srcdnica dw przypadku pr~t6w ok:rqgtych gfadkich oznacza rzeczywistq Sredni~ pr~ta, n w przypadku pr~töw okrcrnlych Zebrowa11::ch-Srednie{: nominalni;. ob!iczon:l; ze wzoru d = i2.74.„,/m//, w kt6ryrn: m-r:i.asa odcinka pn;ta \V gr
"_.:;',
Ta.hcla 2-5 800·-
-------··
Wytrzymalosc drnr:ikicrystyczm1 i ohliczcniowa stali zbroj(•niowcj kl:1s od A-0 do A-l!IN (wg PN-84/B-03264)
·-600-
tf'
2 ';f
/-
<11
~
0.
-
..
0
••
Znak stali (galunck)
Klasa stali i jcj rodzaj
......
,......A ~. __..,./ „/,,.,.-----,------·...:lJ.!..._ A ---~
+ \V odnicsicniu do drut<)w zwyklych d < 5,5 mm nalci.y przyjmowac wytrzymalo>i: slali klasy A-0. ,~,~
rniosc ryslyR„k a]
J5 5
------- -----·- --·-----
Wytrzymalosc g~ann~towana stali jest to jej wytrzymalosc zapewniona prze:i.i)i;ocf~;centa z prawd~podobid1stwem 95lczynniki kon;kcyjnc 111„ wedlug PN-84/B-03264. Zalcfoosc rni<;dzy napr<;zenicm a jcdnostkowym wydluzcnicm stali charakteryzuje jej wsp61czynnik sprC(:i.ystosci poclluzncj Eli, ktörego wartosc dla stali zbrojeniowcj wynosi Eli = 2, l · l 0 5 M Pa.
Wylrzy charakt czna !MI
_._„_„ __
-·-
---·---,
.----·
Srcdnica pn;tc'Jw tl* [mm]
„ ....,_____
jci.cli nie sprnwdza si\' il'h wylrzymnloSl; na rotl'i:w:inie*
\VytrzymalnSl: ohliczeninw;1 stali naleZy dodatkowo 111110iyC przcz wsplilu.y1111iki kordo:yjne m„.
Stal, podobnic jak beton (por. p. 2.3), odksztalca si~'. pod wplywcm zmian temperatury. vVspblczynnik odksztalcalnosci termiczm.:.i st:di, w zakrcsic tcmpcratury od 0 clo l OO"C, przyjrnuje sie; a.1 = 0,000012/"C.
2.5. Rodza.je zbrojenia Zbrojcnic konstrukcji zclbctowych mozna ogl>lnic podziclic na nosnc (nazywanc tcz g({Jwnym) i uzupclniaj<)CC (rys. 2-7). Jako nosne okrcsla siC( zbrojenic, klbrego niczb
"'"
Jl)
_1c\
·-"--··
byc umo;iJiwicnic powic1zania poszczeg61nych prirt6w zbrojenia nosnego i utworzcnie wraz z nimi dostatecznic sztywnych siatelc b;;idz szkielet6w zbrojenia, zapewnienie mozliwie r6wnomiernego rozlozenia (rozdzielenia) obcic1zei1 na prirty zbrojenia nosnego, przejircie--nie uwzglirdnionych w obliczeniach-sil od skurczu betonu, dzialania temperatury itp. Tradycyjny spos6b zbrojenia konstrukcji zelbetowych polega na ulozeniu oddzielnych pr~tow w polozeniu okreslonym w projekcie oraz ich poh1czeniu przez ZWÜ!zanie lub zespawanie (rys. 2-8). Wykonanie takicgo zbrojcnia jest dosc pracochlonne.
0
c
0
.E (lJ
[:!
i/i
Q)
c
·Ul 0
c
>.
'"'
et
0
c:
0
.D
E CU t'
U>
'"
0.
..2
"'
'0 :_:;;;
[-!
(i) ..0
::c· ,,.,
Pr~ly
montaiowe
Pr~ty
nosne
~
:~.
0.
,,,. :
.,~~:~
a ClJ
·s .... .
Rys. 2-8. Szkiclet zbrojenia z oddzielnyeh pn;tt'iw
..0 N
;..... 'Cl et!
~. N ....
p..
0
,--: r'.1 ui
>·1
rr.
Obecnie coraz czysciej stosuje si~ zbrojenie w postaci siatek lub szkiclctt>w, w ktörych pr~ty s11 zwykle zgrzewane punktowo (rys: 2-9). Siatki mogq by6 wykonywane przez prze1nysl hutniczy b;:1dz w zakladach prefabrykacji i dostarczane w postaci element6w plaskich dlugosci do 12 m lub rulonöw, ktörych dlugos6 po rozwiniirciu clochodzi do ok. 41
Jj
-;·-:r·'Cl)
H
jcd'1iakowo (1:1> E,). Gl<'.Jwnymi czynnikami powoduj;icymi wysl<1pic11ic 7j:1 wisk a przyczcpnosci S
--1--··-1-:f:~--1----~-
±::i-:;:l_c~-i=-~f: ---~--___}==~F
:::!:......~-.::J_
~ +-t·--,
=-=---=t=t --=r-f·.
--~·
rJ
II-·IJ
,. i
ÜIJI]JJ]flIJJ] 111
-..
.[~-lJiillJI„,...[DJÜJ]I
~L. , . .
·1-··.
~
!·-
1
(WT'' I lll-lll
,.[arianity) •
JIII
•
lV-IV
d)
[JIITITJITntton 1-w 1
l
ry~----------
lV
1
··-~~
e)
y_J
~-~~-"
"' wieku bctonu; z uplywem czasu zwi9ksza si9 zan.'nvno wytrzymalosc bctonu, jak tc:i. przyczepnosc; 1111 sposobu zag<;_:szczania micszanki bctonowcj; wibrowanic zwiyksza przyczepnosc;
_ ,
~-= ,
stanu powierzchni zbrojenia; pryty o powierzchni szorstkicj, z lekkim nalotem rdzy nie h1szcztiecj sie; i nie odpadajqccj wykazuj<1 wiykSZ
.r:
·c--J·· „ __ ,
1
·-1'-~J·-V·_ ~'t--
.
Rys. 2-9. Siatki i szkiclcly zbrojcniowc: a) sialka plaska, /J) rulon siatki, <') szkiclcty pbskic, d) szkiclct przcslrzcnny clemcnlu o przckroju lcowym, e) szkiclct przcslrzcnny sbpa
50 m. Szerokos(~ siatek wynosi zwykle 2,0-:-2,5 m. Wszystkic pr~ty liÜtlki ulofone.w jednym kierunku ma.i
,., {"
napn;ze11 jest krzywoliniowy. W obliczcniach jednak przyjmujc sir;, zc s<1 onc rozlozone röwnorniernie. Zaldada sit; tez, ze w chwili wyrwania prt;ta (polegaj:icego na jego wycit;ciu sit; z betonu) napn;:zenia przyczepnosci osü1gaj:1 wartosc röwn
"
!'_~,~-LSL 11 •
R 1,=
(2-7)
41
Oznacza to, ze dlugosc zakotwienia zwivksza siv zc zwiykszcniem srednicy pn;ta. Korzystnc jcst Wiyc stosowanie prt(t6w 0 niezbyt duzych srednicach. Na p17.yjmowam1 w praktycc cllugof;c zakotwienia pn(tÖw wplyv.1 ma spos6b ich zako11czenia, rodzaj stali, z kt6rej s11 wykonane, rodzaj pracy (pn(ty rozci<)gane lub sciskaHe), miejsce kotwienia (na podporze, W rozcüwanej lub sciskanej strefie betonu), a takze spos6b rozmicszczenia zbrojenia w przekroju poprzccznym i podluznym elementu. Pn;t mo:i.c byc zako11czony odcinkiem prostym (rys. 2-1 la), hakiem polkolistym (rys. 2-l lh), hakicrn ukofoym (rys. 2-1 lc), hakicm prostym (rys. 2-l ld) lub pt(tl
(2-5)
---'OJ......----,
J_ _
b) ..
(2-6)
lo
__
__1----r
3d t .t:=j
d„
~~~ _:j_
C :~ - -
lu
_L-+--· ··-:2s;:;-
1
U~
prz
r}C { 0/
c
c
,
zc:l1,9d z=5,1d
r~~-~ ..____ J_l-+-__
-
=r
U
r
1
z =L,cl przy cl 0 =4d z= cl przy cl 0 =5d
1„z
e)
//<\. \
~ccc f::L
t--~----
d
a
·'~~2 '-~_(.50 -~
)
d)
·~ l la_ _ _ _ .
f-2"i1przycln' z=6, „c y cl =3cl z =6,8cl
R" ····· wytrzymalosc obliczeniowa stali zbrojeniowej. Tej najwic;kszej sile odpowiada zabctonowanie pr<;ta na odcinku I ='. /11 , nazywanym dlugosci~! zakotwicnia Jub dlugosci~1 IH'zyczcpnosd. Dlugosc ta, okreslona z por6wnania prawych stron zaleznosci (2--4) i (2-5), wynosi =
!!_-_!}_,,_
,--·
11---obwöd olworu, jaki utworzylby sit; w betonic po wychignit;ciu prt;ta. Ze wzoru (2-4) widac, ze sila Z zwii;:ksza sic; ze zwii;:kszcnicm odcinka zabetonowania /. Jednoczdnie w obliczeniacb przyjmuje :-:>iy, ze sila ta w odniesicniu do prt(ta o polu przekroju F 11 moze osi<)gn
1
n · i/ 2 /4 oraz 11 = n · d, a
=
(2-:.1)
w ktöryrn: R 1iz -·--· wytr/'\yrnalosc obliczeniowa bclonu na rozci<)ganie,
W
/ =c
"
li,
/;""'" "'= l~" ·Fa kt{Hyrn:
W odnicsicni11 do prylÖw okqglychjcst F 11
Rys. 2-10. :Zakolwicnia pn;la w bclonic: a) schcmal obciq-· zcnia, b) rozklad napri;:i:ci'1 przyczepnosci
..
0
{
In
J1 --,·
przy cln=2,5d przy cl 0 '°'3cl
Rys. 2-11. Zako1\czcnia pn;töw (ol~jasnicnia w tckscic)
45
44 i
Tabcla
Minimalnc srcdnicc
zagi~cia 1ir~tow
Klasa stali pn,:tc'.iw zbrojcnia
--·
2-(1
F,„,i, 1•• F,m,·cz odpowiednio: pole przekroju zbrojenia obliczonego przy zaJoj:,eniu pelnego wykorzystania stali i pole przekroju zbrojenia rzeczywistcgo.
Dlugosc zakotwienia /" obliczon:1 wg wzoru (2-8) nakzy przyjniowa,~· nie mniejsz<1 niz 20d i nie mniejsz:! niz 250 mm. P1\~ty rozci<1ganc nalczy przedlu·i.ac poza przckröj, w klörym obliczcniowo przeslaj:i byc potrzcbnc, nie mnicj niz 20d -1·0,5/i (gdzic: Tabcla2-H l'odstawowa dhsi~osc zaiwtwicnia /„„ (wg PN-84/ IJ.-03264) ··--··„-·- -··-··"·-·-·-.-~-··- ......~.„ .....-„ ..„ .• __..,...,_,,__,,,,..,~_,-0«.•H•O~'-"~•-""''"W"'""''•"'„-~-··"·'-°''--"''•"°'''' Klasa bctonu !1 Klasa slali
w kt6rym: ö"-wsp61czynnik wg Lab. 2-7, /"" - podstawowa dlugosc zakotwienia pryt6w wg ta b. 2-8,
~------IIIN
46
50d
1
_j_
4<.ld 4.5d ---~~------
1
35d :10d 40d 35d 45t( 40d .----.!.... _ _ _ _ _ ,
47 L
I',:
J
/i----wysokos6 clcmentu), lccz nie mnicj niz /11 , a pr<,_:ty sciskane nie rnniej niz 20d oraz 250 mm. Kotwicnic siatck. Dlugosc zakotwicnia siatck zbrojeniowych (, w bctonie rozci~1ganyrn powinna by6 nie rnniejsza od wartosci podanych w tab. 2-9 i nie mniejsza niz :?.OO mm. Na odcinku odpowiadaj
Tabcla 2-9
odgina sie; zazwyczaj w cclu dostosowania ich polozcnia clo zmian sil wcwnc;trznych w elemencic z.clbctowym. Odgic;cia wykonuje sie,; najczc;sciej pod lqtem 45'' do osi poclluzncj elcmcntu. W belkach o znaczncj wysokosci kqt tcn mozc wynosic 60°, a w niskich bclkach i plytach 30". Wcwnc;trzn
·-
BJO, Bl2,5
··--
20d
2Jd --·-
a)
0
Pr~iy
Klasa bclonu
Klasa stali
' ·{:-1tct---~----r
2.6.3. Odgit?cia zbrojenia
;:~
28d 32d
22d 25d 28d
18d 20tl 23d
15d 18tl 20d
d 0 =·10d
·-~
W strefiE'
cf 0 =-IÜ~---.,
,r===
~ J ~~20<;!__} Stal gladka
b)
sciskanej
d 0 =10d(~', ~
==
~~ Stal zebrowana
CX!S9if, d0-=15d-slal A-lll,A-!IIN
rozci9ganej
d0 =10~~
/'===
~~
~~2llit_J.stol
---v--'J
;?3d
zebrowana
Rys. 2-14. Zasady oclginania: a) pn;t6w, /l) siatck zbrojcniowych