---

Konstrukcje z betonu sprężonego


autorzy: Andrzej Ajdukiewicz, Jakub Mames
wydawnictwo: Polski Cement, Kraków 2008
stron: 588
format: A4
oprawa: twarda
ISBN: 978-83-61331-00-1


Książka została przygotowana przede wszystkim z myślą o projektantach konstrukcji budowlanych, mających doświadczenie w projektowaniu konstrukcji żelbetowych, według aktualnych przepisów normowych. Treść nawiązuje do podręcznika akademickiego "Betonowe konstrukcje sprężone", wydanego w roku 2001 w Wydawnictwie Politechniki Śląskiej, którego nakład rozszedł się w krótkim czasie. O przygotowaniu nowej książki zadecydowały zmiany w przepisach krajowych i nowe zalecenia międzynarodowe w zakresie projektowania, informacje o nowościach wykonawstwa, a także sygnalizowane potrzeby ze strony projektantów i wykonawców konstrukcji sprężonych w kraju. [...]

Szerzej przedstawiono zagadnienia stosunkowo nowe, które nie są dostępne w krajowym piśmiennictwie. W zakresie materiałów do takich zagadnień należą betony wysokowartościowe oraz - zastępujące czasem cięgna stalowe - kompozyty niemetaliczne. [...] Przedstawiono także szeroko problematykę zespolonych konstrukcji z udziałem elementów sprężonych. [...] Wprowadzono nowy rozdział dotyczący projektowania ściskanych konstrukcji sprężonych, bowiem stało się to istotne w świetle produkcji słupów, podjętej w nowych wytwórniach elementów sprężonych. Rozdział ten jest naszym zdaniem o tyle istotny, że podaje zupełnie odmienne podejście do projektowania, co może w przyszłości prowadzić także do uproszczeń w dotychczasowych metodach projektowania. Nowy jest również rozdział dotyczący problemów diagnostyki konstrukcji sprężonych.

Dużą część książki poświęcono procedurom obliczania elementów sprężonych oraz przykładom liczbowym, z komentarzami wyjaśniającymi.

---

SPIS TREŚCI:

Słowo od autorów 11
Wykaz oznaczeń 15

1. Wprowadzenie 23
1.1. Istota sprężenia 23
1.2. Zarys historii 24
1.3. Klasyfikacja konstrukcji sprężonych 26
1.4. Porównanie konstrukcji sprężonych z żelbetowymi 28

2. Materiały w konstrukcjach sprężonych 31
2.1. Beton 31
2.1.1. Uwagi ogólne 31
2.1.2. Wymagane cechy betonu 32
2.1.3. Klasyfikacja technologiczna betonów 34
2.1.4. Składniki betonów 35
2.1.4.1. Cementy 35
2.1.4.2. Kruszywa 36
2.1.4.3. Woda do betonu 37
2.1.4.4. Dodatki mineralne i domieszki chemiczne 37
2.1.5. Wykonywanie betonów wysokich klas 38
2.1.6. Wytrzymałość betonu 41
2.1.6.1. Wytrzymałość na ściskanie 42
2.1.6.2. Wytrzymałość trwała 42
2.1.6.3. Wytrzymałość zmęczeniowa 43
2.1.6.4. Wytrzymałość udarowa 44
2.1.6.5. Wytrzymałość w złożonym stanie obciążenia 44
2.1.6.6. Wytrzymałość na rozciąganie 44
2.1.6.7. Przyrost wytrzymałości w czasie 46
2.1.7. Odkształcalność betonu 47
2.1.7.1. Odkształcenia doraźne 47
2.1.7.2. Odkształcenia pełzania 53
2.1.7.3. Odkształcenia skurczu 56
2.1.8. Inne cechy betonu 58
2.1.9. Zalecenia norm projektowania 62
2.1.10. Betony nowej generacji 64
2.1.10.1. Próba współczesnej klasyfikacji betonów 64
2.1.10.2. Technologia i badania BWW 66
2.1.10.3. Betony ultra-wysokowartościowe (BUWW) 68
2.1.11. Ograniczenia naprężeń w betonie 72
2.2. Stal 74
2.2.1. Wymagane cechy stali sprężających 74
2.2.2. Rodzaje stali do sprężania 76
2.2.3. Wytrzymałość i odkształcalność stali sprężających 79
2.2.4. Charakterystyka geometryczna cięgien stalowych 89
2.2.5. Zalecenia norm projektowania 90
2.3. Materiały do cięgien niemetalicznych 91

3. Technologia sprężania 95
3.1. Technologia strunobetonu 95
3.1.1. Warianty 95
3.1.2. Metoda torów naciągowych 97
3.1.3. Metoda sztywnych form 100
3.1.4. Naciąg i kotwienie cięgien 100
3.2. Technologia kablobetonu 102
3.2.1. Ogólne zasady 102
3.2.2. Systemy sprężania 103
3.2.2.1. Systemy kabli wielodrutowych 104
3.2.2.2. Systemy kabli ze splotów 114
3.2.2.3. Kable linowe 121
3.2.2.4. Kable prętowe 123
3.2.2.5. Zakotwienia wgłębne 127
3.2.2.6. Systemy specjalne 128
3.2.3. Urządzenia naciągowe 133
3.2.4. Formowania kanałów i układanie cięgien 138
3.2.5. Formowanie kabli 140
3.2.6. Zabieg sprężania 142
3.2.7. Iniekcja kanałów kablowych 144
3.2.8. Łączenie kabli 147
3.2.9. Systemy kabli niemetalicznych 150
3.2.10. Kable kotwione w gruncie 153
3.3. Sprężanie obwodowe 154
3.3.1. Sprężanie rur 154
3.3.2. Sprężanie zbiorników walcowych 157
3.3.2.1. Sprężanie przez nawijanie 158
3.3.2.2. Sprężanie odcinkowe 162
3.3.2.3. Inne sposoby sprężania zbiorników 166
3.4. Specjalne metody sprężania 168
3.4.1. Ekspansja betonu 168
3.4.2. Sprężanie prasami płaskimi i klinami 169
3.4.3. Sprężanie termiczne 171
3.4.4. Wygięcie zbrojenia sztywnego 172
3.4.5. Sprężenie przez poprzeczna przemieszczenie cięgien 173
3.4.6. Sprężenie ciężarem własnym lub balastem 174
3.5. Bezpieczeństwo pracy przy sprężaniu 176
3.5.1. Zasady bezpiecznego sprężania 176
3.5.2. Kontrola i konserwacja urządzeń 177
3.5.3. Wytyczne kontroli przy naciągu kabli 178

4. Straty sprężenia 181
4.1. Przyczyny i klasyfikacja strat 181
4.2. Straty od oporów ruchu 184
4.2.1. Opory w urządzeniach naciągowych 184
4.2.2. Tarcie w zakotwieniach i uchwytach 184
4.2.3. Tarcie w kanale kablowym 185
4.3. Straty technologiczne w strunobetonie 191
4.3.1. Poślizg w uchwytach technologicznych 191
4.3.2. Częściowa relaksacja cięgien 191
4.3.3. Wpływ różnic temperatury 192
4.4. Straty doraźne (ΔPi) 192
4.4.1. Poślizg w zakotwieniach 192
4.4.2. Odkształcenia sprężyste betonu 195
4.5. Straty opóźnione (ΔPt) 196
4.5.1. Relaksacja stali 196
4.5.2. Skurcz i pełzanie betonu 197
4.5.3. Odkształcenia styków 199
4.5.4. Wstępne oszacowanie strat 200
4.6. Zasady programowania naciągu 201
4.7. Sprawdzenie naprężeń w cięgnach sprężających 203
4.8. Procedury sprawdzania strat i programowania naciągu 204
4.8.1. Sprawdzenie strat w kablobetonie 204
4.8.2. Sprawdzenie strat w strunobetonie 207

5. Bezpieczeństwo konstrukcji sprężonych 211
5.1. Cechy niezawodnej konstrukcji 212
5.2. Formacje bezpieczeństwa 213
5.3. Metoda częściowych współczynników bezpieczeństwa 215
5.3.1. Wartości charakterystyczne 215
5.3.2. Wartości obliczeniowe 218
5.3.3. Kombinacje obciążeń 219
5.3.4. Warunki bezpieczeństwa 221
5.4. Metoda naprężeń dopuszczalnych 222
5.5. Stany graniczne konstrukcji sprężonej 223
5.5.1. Siły sprężające 225
5.5.2. Stany graniczne naprężeń 226
5.5.3. Kategorie rysoodporności 226
5.5.4. Sytuacja obliczeniowa przejściowa 228
5.5.4.1. Stan graniczny wyboczenia 228
5.5.4.2. Stan graniczny ugięcia 228
5.5.4.3. Stan graniczny zarysowania 230
5.5.4.4. Stan graniczny złamania 232
5.5.5. Sytuacja obliczeniowa trwała 232
5.5.5.1. Stan graniczny wyboczenia 232
5 5.5.2. Stan graniczny ugięcia 234
5.5.5.3. Stan graniczny pojawienia się rys 236
5.5.5.4. Stan graniczny rozwarcia rysy 238
5.5.5.5. Stan graniczny złamania 239
5.5.5.6. Stan graniczny ścinania 242
5.6. Zalecenia praktyczne 245

6. Projektowanie belek kablobetonowych 247
6.1. Dobór przekroju poprzecznego 247
6.2. Przekrój obliczeniowy 250
6.3. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 251
6.3.1. Przypadek podstawowy 252
6.3.2. Przekrój obciążony momentem ujemnym 256
6.3.3. Przekrój z cięgnami w strefie ściskanej 261
6.3.4. Dobór cięgien do zadanego przekroju 267
6.4. Trasowanie cięgien 274
6.4.1. Ukształtowanie profilu podłużnego 276
6.4.2. Obwiednie graniczne 278
6.5. Strefa podporowa 282
6.5.1. Ukształtowanie bloku podporowego 282
6.5.2. Wymiarowanie strzemion 283
6.6. Strefa zakotwień 285
6.6.1. Zbrojenie strefy docisku 286
6.6.2. Metoda analizy sprężystej 287
6.6.2.1. Naprężenia rozciągające wgłębne 287
6.6.2.2. Naprężenia rozciągające przyczołowe 289
6.6.2.3. Naprężenia rozciągające narożne 290
6.6.3. Konstrukcja zbrojenia 291
6.7. Belka ciągła 293
6.7.1. Statyczny efekt sprężenia 293
6.7.2. Trasa współbieżna 295
6.7.3. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 296
6.7.4. Przeguby plastyczne 297
6.B. Uproszczone projektowanie belek kablobetonowych 300

7. Projektowanie belek strunobetonowych 301
7.1. Ukształtowanie przekroju poprzecznego 302
7.2. Przekrój obliczeniowy 303
7.3. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 304
7.3.1. Przypadek ogólny 304
7.3.2. Dobór cięgien do zadanego przekroju 306
7.4. Trasowanie cięgien 317
7.4.1. Ukształtowanie profilu podłużnego 317
7.4.2. Cięgna wyłączane 318
7.4.3. Cięgna odginane 319
7.5. Strefa podporowa 322
7.5.1. Ukształtowanie bloku podporowego 322
7.5.2. Wymiarowanie strzemion 322
7.6. Strefa zakotwień 324
7.6.1. Długość zakotwienia 324
7.6.2. Naprężenia rozciągające przyczołowe 326

8. Projektowanie elementów rozciąganych 327
8.1. Ukształtowanie przekroju poprzecznego 327
8.2. Warunki bezpieczeństwa 328
8.3. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 329
8.3.1. Sprężenie jednoetapowe 330
8.3.2. Sprężenie dwuetapowe 334
8.4. Zalecenia praktyczne 334

9. Projektowanie elementów ściskanych 335
9.1. Ukształtowanie konstrukcyjne 336
9.2. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 338

10. Projektowanie belek zespolonych 343
10.1. Zasady zespolenia 345
10.2. Obliczeniowy przekrój zespolony 347
10.3. Stany graniczne belki zespolonej 348
10.3.1. Stan graniczny ugięcia 348
10.3.2. Stan graniczny pojawienia się rys 349
10.3.3. Stan graniczny złamania 350
10.3.4. Stan graniczny ścinania 351
10.3.5. Stan graniczny rozwarstwienia 353
10.3.6. Wymiarowanie przekroju poprzecznego 355

11. Sprężanie cięgnami bez przyczepności 359
11.1. Kategorie cięgien bez przyczepności 360
11.1.1. Grupa pierwsza 360
11.1.2. Grupa druga 360
11.1.3. Grupa trzecia 361
11.1.4. Grupa czwarta 361
11.2. Specyfika konstrukcji sprężonych bez przyczepności 361
11.3. Wyniki badań doświadczalnych 362
11.4. Straty sprężenia 364
11.4.1. Straty tarcia na długości cięgna 364
11.4.2. Straty od poślizgu w zakotwieniach 365
11.5. Cięgna wewnętrzne 365
11.5.1. Stan graniczny ucięcia 365
11.5.2. Rozstaw rys 366
11.5.3. Szerokość rozwarcia rys 366
11.5.4. Stan graniczny złamania 366
11.5.5. stan graniczny ścinania 367
11.6. Cięgna zewnętrzne 368
11.7. Zalecenia praktyczne 370

12. Trwałość konstrukcji sprężonych 373
12.1. Uwagi ogólne o trwałości 373
12.2. Korozja stali sprężającej 374
12.3. Korozja betonu 375
12.4. Oddziaływanie środowiska i środki zabezpieczające 376
12.5. Ognioodporność 379
12.6. Odporność zmęczeniowa 380
12.7. Nowoczesna ochrona kabli wewnętrznych i kotew gruntowych 381
12.8. Zabezpieczenia kabli zewnętrznych 383

13. Diagnostyka konstrukcji sprężonych 389
13.1. Cele diagnostyki konstrukcji 389
13.2. Ogólne zasady diagnostyki konstrukcji sprężonych 392
13.3. Kontrola eksploatacyjna konstrukcji sprężonych 394
13.4. Wybrane procedury diagnostyczne 395
13.4.1. Dachowe dźwigary kablobetonowe 396
13.4.2. Kablobetonowe belki podsuwnicowe 399
13.5. Perspektywy diagnostyki konstrukcji sprężonych 401

14. Przykłady projektowania 403
14.1. Przykład projektowania belki kablobetonowej 403
14.2. Przykład projektowania elementu strunobetonowego 418
14.3. Przykład projektowania strunobetonowej płyty kanałowej 428
14.4. Przykład projektowania belki zespolonej 435
14.5. Przykład projektowania mimośrodowo ściskanego elementu strunobetonowego 449

15. Przykłady zastosowań konstrukcji sprężonych 457
15.1. Konstrukcje przekryć dachowych 457
15.1.1. Płyty i elementy płytowo-żebrowe 457
15.1.2. Belki strunobetonowe 461
15.1.3. Dźwigary kablobetonowe 464
15.1.4. Przekrycia powłokowe 466
15.2. Stropy prefabrykowane 469
15.3. Stropy monolityczne 473
15.4. Budynki miejskie 477
15.5. Wielokondygnacyjne budynki przemysłowe 486
15.6. Obiekty kołowe 487
15.6.1. Zbiorniki 487
15.6.2. Obudowy reaktorów jądrowych 494
15.7. Mosty i wiadukty 496
15.7.1. Systematyka mostów sprężonych 496
15.7.2. Mosty płytowe 497
15.7.3. Prefabrykowane mosty belkowe 500
15.7.4. Monolityczne mosty belkowe, ramowe i łukowe 512
15.7.5. Mosty wiszące 524
15.7.6. Główne tendencje rozwoju mostów sprężonych 534
15.8. Obiekty inżynieryjne i specjalne 535
15.8.1. Budownictwo podziemne 535
15.8.2. Kotwienie i stabilizacja obiektów 538
15.8.3. Zapory wodne 545
15.8.4. Morskie platformy wydobywcze 546
15.8.5. Obiekty wieżowe i maszty 549
15.8.6. Obiekty sportowe 551
15.8.7. Fundamenty i nawierzchnie sprężone 554
15.9. Masowa prefabrykacja 556
15.10. Rozwój zastosowań konstrukcji sprężonych 561

Literatura 563
Książki i podręczniki 563
Materiały konferencyjne 565
Artykuły 568
Normy krajowe 568
Zalecenia międzynarodowe i normy zagraniczne 569
Zalecenia krajowe 570
Prospekty informacyjne producentów i wykonawców 570

Podziękowania 573
Acknowledgments 573

Skorowidz 583

---

---