Stropy płytowe sprężone cięgnami bez przyczepności. Teoria, projektowanie, badania
Opis
Od początków sprężania betonu kablobetonowe stropy płytowe stosowane są w wielu krajach jako cienkie, płaskie przegrody w budynkach. Ich rozwój i popularyzacja ściśle wiążą się z obecnością cięgien bez przyczepności, które zostały opracowane i wprowadzone do szerokiego użycia w budownictwie do sprężania konstrukcji w USA w latach 50. ubiegłego stulecia. W ostatnich dziesięcioleciach obserwuje się ciągły wzrost użycia sprężenia cięgnami bez przyczepności jako zbrojenia betonu.
Obecnie, do sprężania betonowych płyt stropowych, zarówno na świecie jak i w naszym kraju, stosowane są głównie sploty bez przyczepności (monostrandy). Lekkość, łatwość i szybkość montażu oraz niewielka średnica cięgien, umożliwiająca realizację dużych mimośrodów sprężenia i zwisów cięgien w cienkich płytach, wygrała z wadami tego typu sprężenia i niemal całkowicie wyparła (z realizacji stropów płytowych) tradycyjny system sprężania cięgnami z przyczepnością (gdzie wymagana jest iniekcja kanałów zaczynem cementowym). Autor pracy jest czynnie działającym projektantem oraz badaczem. Zaprojektował kilka stropów sprężonych cięgnami bez przyczepności o niespotykanych jak dotąd w świecie smukłościach (L/h), wynoszących nawet powyżej 55. Wśród nich jest strop o pełnym przekroju i prawdopodobnie największej w świecie rozpiętości liczącej 17,6 m przy grubości płyty 350 mm.
Praca, prócz syntezy istniejących przepisów światowych i wytycznych projektowych, przedstawia wyniki kilkuletniej działalności badawczej autora nad płytami stropowymi sprężonymi cięgnami bez przyczepności, poprawą ich efektywności i udoskonalaniem metod projektowych.
Jednym z warunków rozpowszechnienia w Polsce stropów kablobetonowych jest możliwość wykorzystania w projektowaniu powszechnego i ogólnie dostępnego oprogramowania inżynierskiego. W pracy podano informacje pomocne w prostym, inżynierskim modelowaniu stropów oraz weryfikacjach stanów granicznych na pod-stawie uzyskanych wyników analizy statycznej.Dodatkowo, na przykładach realizacji stropów, autor wykazał, że możliwe jest wykonywanie stropów kablobetonowych, nawet o dużych rozpiętościach, wykorzystując niskiej jakości kruszywa skalne.
Praca zawiera również pierwsze analizy obliczeniowe i opis badań laboratoryjnych przeprowadzonych w Polsce, które potwierdzają możliwość stosowania w płytach sztucznego kruszywa otrzymywanego przez spiekanie popiołów lotnych. Informacje te mogą być pomocne w dobie kurczenia się zapasów kruszyw naturalnych oraz zachęcające do wykorzystania lokalnych kruszyw dostępnych na rynku budowlanym
SPIS TREŚCI:
Wykaz ważniejszych oznaczeń 7
1. Wstęp 13
2. Materiały 17
2.1. Beton 17
2.1.1. Kruszywo 17
2.1.2. Wytrzymałość 18
2.1.3. Moduł sprężystości 20
2.1.4. Skurcz 21
2.1.5. Pełzanie 23
2.1.6. Beton lekki 25
2.2. Cięgna sprężające 31
2.2.1. Właściwości stali do sprężania 31
2.2.2. Cięgna bez przyczepności 34
2.3. Zakotwienia 38
3. Kształtowanie płyt 41
3.1. Układ podpór, rozpiętości przęseł 41
3.2. Typ płyty 44
3.2.1. Płyta jedno- i dwukierunkowa 45
3.2.2. Płyta pełna i użebrowana 47
3.3. Minimalna grubość płyty i stosunek rozpiętości do grubości 48
3.4. Wewnętrzne wkłady odciążające jako sposób poprawy efektywności płyty kablobetonowej 51
3.5. Analiza efektywności różnych typów przekrojów 53
4. Płyty płaskie 59
4.1. Praca statyczna płyt płaskich 59
4.2. Kryteria analizy płyt płaskich 61
4.3. Zachowanie się płaskich płyt pod wpływem obciążenia cięgnami sprężającymi 62
5. Dobór sprężenia 67
5.1. Układ sprężenia w planie 67
5.2. Profil cięgna, obciążenie zastępcze, wymagana liczba cięgien 70
5.2.1. Minimalne otulenie cięgien 70
5.2.2. Profil cięgna i obciążenie zastępcze 71
5.2.3. Określenie wymaganego sprężenia 77
6. Modelowanie stropów kablobetonowych 83
6.1. Modelowanie sprężenia 83
6.2. Efekty II rzędu 85
6.3. Analiza statyczna płyt 88
6.3.1. Metoda ram zastępczych 90
6.3.2. Analiza płyt metodą elementów skończonych 91
6.3.3. Wybór metody 94
7. Projektowanie z uwagi na stany graniczne nośności 95
7.1. Zginanie 95
7.2. Przebicie 99
7.2.1. Nośność obszarów niezbrojonych na przebicie 100
7.2.2. Nośność obszarów zbrojonych na przebicie 103
7.2.3. Zasięg zbrojenia na przebicie 104
8. Projektowanie z uwagi na stany graniczne użytkowalności 105
8.1. Naprężenia normalne w przekroju 105
8.1.1. Płyty zwykłe (oparte na krawędziach) 106
8.1.2. Płyty płaskie 107
8.2. Naprężenia w kierunku poprzecznym 109
8.2.1. Jedno- i dwukierunkowe płyty zwykłe 109
8.2.2. Płyty płaskie 110
8.3. Zarysowanie 110
8.4. Zbrojenie zwykłe 113
8.4.1. Zbrojenie z uwagi na równowagę sił przekrojowych 113
8.4.2. Zbrojenie minimalne 114
8.5. Ugięcia 117
8.5.1. Płyty jednokierunkowe 119
8.5.2. Płyty dwukierunkowe 119
8.5.3. Ugięcia długotrwałe 123
8.6. Drgania 124
8.6.1. Określenie częstości drgań własnych 126
8.6.2. Tłumienie 129
8.6.3. Przewidywanie odpowiedzi stropu na drgania wywołane ich użytkowaniem 130
9. Wybrane szczegóły konstrukcyjne 133
9.1. Układ cięgien 133
9.2. Rozstawy cięgien 134
9.3. Zbrojenie na siły rozrywające pod zakotwieniami 135
9.4. Zbrojenie stref pomiędzy zakotwieniami 139
9.5. Stabilizacja cięgien 140
9.6. Otwory w płytach 140
9.7. Oznaczenia na rysunkach 142
10. Zagraniczne realizacje a wytyczne kształtowania płyt 145
10.1. Strop kasetonowy w Bibliotece Publicznej w Bostonie 145
10.2. Stropy w budynku centrum handlowego Fuenlabrada w Madrycie 148
10.3. Strop w budynku hotelu VidaMar Resort Madeira w Funchal 151
11. Badania płyt kablobetonowych 153
11.1. Badania płyt przy zginaniu 153
11.2. Badania przebicia płyt 164
11.3. Badania płyt w warunkach pożaru 172
11.4. Badania stropów w skali naturalnej 179
11.5. Analizy teoretyczne stropów 183
11.6. Badania płyt z betonu lekkiego 184
12. Badania własne 187
12.1. Metodyka badań 188
12.1.1. Technologia pomiarów bazująca na drgającej strunie 188
12.1.2. Pomiar odkształceń betonu 188
12.1.3. Pomiar ugięć 190
12.1.4. Pomiar siły w cięgnach 192
12.2. Płaska płyta w budynku Małopolskiego Centrum Budownictwa Energooszczędnego 192
12.3. Płyty dużych rozpiętości w budynku Centrum Kulturalno--Artystycznego w Kozienicach 203
12.3.1. Charakterystyka budynku 203
12.3.2. Charakterystyka stropów kablobetonowych 204
12.3.3. Ugięcia stropów 209
12.3.4. Próbne obciążenie płyty Pł-3 213
12.4. Badania lekkiego betonu kruszywowego przeznaczonego do konstruowania kablobetonowych płyt dużej rozpiętości 219
13. Inne nietypowe, autorskie zastosowania płyt sprężonych cięgnami bez przyczepności w budynkach 229
13.1. Strop z wkładami odciążającymi w budynku Samorządowego Centrum Kultury w Busku-Zdroju 229
13.2. Płyta kablobetonowa w Pawilonie Muzycznym w Muszynie 233
13.2. Płyta antresoli dla chóru w kościele św. Jacka w Krakowie 239
14. Podsumowanie 245
Literatura 249
Dane techniczne
Autor | Rafał Szydłowski |
Wydanie | 2019 |
Liczba stron | 264 |
Okładka | miękka |
Format | B5 |
Paczkomaty InPost | Kwota zakupów | Koszt przesyłki przedpłata |
powyżej 450 zł | 0 zł | |
do 250 zł | 6,5 zł | |
do 250 zł | 13 zł |
Kurier DPD | Przedpłata | Płatność za pobraniem |
11 zł | 15 zł |