POLSKA NORMA PRZEDMOWA

Transkrypt

1 wrzesień 1999 POLSKA NORMA Numer: PN-B-03340:1999 Tytuł: Konstrukcje murowe zbrojone - Projektowanie i obliczanie Grupa ICS: Deskryptory: B - budownictwo, konstrukcje budowlane, konstrukcje żelbetowe, A - zbrojenie konstrukcji, zaprawy, wymagania. PRZEDMOWA Norma niniejsza zastępuje: PN-89/B Konstrukcje murowe zespolone. Obliczenia statyczne i projektowanie oraz PN- 67/B Konstrukcje murowe z cegły i innych elementów drobnowymiarowych ze zbrojeniem stalowym. Obliczenia statyczne i projektowanie. Wprowadzone zmiany mają na celu dostosowanie projektowania konstrukcji murowych zbrojonych do zasad przyjętych w normach europejskich dotyczących projektowania konstrukcji (Eurokodów), szczególnie ENV :1995. W stosunku do zastępowanych norm, wprowadzono następujące zmiany: - wprowadzono nowe symbole i definicje, - podano zasady projektowania konstrukcji zbrojonych ze zbrojeniem poprzecznym i podłużnym, - wprowadzono określenie cech wytrzymałościowych muru, stali zbrojeniowej, - podano zasady wymiarowania konstrukcji zbrojonych ściskanych i zginanych, - wprowadzono wymagania konstrukcyjne dla murowych konstrukcji zbrojonych, - określono wymagania i zalecenia wykonawcze. SPIS TREŚCI 1 Wstęp 1.1 Zakres normy 1.2 Normy powołane 1.3 Definicje 1.4 Symbole 2 Postanowienia ogólne 2.1 Wymagania podstawowe 2.2 Obliczenia konstrukcji 3 Materiały 3.1 Elementy murowe 3.2 Zaprawy 3.3 Beton wypełniający 3.4 Stal zbrojeniowa 4 Zasady projektowania 4.1 Parametry materiałowe Parametry wytrzymałościowe muru Parametry wytrzymałościowe stali zbrojeniowej i sprężającej Parametry wytrzymałościowe betonu 4.2 Częściowe współczynniki bezpieczeństwa muru Strona 1

2 4.3 Wytrzymałości obliczeniowe Wytrzymałości obliczeniowe muru Wytrzymałości obliczeniowe stali Wytrzymałości obliczeniowe betonu 5 Wymiarowanie murowych konstrukcji zbrojonych 5.1 Mury zbrojone podłużnie Ustalenia ogólne Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych zginaniu Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych ściskaniu Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych ścinaniu 5.2 Mury ściskane zbrojone poprzecznie 5.3 Nadproża Ustalenia ogólne Wymiarowanie belek-ścian 5.4 Murowe konstrukcje zbrojone w stanie granicznym użytkowalności Ugięcia Zarysowanie 6 Wymagania konstrukcyjne dotyczące zbrojenia 6.1 Postanowienia ogólne 6.2 Ochrona stali zbrojeniowej Ustalenia ogólne Klasyfikacja warunków środowiskowych Zasady doboru stali zbrojeniowej Zasady określania grubości otulenia stali zbrojeniowej 6.3 Minimalny przekrój zbrojenia 6.4 Zakotwienia i zakłady Zakotwienia zbrojenia Zakład zbrojenia Urywanie zbrojenia rozciąganego Zabezpieczenie zbrojenia ściskanego przed wyboczeniem Rozstaw zbrojenia 7 Zalecenia dotyczące wykonania 1 Wstęp 1.1 Zakres normy Niniejszą normą objęto projektowanie i obliczanie zbrojonych konstrukcji murowych. Normę stosuje się przy opracowywaniu dokumentacji technicznej konstrukcji murowych obiektów budowlanych, których obliczanie i projektowanie nie jest przedmiotem osobnych norm. 1.2 Normy powołane Strona 2

3 PN-82/B PN-82/B PN-82/B PN-82/B PN-86/B PN-80/B PN-77/B PN-87/B PN-90/B PN-76/B PN-B-03002:1999 PN-81/B PN-B-03264:1999 PN-85/B PN-88/B PN-89/H Obciążenia budowli - Zasady ustalania wartości Obciążenia budowli - Obciążenia stałe Obciążenia budowli - Obciążenia zmienne technologiczne - Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe Obciążenia budowli - Obciążenia zmienne technologiczne - Obciążenia pojazdami Obciążenia budowli - Obciążenia suwnicami pomostowymi, wciągarkami i wciągnikami Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie śniegiem Obciążenia w obliczeniach statycznych - Obciążenie wiatrem Obciążenia budowli - Obciążenia zmienne środowiskowe - Obciążenie oblodzeniem Projekty budowlane - Obliczenia statyczne Konstrukcje i podłoża budowli - Ogólne zasady obliczeń Konstrukcje murowe niezbrojone - Projektowanie i obliczanie Grunty budowlane - Posadowienie bezpośrednie budowli - Obliczenia statyczne i projektowanie Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone - Obliczenia statyczne i projektowanie Zaprawy budowlane - Badania cech fizycznych i wytrzymałościowych Beton zwykły Stal określonego zastosowania - Stal do zbrojenia betonu - Gatunki 1.3 Definicje mur zbrojony mur, w którym pręty lub siatka, zwykle stalowe, są umieszczone w zaprawie lub w betonie w taki sposób, że wszystkie materiały składowe wspólnie przenoszą siły wewnętrzne konstrukcja murowa zespolona konstrukcja wykonana z muru z bruzdami lub kanałami wypełnionymi następnie betonem lub betonem zbrojonym w celu łącznego przenoszenia obciążeń konstrukcja zespolona murowo-betonowa konstrukcja powstała w wyniku trwałego zespolenia muru i betonu konstrukcja zespolona murowo-żelbetowa konstrukcja powstała w wyniku trwałego zespolenia muru i betonu zbrojonego 1.4 Symbole Duże litery łacińskie A A c A mr A p A s - pole przekroju muru - pole powierzchni ściskanej strefy przekroju - pole przekroju muru zbrojonego - pole przekroju sprowadzonego muru zespolonego - pole przekroju zbrojenia rozciąganego Strona 3

4 A sc A sa A v E E cm E s F c F s H J cm J m J p J s L M M d M Rd M Sd N crit N Rd N Sd N Sd,lt S m - pole przekroju zbrojenia ściskanego - powierzchnia przekroju jednego pręta siatki; - pole powierzchni ścinania równe iloczynowi długości styku betonu z częścią murową oraz wysokości styku tych warstw. - moduł sprężystości muru - moduł sprężystości betonu - moduł sprężystości stali - wypadkowa bryły naprężeń ściskających w murze - siła wypadkowa w zbrojeniu rozciąganym - cała wysokość konstrukcji, też wysokość ściany do poziomu obciążenia - moment bezwładności przekroju żelbetowego - moment bezwładności przekroju murowego - moment bezwładności przekroju sprowadzonego (murowo-żelbetowego lub murowo-betonowego), obliczany względem osi przechodzącej przez środek ciężkości przekroju sprowadzonego - moment bezwładności przekroju całkowitego przekroju zbrojenia, obliczany względem osi przechodzącej przez środek ciężkości przekroju sprowadzonego - długość ściany mierzona między podporami lub między podporą i krawędzią niepodpartą - moment zginający - obliczeniowy moment zginający - nośność elementu na zginanie - moment zginający wywołany obciążeniem obliczeniowym - wartość krytyczna pionowej siły ściskającej - siła pionowa odpowiadająca obliczeniowej nośności ściany poddanej obciążeniu pionowemu (też N 1Rd, N mrd i N 2Rd ) - siła pionowa w ścianie, wywołana przez obliczeniowe obciążenie ściany - siła pionowa w ścianie, wywołana przez część długotrwałą obliczeniowego obciążenia pionowego ściany - moment statyczny ściskanej strefy przekroju sprowadzonego względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego; S mgr - moment statyczny ściskanej strefy muru dla ξ eff = ξ eff,lim = 0,55. S mn S moc V Rd V Rd1 V Sd V Sdt W v W op - moment statyczny ściskanej strefy muru obliczony względem osi działania siły podłużnej N Sd (przyłożonej na mimośrodzie e); - moment statyczny użytecznego przekroju sprowadzonego, obliczony względem środka ciężkości zbrojenia ściskanego. - siła pozioma odpowiadająca obliczeniowej nośności ściany poddanej obciążeniu poziomemu - nośność na ścinanie muru niezbrojonego - siła pozioma w ścianie, wywołana przez obliczeniowe obciążenie poziome ściany - nośność na ścinanie przy ściskaniu - obciążenie równomiernie rozłożone działające w kierunku pionowym - wskaźnik wytrzymałości przekroju sprowadzonego do przekroju jednorodnego o cechach wytrzymałościowych muru, obliczony względem skrajnego włókna rozciąganego z uwzględnieniem plastycznych własności muru Małe litery łacińskie Strona 4

5 a a' a 1, a 2 - długość odcinka, także odległość środka ciężkości zbrojenia rozciąganego od krawędzi rozciąganej przekroju - odległość środka ciężkości zbrojenia ściskanego od krawędzi ściskanej przekroju - wymiary oczek siatki zbrojenia poziomego muru b - szerokość (także b 1 ; b 2 ) b' b c b eff b t b' t b p d e e a e ac e as e 0 f f bok f cd f ck f d f dr f k f t f tk f ty f tv f v f vk f vv f y f yd f yk h h eff h 1, h 2 i l b l eff l h - szerokość sprowadzona - szerokość strefy ściskanej przęsła między ograniczeniami - szerokość efektywna półki - szerokość dolnej półki dwuteowego przekroju sprowadzonego - szerokość górnej półki dwuteowego przekroju sprowadzonego - szerokość rzeczywista półki - wysokość użyteczna (efektywna) przekroju elementu zginanego - mimośród - mimośród przypadkowy (niezamierzony) - mimośród działania obciążenia względem środka ciężkości zbrojenia ściskanego - mimośród działania obciążenia względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego - mimośród początkowy - wytrzymałość muru na ściskanie - wartość charakterystyczna wytrzymałości zakotwienia zbrojenia - wytrzymałość obliczeniowa betonu na ściskanie - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie - wytrzymałość obliczeniowa muru na ściskanie - obliczeniowa wytrzymałość muru zbrojonego na ściskanie - wytrzymałość charakterystyczna muru na ściskanie - wytrzymałość muru na rozciąganie osiowe - wartość charakterystyczna wytrzymałości muru (lub stali) na rozciąganie - wartość charakterystyczna wytrzymałości stali na rozciąganie - obliczeniowa wytrzymałość muru na rozciąganie w przekroju prostopadłym do warstw muru (wg PN-B-03002:1999) - wytrzymałość muru na ścinanie w kierunku równoległym do spoin wspornych - wytrzymałość charakterystyczna muru na ścinanie w kierunku równoległym do spoin wspornych - wytrzymałość obliczeniowa na ścinanie muru w kierunku prostopadłym do spoin wspornych - granica plastyczności stali - wartość obliczeniowa granicy plastyczności stali - wartość charakterystyczna granicy plastyczności stali - wysokość ściany jednej kondygnacji - wysokość efektywna ściany - wysokości części przekroju poprzecznego - promień bezwładności konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym - długość zakotwienia - długość (rozpiętość) efektywna elementu - odległość (w przekroju poprzecznym muru) pomiędzy otworami zawierającymi zbrojenie Strona 5

6 l s l u s - rozpiętość w świetle podpór - długość elementu murowego - pionowy odstęp między spoinami wspornymi zawierającymi zbrojenie poziome muru, także odstęp pomiędzy spoinami zawierającymi ten sam kierunek zbrojenia t - grubość ściany lub jej warstwy (także t 1 i t 2 ) t' t eff t f x x eff y z - szerokość wydzielonego łuku w tarczy murowej - efektywna grubość ściany - grubość półki - wysokość strefy ściskanej przekroju - efektywna wysokość strefy ściskanej - odległość środka ciężkości pola przekroju ściany od krawędzi bardziej ściskanej - ramię sił wewnętrznych w elementach zginanych Litery greckie ε ε s ε uk ε m γ m γ s η φ λ p ρ m σ σ x τ ξ eff ξ eff,lim - odkształcenie jednostkowe muru - odkształcenie jednostkowe stali - wartość charakterystyczna wydłużenia jednostkowego stali przy maksymalnym naprężeniu rozciągającym - średnie odkształcenie skrajnego włókna rozciąganego - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dotyczący właściwości muru - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dotyczący stali - współczynnik uwzględniający wpływ smukłości na mimośród początkowy - średnica pręta zbrojeniowego - smukłość konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym - stopień zbrojenia - naprężenie normalne - naprężenia ściskające w kierunku równoległym do spoin wspornych - naprężenia ścinające - współczynnik do określania wysokości umownej strefy ściskanej - wartość graniczna współczynnika do określania wysokości umownej strefy ściskanej 2 Postanowienia ogólne 2.1 Wymagania podstawowe Konstrukcję obiektu budowlanego należy tak zaprojektować i wykonać, aby mogła być uznana za niezawodną, tj. aby w przewidywanym czasie eksploatacji, bez nadmiernych kosztów dodatkowych i z należytym prawdopodobieństwem - nie nastąpiło przekroczenie stanów granicznych nośności, a także użytkowalności, - oddziaływania wyjątkowe (pożar, eksplozje itp.), na skutek których ulega zniszczeniu część konstrukcji, a także błędy popełnione na etapie projektowania, wykonywania i użytkowania obiektu, nie powodowały zniszczenia konstrukcji w zakresie nieproporcjonalnie dużym w stosunku do początkowej przyczyny je wywołującej. Niezawodność konstrukcji należy zapewnić przez właściwy dobór odpowiednich materiałów i racjonalnego ustroju konstrukcyjnego oraz wykazanie w obliczeniach, że stany graniczne nie zostały przekroczone; dopełnienie wymagań konstrukcyjnych i należytą kontrolę wykonania konstrukcji zgodnie z projektem. Konstrukcja powinna być zaprojektowana w taki sposób, by przez cały przewidywany okres użytkowania odpowiadała założonemu przeznaczeniu przy zadanym poziomie konserwacji. W obliczeniach konstrukcji należy rozważyć okoliczności, w jakich konstrukcja ma spełniać swoje funkcje i wybrać znaczące Strona 6

7 sytuacje obliczeniowe, dla których stany graniczne nie będą przekroczone. Sytuacje obliczeniowe dzielą się na trwałe, przejściowe i wyjątkowe. Poza sprawdzeniem konstrukcji dla sytuacji trwałych, określonych przez przeznaczenie obiektu, zachodzić może również potrzeba sprawdzenia sytuacji przejściowych, które powstają podczas kolejnych etapów wznoszenia konstrukcji. Niezawodność konstrukcji w warunkach oddziaływań wyjątkowych zapewnia się spełniając odpowiednie wymagania konstrukcyjne (rozdział 6). 2.2 Obliczenia konstrukcji Obliczenia konstrukcji należy wykonywać zgodnie z zasadami PN-90/B-03000, przyjmując nominalne wymiary elementów konstrukcji z uwzględnieniem tolerancji wymiarów elementów murowych, podanych w odpowiednich PN oraz przewidzianych w projekcie tolerancji wykonania. Wartości charakterystyczne oddziaływań przyjmować należy wg PN-82/B-02000, PN-82/B-02001, PN-82/B-02003, PN-82/B-02004, PN-86/B-02005, PN-80/B-02010, PN-77/B-02011, PN- 87/B-02013, PN-81/B Wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa γ f należy przyjmować zgodnie z PN-82/B Kombinacje oddziaływań należy przyjmować zgodnie z PN-82/B Siły wewnętrzne w konstrukcji należy wyznaczać przyjmując modele obliczeniowe, odwzorowujące możliwie dobrze zachowanie się konstrukcji w rozpatrywanych stanach granicznych. Do wyznaczania sił wewnętrznych są stosowane z reguły metody analizy liniowo-sprężystej. Nośność konstrukcji wyznacza się zwykle z uwzględnieniem nieliniowych lub plastycznych odkształceń muru. Zakres, układ i forma obliczeń statycznych powinny być zgodne z PN-90/B Materiały 3.1 Elementy murowe Do wykonywania murowanych konstrukcji zbrojonych należy stosować elementy murowe odpowiadające wymaganiom podanym w odpowiednich Polskich Normach oraz zaliczane do grupy 1 lub grupy 2 - wg klasyfikacji przyjętej w PN-B : Zaprawy Do wykonywania murowanych konstrukcji zbrojonych należy stosować zaprawy cementowe lub cementowo-wapienne o charakterystycznej wytrzymałości na ściskanie nie niższej niż 5,0 N/mm 2 - wyznaczanej zgodnie z PN-85/B Beton wypełniający Beton stosowany do wypełniania w murowych konstrukcjach zbrojonych, jak również stanowiący część składową konstrukcji murowo-betonowych oraz murowo-żelbetowych, powinien spełniać wymagania PN-B-03264:1999. Zaleca się, aby beton stosowany do wypełniania w murowych konstrukcjach zbrojonych, jak również stanowiący część składową konstrukcji murowo-betonowych oraz murowo-żelbetowych, był klasy wytrzymałościowej nie niższej niż B15 - wg PN-B-03264:1999. Zaleca się, aby beton wypełniający przestrzenie puste, których najmniejszy wymiar jest nie mniejszy niż 50 mm lub, kiedy grubość otulenia zbrojenia betonem zawiera się w granicach od 15 mm do 25 mm, wykonany był z użyciem kruszywa o uziarnieniu nie przekraczającym 10 mm. Do wypełnienia przestrzeni pustych, których najmniejszy wymiar jest nie mniejszy niż 100 mm lub, kiedy grubość otulenia zbrojenia betonem jest nie mniejsza niż 25 mm, stosować można beton wykonany przy użyciu kruszywa o uziarnieniu nie przekraczającym 20 mm. Mieszanka betonowa może być indywidualnie projektowana lub wykonana zgodnie z zaleceniami PN-89/B Zaleca się, aby mieszanka zawierała tylko tyle wody ile jest potrzebne do zapewnienia wymaganej wytrzymałości i urabialności, gwarantującej kompletne wypełnienie pustych przestrzeni. 3.4 Stal zbrojeniowa Stal zbrojeniowa, stosowana w murowych konstrukcjach zbrojonych powinna być zgodna z wymaganiami PN-B-03264:1999. Stal zbrojeniową klasyfikuje się dla celów obliczeniowych w następujący sposób: - stal wysokiej ciągliwości: ε uk > 5% oraz f tk /f yk > 1,08 - stal średniej ciągliwości: ε uk > 2,5% oraz f tk /f yk > 1,05 ε uk - wartość charakterystyczna wydłużenia jednostkowego stali przy maksymalnym naprężeniu rozciągającym; f tk - wytrzymałość na rozciąganie stali zbrojeniowej; f yk - granica plastyczności stali zbrojeniowej Zaleca się nie uznawać jako wykonanych ze stali wysokiej ciągliwości, prętów żebrowanych o średnicy mniejszej niż 6 mm, także stosowanych do prefabrykowanego zbrojenia spoin wspornych. Stal zbrojeniowa może być stalą węglową, zgodną z wymaganiami PN-B-03264:1999 lub austenityczną stalą nierdzewną zgodnie z PN-89/H Stal zbrojeniowa może być gładka lub żebrowana. Strona 7

8 4 Zasady projektowania 4.1 Parametry materiałowe Parametry wytrzymałościowe muru Potrzebne do projektowania murowych konstrukcji zbrojonych, parametry wytrzymałościowe muru, należy określać jak dla muru niezbrojonego, zgodnie z PN-B-03002: Parametry wytrzymałościowe stali zbrojeniowej i sprężającej Potrzebne do projektowania murowych konstrukcji zbrojonych i zespolonych parametry wytrzymałościowe stali zbrojeniowej należy określać zgodnie z PN-B-03264: Parametry wytrzymałościowe betonu Potrzebne parametry wytrzymałościowe betonu stosowanego do wypełniania w murowych konstrukcjach zbrojonych, jak również stanowiącego część składową konstrukcji murowo-betonowych oraz murowo-żelbetowych, należy określać zgodnie z PN-B-03264: Częściowe współczynniki bezpieczeństwa muru Wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa muru ustala się odpowiednio do kategorii kontroli produkcji elementów murowych oraz do kategorii wykonania robót na budowie. Rozróżnia się, zgodnie z PN-B-03002:1990, dwie (I i II) kategorie kontroli produkcji elementów murowych oraz także dwie (A i B) kategorie wykonania robót na budowie. Decyzję o przyjęciu kategorii wykonania podejmuje projektant konstrukcji. Wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa dla muru - γ m, oraz stali zbrojeniowej - γ s, przyjmowanych do obliczeń konstrukcji w sytuacjach trwałych i przejściowych podano w tablicy 1. Dla wyjątkowych sytuacji obliczeniowych, wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa można przyjąć jako: - dla muru, bez względu na kategorię produkcji elementów murowych i kategorię wykonania - γ m = 1,3; - dla kotewek murowych i zakotwienia stali zbrojeniowej - jak w tablicy 1; - dla stali, niezależnie od kategorii produkcji elementów murowych i kategorii wykonania - γ s - 1,0. Tablica 1. Wartości częściowych współczynników bezpieczeństwa dla muru - γ m Kategoria wykonania A B Kategoria I produkcji elementów murowych 1,7 2,2 Kategoria II produkcji elementów murowych 2,0 2,5 Zakotwienie, wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie kotewek murowych 2,5 2,5 Zakotwienie stali zbrojeniowej 1,7 2,2 UWAGA: Wartość γ m dla betonu wypełniającego przyjmuje się odpowiednio do kategorii kontroli produkcji elementów murowych w strefie muru wypełnianej betonem. 4.3 Wytrzymałości obliczeniowe Wytrzymałości obliczeniowe muru Wytrzymałości obliczeniowe muru należy obliczać jak dla muru niezbrojonego - zgodnie z zasadami przyjętymi w PN-B :1999 przy przyjęciu częściowych współczynników bezpieczeństwa γ m wg tablicy Wytrzymałości obliczeniowe stali Wytrzymałość obliczeniową stali obliczać należy jako Część 2 Strona 1

9 (1) f yk - charakterystyczna wartość umownej granicy plastyczności; γ s - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla stali; należy przyjmować γ s = 1, Wytrzymałości obliczeniowe betonu Wytrzymałości obliczeniowe betonu stosowanego do wypełniania w murowych konstrukcjach zbrojonych, jak również stanowiącego część składową konstrukcji murowo-betonowych oraz murowo-żelbetowych, należy obliczać jako (2) f ck - charakterystyczne wartości odpowiedniej wytrzymałości betonu - zgodnie z PN-B-03264:1999; γ m - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla betonu wypełniającego - przyjmowany odpowiednio do kategorii kontroli produkcji elementów murowych w strefie muru wypełnianej betonem - wg tablicy 1. 5 Wymiarowanie murowych konstrukcji zbrojonych 5.1 Mury zbrojone podłużnie Ustalenia ogólne Przyjmuje się, że mury zbrojone zginane lub/i ściskane należy obliczać z uwzględnieniem następujących założeń: a) nośność zbrojonych elementów murowych obliczać należy posługując się teorią uwzględniającą nieliniowe zachowanie się materiału i efekty drugiego rzędu; b) w obliczeniach zakłada się, że odkształceniowe własności muru i betonu wypełniającego są analogiczne; c) w obliczeniach elementów zbrojonych należy przyjmować dodatkowo, następujące założenia: - przekroje płaskie pozostają nadal płaskie; - zbrojenie poddane jest tym samym odkształceniom co przyległy mur; - pomija się w obliczeniach wytrzymałość muru na rozciąganie; - maksymalne odkształcenie przy ściskaniu muru określa się odpowiednio do rodzaju muru; - maksymalne wydłużenie przy rozciąganiu zbrojenia ustala się także odpowiednio do rodzaju materiału; - zależność σ - ε muru przyjmuje się zgodnie z zasadami podanymi w PN-B-03002:1999; - związek σ - ε stali przyjmuje się jak na rysunku 1; - w przekrojach nie w pełni ściskanych (tzn. gdy występują także w części przekroju naprężenia rozciągające), graniczne odkształcenie muru wywołane ściskaniem wynosi -0,0035 (rysunek 2). Dla sytuacji pośrednich wykres odkształceń wyznacza założenie, że w odległości 3/7 wysokości przekroju (mierzonej od krawędzi bardziej ściskanej) odkształcenie jest równe - 0, wykres liniowo sprężystego rozkładu sił wewnętrznych może podlegać modyfikacji z zachowaniem równowagi, gdy elementy wykazują dostateczną ciągliwość (odkształcalność plastyczną). Zaleca się, aby stosunek x/d (oznaczenia jak na rysunku 2) nie przekraczał 0,4 dla sytuacji gdy nie wprowadzono redystrybucji momentów. Redystrybucję momentów w belce ciągłej należy ograniczyć do 15 %, gdy stosuje się stal wysokiej ciągliwości. Stosunek momentu po redystrybucji do momentu przed redystrybucją nie powinien być mniejszy niż: (3) pod warunkiem, że wytrzymałość charakterystyczna muru lub betonu wypełniającego przyjmuje się nie większą niż 35 N/mm 2 ; - zaleca się nie uwzględniać redystrybucji, gdy stosuje się stal zwykłej ciągliwości; Część 2 Strona 2

10 Rysunek 1. Zależność σ - ε stali zbrojenia przyjmowana w obliczeniach Rysunek 2. Wykres odkształceń w stanie granicznym nośności d) w przypadku murowych konstrukcji zespolonych, tzn. gdy w strefie ściskanej występują dwa materiały (np. mur i beton lub mur i żelbet), nośność strefy należy obliczać dla odpowiedniego bloku naprężeń w odniesieniu do słabszego z tych materiałów - obliczeniowy przekrój sprowadzony jak na rysunku 3; e) przedstawione powyżej reguły i założenia dotyczą obliczania murowych konstrukcji i elementów zginanych zarówno w płaszczyźnie jak i w kierunku prostopadłym do ich płaszczyzny; f) rozpiętość obliczeniową, zwaną rozpiętością efektywną, należy wyznaczać dla elementów wolno podpartych oraz wspornikowych, zgodnie z zasadami pokazanymi na rysunku 4, z ograniczeniami podanymi w tablicy 2; Część 2 Strona 3

11 Rysunek 3. Sposób określania zastępczego przekroju sprowadzonego Rysunek 4. Zasady określania rozpiętości obliczeniowej: a) - elementów wolnopodpartych; b) - wspornikowych Tablica 2. Graniczne stosunki rozpiętości (l eff ) do wysokości efektywnej (d) przekroju ścian i belek. Część 2 Strona 4

12 Warunki na podporze Stosunek rozpiętości (l eff ) do wysokości (d) efektywnej przekroju ściana belka wolno podparta ciągła rozpięta dwukierunkowo 45 - wspornik 18 7 UWAGI: 1 - Ściana jest elementem poddanym zginaniu z płaszczyzny, a belka może być częścią ściany, poddaną zginaniu w płaszczyźnie. 2 - Dla ścian wolnostojących, nie stanowiących części budynku i poddanych głównie obciążeniu wiatrem, podane w tablicy 2 wartości dla ścian można zwiększyć o 30 %, pod warunkiem jednak, że ściany takie nie posiadają wykończenia, które mogłoby ulec zniszczeniu na skutek ugięcia; g) w celu zapewnienia odpowiedniej sztywności w kierunku poziomym elementów wolno podpartych lub ciągłych zaleca się przyjmować taki stosunek wymiarów, aby odległość w świetle między poziomymi ograniczeniami nie przekraczała 60 b c lub 250 b c 2 /d (obowiązuje mniejsza z tych wartości); d - wysokość efektywna przekroju [m]; b c - szerokość strefy ściskanej przęsła między ograniczeniami [m]; h) dla wsporników z ograniczeniem poziomym tylko na podporze zaleca się, aby odległość końca wspornika od krawędzi podpory nie przekraczała mniejszej z wartości: 25 b c lub 100 b c 2 /d - gdzie b c przyjmować należy w licu podpory. W przypadkach, gdy zbrojenie jest skoncentrowane w przekroju, dopuszcza się aby elementy z takim zbrojeniem były uważane za tzw. elementy o przekroju z półką (np. teowym lub kątowym). Grubość półki t f zaleca się wtedy przyjmować równą grubości muru i nie większą niż 0,5 wysokości efektywnej przekroju. Ponadto, należy sprawdzić mur pomiędzy miejscami skoncentrowanego zbrojenia aby zapewnić zdolność do przejęcia przez nie obciążeń oddziałujących przy założeniu, że jest podparty w miejscach koncentracji zbrojenia. Szerokość efektywną półki b eff należy przyjmować zgodnie z zasadami podanymi na rysunku 5. Część 2 Strona 5

13 Rysunek 5. Zasady określania szerokości efektywnej półki b eff : a) - elementy o przekroju teowym; b) - elementy o przekroju kątowym Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych zginaniu Stan graniczny zbrojonych elementów murowych poddanych zginaniu należy sprawdzać z warunku ogólnego: (4) M Sd - maksymalna obliczeniowa wartość momentu zginającego; M Rd - nośność na zginanie muru zbrojonego (wg p ); przy przyjęciu do obliczeń uproszczonego, prostokątnego wykresu naprężeń jak na rysunku 6. Część 2 Strona 6

14 Rysunek 6. Prostokątny wykres naprężeń w zginanym elemencie murowym Nośność M Rd zbrojonych elementów murowych poddanych zginaniu można obliczać jako (5) przy przyjęciu do obliczeń uproszczonego, prostokątnego wykresu naprężeń jak na rysunku 6, gdzie dla przekroju prostokątnego: b - szerokość przekroju [m]; d - wysokość efektywna przekroju [m]; A s - pole przekroju zbrojenia rozciąganego [m 2 ]; f k - wytrzymałość muru lub betonu wypełniającego na ściskanie [MPa]; f yk - charakterystyczna granica plastyczności stali [MPa]; γ m - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla muru lub betonu wypełniającego (z tablicy 1); γ s - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla stali (γ s = 1,15) W przypadku wspornikowych murowanych ścian zbrojonych poddanych zginaniu, dopuszcza się przyjmować do obliczania nośności przekroju, prostokątny wykres naprężeń jak podano na rysunku 6, z tą różnicą, że obowiązuje on na całej wysokości strefy ściskanej x, tj. od osi obojętnej aż do górnej (ściskanej) krawędzi przekroju. Przyjąć więc należy, że x eff = x, z jednoczesnym ograniczeniem jej zasięgu do połowy wysokości efektywnej d, czyli x 0,5d. Zaleca się, aby stan graniczny nośności sprawdzać z warunku ogólnego (4) dla nośności obliczeniowej przekroju na zginanie M Rd wyznaczanej w analizowanym przypadku ścian wspornikowych z zależności: (6) Dla elementów z półką stan graniczny nośności należy sprawdzać korzystając z ogólnej zależności (4) przy jednoczesnym spełnieniu dodatkowego warunku, że nośność na zginanie wyliczona z wzoru (5) nie może przekraczać wartości: (7) t f - grubość półki; b eff - szerokość efektywna półki określana zgodnie z rysunku 5. Część 2 Strona 7

15 W przypadku, gdy zbrojenie skoncentrowane jest lokalnie w przekroju w taki sposób, że elementu nie można uważać za element o przekroju z półką, zaleca się przyjmować, że szerokość elementu zbrojonego nie jest większa niż 3t, jak to pokazano na rysunku 7. Rysunek 7. Szerokość przekroju elementów ze skoncentrowanym lokalnie zbrojeniem Rozpatruje się więc w takim przypadku przekrój prostokątny o wysokości równej grubości elementu i szerokości równej trzem grubościom. Wyjątkiem jest sytuacja, gdy odległość pomiędzy sąsiadującymi z otworem, w którym znajduje się zbrojenie, pionowymi otworami (odległość l h na rysunku 7) jest mniejsza niż 3t. Wtedy należy przyjąć, że szerokość przekroju obliczeniowego jest równa odległości l h W elementach zginanych, poddanych jednocześnie jedynie działaniu małej siły osiowej, obliczać można jedynie przekroje poddane zginaniu, gdy siła osiowa nie przekracza wartości 0,1 f k A (A - pole przekroju muru) Nośność przy zginaniu zespolonych (murowo-żelbetowych) konstrukcji zbrojonych podłużnie, należy sprawdzać z uwzględnieniem zasad podanych w p oraz p.5.1.2, z ogólnego warunku (4) przy przyjęciu sprowadzonego obliczeniowego przekroju zastępczego (wyznaczonego wg p.5.1.1d - rysunek 3) dla następujących przypadków położenia osi obojętnej w przekroju: a) gdy żelbetowa część przekroju ze zbrojeniem podłużnym występuje tylko w strefie rozciąganej (rysunek 8) ze wzoru: (8) wyznaczając położenie osi obojętnej z równania: (9) Rysunek 8. Schemat do obliczania nośności zginanych przekrojów zbrojonych - zbrojenie występuje jedynie w strefie rozciąganej b) gdy oprócz żelbetowej części przekroju zbrojonego podłużnie, występującej po stronie rozciąganej, dodatkowo występuje betonowa część tego przekroju po stronie ściskanej: - przy osi obojętnej przechodzącej przez półkę przekroju sprowadzonego (rysunek 9a): Część 2 Strona 8

16 (10) wyznaczając położenie osi obojętnej z równania: (11) - przy osi obojętnej przechodzącej przez środnik przekroju sprowadzonego (rysunek 9b): (12) wyznaczając położenie osi obojętnej z równania: (13) Rysunek 9. Schematy do obliczania nośności zginanych przekrojów zbrojonych - zbrojenie w strefie rozciąganej i część betonowa w strefie ściskanej: a) oś obojętna przechodzi przez półkę przekroju sprowadzonego; b) oś obojętna przechodzi przez środnik przekroju sprowadzonego Część 2 Strona 9

17 c) gdy żelbetowe części przekroju ze zbrojeniem podłużnym występują zarówno po stronie rozciąganej jak i ściskanej: - przy osi obojętnej przechodzącej przez półkę przekroju sprowadzonego (rysunek 10a): (14) wyznaczając położenie osi obojętnej z równania: (15) - przy osi obojętnej przechodzącej przez środnik przekroju sprowadzonego (rysunek 10b): (16) wyznaczając położenie osi obojętnej z równania: (17) Rysunek 10. Schematy do obliczania nośności zginanych przekrojów zbrojonych - zbrojenie w strefie rozciąganej oraz Część 2 Strona 10

18 ściskanej przekroju: a) oś obojętna przechodzi przez półkę przekroju sprowadzonego; b) oś obojętna przechodzi przez środnik przekroju sprowadzonego Nośność przy zginaniu zespolonych konstrukcji murowo-betonowych należy sprawdzać z uwzględnieniem zasad podanych w p oraz p.5.1.2, z ogólnego warunku (4) przy przyjęciu sprowadzonego (rysunek 11) obliczeniowego przekroju zastępczego (wyznaczonego wg zasad podanych w p.5.1.1d) oraz następujących założeń: a) wykres naprężeń w ściskanej strefie przekroju ma kształt trójkątny, a prosta będąca przedłużeniem przeciwprostokątnej tego wykresu odcina na rozciąganej krawędzi przekroju odcinek 2 f td ; b) wykres naprężeń w rozciąganej strefie przekroju ma kształt prostokątny o rzędnej równej wytrzymałości obliczeniowej muru na rozciąganie f td. Zgodnie z powyższymi założeniami nośność na zginanie konstrukcji obciążonej prostopadle do jej płaszczyzny lub ściskanej przy mimośrodzie e 0 > 0,9 y (gdzie y jest odległością środka ciężkości zastępczego przekroju sprowadzonego od krawędzi bardziej ściskanej), należy sprawdzać: - gdy część betonowa elementu jest równoległa do płaszczyzny działania momentu, z warunku: (18) Wskaźnik W op wytrzymałości przekroju sprowadzonego do przekroju jednorodnego o cechach wytrzymałościowych muru, oblicza się względem skrajnego włókna rozciąganego z uwzględnieniem plastycznych własności muru, ze wzoru (19) w którym (20) b t, b t ', t, t' - wg rysunku gdy część betonowa elementu jest prostopadła do płaszczyzny działania momentu - jak w przypadku murów niezbrojonych wg PN-B-03002:1999. Rysunek 11. Schemat do obliczania nośności zginanego przekroju murowo-betonowego Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych ściskaniu Część 2 Strona 11

19 Generalnie przyjmuje się, że dla ściskania obowiązują te same ogólne założenia obliczeniowe, jak w przypadku murów poddanych jedynie zginaniu - przedstawione w p Dodatkowo zaleca się, aby smukłość zbrojonych elementów murowych λ p, wyznaczona dla konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym, nie była większa niż 27. Smukłość λ p można obliczać ze wzoru (21) w którym h eff - wysokość efektywna konstrukcji zespolonej - określana zgodnie z zaleceniami PN-B-03002:1999; i - promień bezwładności konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym; J p - moment bezwładności konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym; A p - pole przekroju konstrukcji zespolonej o przekroju sprowadzonym Stan graniczny nośności dla ściskanych konstrukcji murowych ze zbrojeniem podłużnym należy sprawdzać z ogólnej zależności (22) N Sd - obliczeniowe obciążenie pionowe muru; N Rd - obliczeniowa nośność na ściskanie muru ze zbrojeniem podłużnym; w przekrojach miarodajnych, np. w przypadku ścian - w przekrojach pod i nad stropem oraz w środkowej strefie ściany. Przy obliczaniu należy uwzględnić zarówno geometrię obliczanych murów (ścian) oraz właściwości materiałowe muru, jak również i mimośrodowe działanie obciążenia. Wyznaczając miejsce przyłożenia obliczeniowego obciążenia pionowego N Sd uwzględnić każdorazowo należy mimośród przypadkowy e a, określany jako większą z dwóch wartości Nośność na ściskanie muru ze zbrojeniem podłużnym należy wyznaczać jak w przypadku murów zginanych (p ) przyjmując ogólny schemat jak na rysunku 8. Wartości mimośrodów dla działającego obciążenia pionowego należy wyznaczać wg PN-B-03002:1999 zgodnie z zasadami podanymi dla niezbrojonych, ściskanych konstrukcji murowych W przypadku ściskanych elementów murowych ze zbrojeniem podłużnym nośność należy obliczać z uwzględnieniem wpływu smukłości, gdy smukłość ta przekracza 27, poprzez powiększenie mimośrodu początkowego e 0 wg wzoru: (23) przy czym wartość współczynnika zwiększającego mimośród obliczać należy z następującej zależności (24) J p - moment bezwładności przekroju sprowadzonego (murowo-żelbetowego), obliczany względem osi przechodzącej przez środek ciężkości przekroju sprowadzonego; Część 2 Strona 12

20 J s - moment bezwładności przekroju całkowitego przekroju zbrojenia, obliczany względem osi przechodzącej przez środek ciężkości przekroju sprowadzonego; N Sd,lt - obliczeniowa siła osiowa od obciążeń długotrwałych; h eff - wysokość efektywna obliczanej konstrukcji - określana zgodnie z zasadami podanymi w PN-B-03002:1999 dla ściskanych murów niezbrojonych Nośność ściskanego elementu murowo-żelbetowego należy sprawdzać w zależności od względnej wysokości umownej strefy ściskanej ξ eff = x/d. Rozważane są dwa przypadki, tzn. czy wysokość tej strefy jest, czy też nie jest większa od przyjętej wartości granicznej ξ eff,lim, wynoszącej 0,55: - gdy ξ eff 0,55 nośność należy sprawdzać z warunków: (25) (26) - gdy ξ eff > 0,55 z warunku: (27) e as - odległość siły N Sd od środka ciężkości zbrojenia rozciąganego; S m - moment statyczny ściskanej strefy przekroju sprowadzonego względem środka ciężkości zbrojenia rozciąganego; S mgr - moment statyczny ściskanej strefy muru dla ξ eff = ξ eff,lim = 0, W sytuacji, gdy punkt przyłożenia siły N Sd leży wewnątrz odcinka wyznaczonego przez środki ciężkości zbrojenia A s i A sc, tzn. gdy e as < d - a', powinien być także spełniony warunek: (28) w którym: S moc - moment statyczny użytecznego przekroju sprowadzonego, obliczony względem środka ciężkości zbrojenia ściskanego Przy sprawdzaniu nośności, położenie osi obojętnej przekroju wyznaczać należy z warunku: (29) S mn - moment statyczny ściskanej strefy muru obliczony względem osi działania siły podłużnej N Sd (przyłożonej na mimośrodzie e); e ac - odległość siły N Sd od środka ciężkości zbrojenia ściskanego; przy czym znak przed drugim członem równania (29) zależy od miejsca przyłożenia siły N Sd. Gdy siła N Sd położona jest na zewnątrz odcinka wyznaczonego przez środki ciężkości zbrojenia A s i A sc - przyjmuje się znak (-); gdy zaś siła ta jest poza tym odcinkiem - znak (+) Nośność konstrukcji zespolonej murowo-betonowej obciążonej siłami ściskającymi należy sprawdzać, przy przyjęciu schematu obliczeniowego jak na rysunku 12, zgodnie z zasadami podanymi w PN-B-03002:1999 dla murów niezbrojonych. Część 2 Strona 13

21 Rysunek 12. Schemat do obliczania nośności ściskanego przekroju murowo-betonowego Wymiarowanie zbrojonych konstrukcji murowych poddanych ścinaniu Wszystkie zbrojone murowe konstrukcje zginane należy jednocześnie obliczać na siły poprzeczne Przy wyznaczeniu nośności na siły poprzeczne zginanych zbrojonych elementów murowych należy wyznaczać obliczeniową wartość siły poprzecznej V Sd w elementach poddanych zginaniu przy obciążeniu równomiernie rozłożonym, przyjmując, że maksymalna wartość tej siły występuje w odległości d/2 licząc od lica podpory (d - wysokość efektywna przekroju), gdy spełnione są warunki: - obciążenie i reakcja na podporze wywołują diagonalne ściskanie w elemencie; - zbrojenie rozciągane przeprowadzone zostało na końcowej podporze poza lico podpory na długość co najmniej 2,5d; - na podporach pośrednich zbrojenie rozciągane wymagane w licu podpory przeprowadzone zostało w kierunku przęsła na długość co najmniej 2,5d + długość zakotwienia. - nośność obliczeniową na ścinanie murowego elementu zbrojonego należy obliczać z pominięciem współpracy jakiegokolwiek zbrojenia poprzecznego w elemencie W przypadku elementów zespolonych (np. murowo-betonowych lub murowo-żelbetowych), nośność na ścinanie należy obliczać jako większą z wartości uzyskanych jak dla przekroju sprowadzonego i wytrzymałości muru niezbrojonego na ścinanie f v (wyznaczanej zgodnie z PN-B-03002:1999) oraz samego przekroju betonowego lub żelbetowego, obliczanego zgodnie z zasadami podanymi w PN-B-03264:1999. Również w tym przypadku nośność na ścinanie należy obliczać z uwzględnieniem oddzielnego zbrojenia na ścinanie Nośność na ścinanie zginanego murowego elementu zbrojonego należy sprawdzać z warunku ogólnego (30) V Sd - siła poprzeczna w przekroju ukośnym (lub rozwarstwiająca - na styku muru i betonu w konstrukcjach zespolonych), wywołana działaniem obciążenia obliczeniowego; V Rd - nośność obliczeniowa muru na ścinanie, obliczona zgodnie z p : - dla ścinania przy zginaniu - z zależności (31); - dla ścinania przy ściskaniu (rozwarstwienie) - z zależności (32) Przy sprawdzaniu na ścinanie konstrukcji zespolonych, rozważyć należy następujące dwa przypadki określenia nośności: a) nośność na ścinanie przy zginaniu (rysunek 13a): (31) f tv - obliczeniowa wytrzymałość muru na rozciąganie w przekroju prostopadłym do warstw muru (wg PN-B-03002:1999); b - najmniejsza szerokość przekroju sprowadzonego muru (do przekroju jednorodnego o cechach wytrzymałościowych muru bez uwzględnienia zbrojenia) występująca na jego wysokości; h - wysokość przekroju sprowadzonego. b) nośność na ścinanie przy ściskaniu (rozwarstwienie - rysunek 13b): (32) Część 2 Strona 14

22 V Sdt - obliczeniowa wartość siły powodująca rozwarstwienie konstrukcji; f w - wytrzymałość obliczeniowa muru na ścinanie w przekroju prostopadłym do warstw muru (wg PN-B-03002:1999); A v - pole powierzchni ścinania równe iloczynowi długości styku betonu z częścią murową oraz wysokości styku tych warstw. Rysunek 13. Sposób określania powierzchni ścinania A v : a) - ścinanie przy zginaniu - sprowadzony przekrój zastępczy; b) - ścinanie przy ściskaniu - rozwarstwienie. 5.2 Mury ściskane zbrojone poprzecznie Dopuszcza się konstruowanie konstrukcji murowych z poziomym zbrojeniem umieszczanym w spoinach wspornych jedynie w przypadku murów wykonywanych z elementów grupy 1 (wg klasyfikacji jak w PN-B-03002:1999) i nie mających drążeń pionowych. Stan graniczny nośności przy obliczaniu ściskanych konstrukcji murowych ze zbrojeniem poziomym (w postaci siatek lub pętli - jak na rysunku 14) należy sprawdzać według zasad obowiązujących przy obliczaniu murów niezbrojonych, zgodnie z odpowiednimi postanowieniami PN-B-03002:1999. Różnica dotyczy jedynie określenia obliczeniowej wartości wytrzymałości muru na ściskanie. We wzorach, zamiast wytrzymałością na ściskanie muru niezbrojonego f d, należy posługiwać się obliczeniową wartością wytrzymałości na ściskanie muru zbrojonego poprzecznie f dr, wyznaczaną z zależności: (33) ρ m - stopień zbrojenia muru; A sa - powierzchnia przekroju jednego pręta siatki; a 1, a 2 - wymiary oczek siatki (w osiach - jak na rysunku 14); s - odstęp pionowy między spoinami zawierającymi zbrojenie (rysunek 14a); przy zbrojeniu jak na rysunku 14b - odstęp pomiędzy spoinami zawierającymi ten sam kierunek zbrojenia; e - mimośród obliczeniowy; y - odległość środka ciężkości przekroju muru od krawędzi bardziej ściskanej. Część 2 Strona 15

23 Rysunek 14. Mury ze zbrojeniem poziomym: a) - zbrojenie w postaci siatek; b) - zbrojenie pętlami. 5.3 Nadproża Ustalenia ogólne Wykonywanie otworów w ścianach murowanych wiąże się z koniecznością stosowania elementów konstrukcyjnych przesklepiających te otwory. Elementy te obciążone zazwyczaj pionowo pracują jako elementy zginane. Można je wykonywać jako czysto murowane, np. łukowe nadproża murowane, murowane nadproża zbrojone, bądź też jako elementy żelbetowe. Murowane nadproża łukowe projektuje i wykonuje się jako niezbrojone, a oblicza zgodnie z zasadami podanymi w literaturze przedmiotu oraz ogólnymi zaleceniami dotyczącymi projektowania murów niezbrojonych, zawartymi w PN-B-03002:1999. Nadproża w postaci elementów żelbetowych, prefabrykowanych lub wykonywanych bezpośrednio na miejscu budowy, oblicza się zgodnie z zasadami dotyczącymi projektowania konstrukcji żelbetowych wg PN-B-03264:1999. W przypadku projektowania nadproży w postaci elementów murowanych, zbrojonych w zależności od geometrii obiektu należy rozróżnić: belki, tzw. belki-ściany (rysunek 15) lub murowane tarcze ścienne o dużych rozpiętościach, oparte np. na belkach żelbetowych (rysunek 16). Rysunek 15. Schemat murowanej belki - ściany Część 2 Strona 16

24 Rysunek 16. Murowana tarcza ścienna oparta na belce Obliczanie belek murowanych należy prowadzić zgodnie z p Obliczanie belek-ścian należy prowadzić przy założeniu, że myślowo wydzielona z muru belka murowana (oznaczona na rysunku 15 linią przerywaną) przenosi wyłącznie momenty zginające oraz siły poprzeczne. W trzecim przypadku, tzn. przy projektowaniu murowanych tarcz ściennych opartych na belkach żelbetowych, obliczać je można zgodnie z algorytmami dostępnymi w literaturze, np. z uwzględnieniem sztywności giętnej belki Wymiarowanie belek-ścian Przyjmuje się, że elementy murowe poddane obciążeniom pionowym, wywołującym w nich zginanie, można obliczać jako belki-ściany gdy stosunek całkowitej wysokości ściany do rozpiętości efektywnej (nad otworem) nie jest mniejszy niż 0,5. Rozpiętość efektywną (obliczeniową) l eff oraz ramię działania sił wewnętrznych należy określać w sposób przedstawiony na rysunku 17. Rysunek 17. Zasada wyznaczania rozpiętości efektywnej (l eff ) oraz ramienia sił wewnętrznych (z) Nośność strefy ściskanej nie usztywnionej belki-ściany zaleca się sprawdzać na wyboczenie, a także na docisk na podporze Nośność belki-ściany na zginanie, poddanej obciążeniu pionowemu należy sprawdzać z ogólnego warunku (4) przy Część 2 Strona 17

25 czym - zaleca się uwzględniać wszystkie obciążenia pionowe oddziałujące na część ściany znajdującej się powyżej rozpiętości efektywnej, jeżeli obciążenia te nie mogą być przejęte w inny sposób, np. przez stropy wyższych kondygnacji, pracujących jak wieńce w murze; - do obliczeń potrzebnego zbrojenia belkę-ścianę uważać można za belkę wolnopodpartą; - nośność belki-ściany na zginanie M Rd, należy obliczać jako: (34) - zaleca się dodatkowo, aby nośność obliczona z zależności (34) spełniała warunek: (35) f k - wytrzymałość charakterystyczna muru na ściskanie w kierunku działania siły lub betonu wypełniającego (miarodajna wartość mniejsza) - wg PN-B-03002:1999; γ m - częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla muru lub betonu wypełniającego (z tablicy 1). - konieczną powierzchnię zbrojenia na rozciąganie można wyliczyć ze wzoru: (37) - w celu przeciwdziałania rozwarciu rys zaleca się przewidzieć zbrojenie poziome w spoinach wspornych w dolnej części belki na wysokości równej 0,5l eff lub 0,5d (miarodajna jest mniejsza z tych wartości); Zaleca się również sprawdzenie dla belek-ścian nośności na ścinanie z warunku: (38) V Sd - obliczeniowa siła poprzeczna w licu podpory; V Rd1 - nośność obliczeniowa na ścinanie muru niezbrojonego, obliczona jako (39) z - ramię sił wewnętrznych wg rysunku 17; f vk - charakterystyczna wartość wytrzymałości na ścinanie muru wg PN-B-03002: Murowe konstrukcje zbrojone w stanie granicznym użytkowalności Ugięcia Jeżeli wymiary zbrojonych elementów murowych nie przekraczają wymiarów granicznych określonych w p (tablica 2), przyjmuje się, że odkształcenie ściany w kierunku poziomym i ugięcie pionowe belki lub belki-ściany nie przekracza wartości granicznych Zarysowanie Jeżeli wymiary zbrojonych elementów murowych poddanych zginaniu, nie przekraczają wymiarów granicznych określonych w p (tablica 2) i są spełnione wymagania konstrukcyjne podane w p.7, to należy oczekiwać, że zarysowanie takich elementów będzie ograniczone do tego stopnia aby mogły być spełnione wymagania tego stanu granicznego użytkowalności. 6 Wymagania konstrukcyjne dotyczące zbrojenia Część 2 Strona 18

26 6.1 Postanowienia ogólne Zbrojenie powinno być usytuowane w taki sposób, aby tworzyło wraz z murem konstrukcję zespoloną i aby w miejscu, w którym pojawi się rysa nie osiągało granicy plastyczności. Różne sposoby zastosowania zbrojenia w murze zbrojonym przedstawiono na rysunku 18. Jeżeli w projekcie przyjęto swobodne podparcie, zaleca się zwrócić uwagę na wpływ, jaki pewne zamocowanie może mieć na mur. Zbrojenie w murze, projektowanym jako belka należy wprowadzać poza podporę, jeżeli mur jest ciągły - niezależnie od tego. że obliczony został jako ciągły lub nie. Jeżeli taka sytuacja występuje, należy przewidzieć na podporze zbrojenie o przekroju nie mniejszym niż 50 % zbrojenia rozciąganego, wymaganego w przęśle, i zbrojenie to zakotwić zgodnie z p.6.4. We wszystkich przypadkach co najmniej 1/4 zbrojenia wymaganego w przęśle należy przewidzieć na podporze i podobnie zakotwić. 6.2 Ochrona stali zbrojeniowej Ustalenia ogólne Stal zbrojeniowa powinna być nierdzewna lub odpowiednio ochroniona przed korozją na skutek wpływów środowiskowych. Rodzaje stali zbrojeniowej oraz minimalny poziom ochrony stali zbrojeniowej zalecanej do stosowania w murze w różnych warunkach środowiskowych, podano w tablicy 3. Tablica ta dotyczy stali węglowej, stali austenitycznej i stali ocynkowanej, kiedy przewidziano otulenie stali zgodnie z p Alternatywnie stosowana być może chroniona stal węglowa, z otuleniem betonem zgodnie z tablicą 4. Jeżeli stosuje się cynkowanie stali w celu zapewnienia ochrony przed korozją zaleca się, aby ocynkowanie następowało po nadaniu prętom ich wymaganego kształtu. Część 2 Strona 19

27 Rysunek 18. Przykłady zastosowania zbrojenia w murze Tablica 3: Dobór stali zbrojeniowej z uwagi na trwałość Część 2 Strona 20

28 Klasa środowiska Ułożone na zaprawie Minimalny poziom ochrony stali zbrojeniowej Ułożone w betonie, kiedy grubość otulenia jest mniejsza niż wymagana w tablicy 4 1 niechroniona stal węglowa 1) niezabezpieczona stal węglowa 2 Stal węglowa, grubo ocynkowana lub z równoważną ochroną 2) niechroniona stal węglowa w murze otynkowanym od strony zewnętrznej 3) niechroniona stal węglowa lub, kiedy stosuje się zaprawę do wypełnienia przestrzeni pustej grubo ocynkowana stal węglowa lub z równoważną ochroną 2) 3 austenityczna stal nierdzewna 4) stal węglowa grubo ocynkowana lub z niechroniona stal węglowa w murze równoważną ochroną 2) otynkowanym od strony zewnętrznej 4 austenityczna stal nierdzewna 4) austenityczna stal nierdzewna 4) Uwagi: 1) Do wewnętrznej warstwy zewnętrznej ściany szczelinowej, która może być zawilgocona, zaleca się stosować stal węglową grubo ocynkowaną lub z równoważną ochroną jak podano w uwadze 2. 2) Zaleca się, aby stal węglowa ochroniona była warstwą cynku o masie co najmniej 900 g/m 2 lub o masie cynku 60 g/m 2 z dodatkowym przylegającym szczelnie, pokryciem żywicą epoksydową grubości nie mniejszej niż 80 µm, średnio 100 µm. 3) Zaleca się, aby zaprawa była zaprawą powszechnie stosowaną, klasy nie niższej niż M5, grubość otulenia od strony zewnętrznej na rysunku 17 była zwiększona do 30 mm, a mur był otynkowany zaprawą o grubości co najmniej 15 mm. 4) Alternatywną do stali nierdzewnej może być stal węglowa pokryta galwanicznie austenityczną stalą nierdzewną grubości co najmniej 1 mm Klasyfikacja warunków środowiskowych Warunki środowiskowe przyjąć zgodnie z PN-B-03002: Zasady doboru stali zbrojeniowej Jeżeli stal zbrojeniowa jest ułożona w zaprawie lub cemencie z otuleniem mniejszym niż podano w tablicy 4, zaleca się dobierać rodzaj stali i poziom jej ochrony zgodnie z wymaganiami podanymi w tablicy 3, odpowiednio do klasy środowiska. Jeżeli stal zbrojeniowa jest otulona betonem zgodnie z wymaganiami podanymi w tablicy 4, można stosować stal węglową niechronioną dodatkowo. Tablica 4 Minimalna grubość otuliny betonem niechronionej dodatkowo stali węglowej Minimalna grubość otulenia betonem (mm) Klasa środowiska Stosunek wodno-cementowy nie większy niż 0,65 0,55 0,50 0,45 Zawartość cementu (kg/m 3 ) nie mniejsza niż mm mm mm mm Część 2 Strona 21