Zarysowanie ścian zbiorników żelbetowych : teoria i projektowanie / Mariusz Zych. Kraków, 2017 Spis treści Ważniejsze oznaczenia 9 Przedmowa 17 1. Przyczyny i mechanizm zarysowania 18 1.1. Wstęp 18 1.2. Wodoszczelność zbiorników 22 1.3. Stan wiedzy i normalizacji 24 1.3.1. Wstęp 24 1.3.2. Usztywnienie przy zarysowaniu 28 1.3.3. Elementy skrępowane na przeciwległych krawędziach 30 1.3.3.1. Postanowienia EC2-1-1 30 1.3.3.2. Szerokość rys według Model Code 2010 34 1.3.4. Elementy skrępowane w podstawie 37 1.3.4.1. Wstęp 37 1.3.4.2. Szerokość rys według JCI 42 1.3.4.3. Szerokość rys według EC2-3 43 1.3.5. Zarysowanie w wyniku naprężeń własnych 44 1.4. Próba szczelności 46 1.5. Podsumowanie 47 2. Założenia konstrukcyjne i mechanizm zarysowania od obciążeń wymuszonych 48 2.1. Odkształcenia wymuszone i mechanizm zarysowania 48 2.1.1. Zmiany temperatury dojrzewającego betonu 48 2.1.2. Odkształcenia i naprężenia wymuszone 49 2.1.3. Czynniki wpływające na odkształcenia wymuszone 51 2.1.4. Wpływ pełzania 52 2.1.5. Zarysowanie od obciążeń wymuszonych 53 2.1.6. Niepewność w przewidywaniu szerokości rys 58 2.2. Stopień zewnętrznego skrępowania 58 2.3. Odkształcenia i naprężenia w niezarysowanych przekrojach według EC2-3 61 2.4. Rodzaje połączeń w zbiornikach 65 2.4.1. Postanowienia EC2-3 65 2.4.2. Materiały stosowane w złączach 69 2.4.2.1. Ogólne informacje 69 2.4.2.2. Materiały wypełniające 69 2.4.2.3. Taśmy uszczelniające 70 2.4.2.4. Materiały uszczelniające 70
2.4.3. Wybrane aspekty połączeń konstrukcyjnych 71 2.4.4. Ogólny podział połączeń ruchomych 73 2.4.4.1. Dylatacja 73 2.4.4.2. Połączenie pozwalające na swobodne skracanie betonu 74 2.4.4.3. Połączenie pozwalające na częściowo ograniczone skracanie betonu 75 2.4.4.4. Połączenia przegubowe i przesuwne 77 2.4.5. Zasady projektowania według BS 8007 78 2.4.6. Wykonawstwo połączeń 80 2.4.7. Połączenia w płytach dennych 82 2.4.8. Zalecenia technologiczne 83 3. Metody normowe kontroli zarysowania 85 3.1. Uwagi ogólne do aneksu Mdo EC2-3 85 3.1.1. Wstęp 85 3.1.2. Rozstaw rys 87 3.1.3. Szerokości rys w elementach skrępowanych według aneksu M do EC2-3 88 3.1.4. Zmiana szerokości rysy od obciążeń wymuszonych 88 3.1.5. Podsumowanie 91 3.2. Uwagi ogólne do aneksu L do EC2-3 92 3.2.1. Wstęp 92 3.2.2. Odkształcenia wymuszone 93 3.2.3. Kryteria zarysowania 94 3.2.4. Efektywna wytrzymałość betonu ƒ et,eff 96 3.2.5. Przykład obliczeniowy 97 3.2.6. Podsumowanie 102 3.3. Wskazówki do uproszczonej metody kontroli zarysowania ścian zbiorników żelbetowych poddanych obciążeniu wymuszonemu 103 3.3.1. Kontrola szerokości rys bez obliczeń bezpośrednich 103 3.3.2. Zbrojenie minimalne z uwagi na obciążenia wymuszone w okresie dojrzewania betonu 107 3.3.3. Podsumowanie 112 3.4. Maksymalna średnica zbrojenia w ścianach zbiorników żelbetowych 113 3.4.1. Maksymalna średnica zbrojenia 113 3.4.2. Elementy skrępowane na przeciwległych końcach 115 3.4.3. Elementy skrępowane w podstawie 117 3.4.4. Warunki betonowania 118 3.4.5. Wpływ rodzaju kruszywa oraz czasu zarysowania na funkcje W 120 3.4.6. Podsumowanie 122 4. Badania in situ zbiornika żelbetowego w okresie dojrzewania betonu i analiza jego zarysowania metodami normowymi 123 4.1. Wprowadzenie 123 4.2. Charakterystyka zbiornika 123 4.3. Zmiany temperatury i wartości właściwości mechanicznych betonu 125 4.4. Odkształcenia i naprężenia 127
4.5. Siły przekrojowe (N, M) 130 4.6. Szerokość rysy 131 4.7. Porównanie wyników otrzymanych z obliczeń z pomiarami na obiekcie w skali naturalnej 134 4.8. Podsumowanie 137 5. Propozycja uszczegółowienia metod kontroli zarysowania ścian żelbetowych 139 5.1. Wstęp 139 *max 5.2. Korekta dopuszczalnego rozstawu zbrojenia s z 139 max 5.3. Maksymalny rozstaw zbrojenia s z 142 * 5.4. Korekty dopuszczalnej średnicy zbrojenia φ s 150 5.5. Maksymalna średnica zbrojenia φ s 152 5.6. Zakres zgodności metody uproszczonej z ogólną według EC2-1-1 153 5.7. Propozycja współczynnika korekcyjnego k φ1 157 5.8. Przykładowe wartości współczynnika korekcyjnego k φ1 161 5.9. Zakres zgodności metody uproszczonej z ogólną według EC2-3 164 5.10. Propozycja współczynnika korekcyjnego k φ2 166 5.11. Przykładowe wartości współczynnika korekcyjnego k φ2 168 5.12. Podsumowanie 171 6. Stopień zewnętrznego skrępowania segmentów ścian zbiorników prostokątnych i cylindrycznych 176 6.1. Ściany proste zbiorników prostopadłościennych 176 6.1.1. Segment pojedynczy utwierdzony na dolnej krawędzi 176 6.1.2. Segment skrępowany na trzech krawędziach współpracujący z segmentami betonowanymi wcześniej 180 6.1.3. Zarysowany segment skrępowany na trzech krawędziach współpracujący z segmentami betonowanymi wcześniej 191 6.2. Ściany kołowe zbiorników cylindrycznych 194 6.2.1. Segment pojedynczy utwierdzony na dolnej krawędzi 194 6.2.2. Segment skrępowany na trzech krawędziach współpracujący z segmentami betonowanymi wcześniej 202 6.2.3. Zarysowany segment skrępowany na trzech krawędziach współpracujący z segmentami betonowanymi wcześniej 211 6.3. Podsumowanie 217 7. Model zarysowania ścian zbiorników żelbetowych 219 7.1. Opis modelu 219 7.1.1. Założenia modelu 219 7.1.2. Segment ściany prostej 232 7.1.3. Segment ściany cylindrycznej 245 7.1.4. Podsumowanie 251 7.2. Obliczenia według zaproponowanego modelu 255 7.2.1. Dane 255 7.2.2. Wzrost wartości właściwości mechanicznych betonu w ścianie 256 7.2.3. Sprawdzenie kryterium zarysowania 257
7.2.4. Sztywność rysy dyskretnej D 11 259 7.2.5. Rozstaw rys pierwszego rodzaju 262 7.2.6. Spadek temperatury T 1 odpowiadający rozwojowi ustabilizowanego rozstawu rys pierwszego rodzaju 262 7.2.7. Szerokość rysy tuż przed powstaniem ustabilizowanego układu rys pierwszego rodzaju 264 7.2.8. Spadek temperatury T 2, decydujący o przyroście szerokości rys istniejących w czasie powstawania ustabilizowanego rozstawu rys pierwszego rodzaju 265 7.2.9. Przyrost szerokości rys w okresie ustabilizowanego rozstawu rys pierwszego rodzaju 266 7.2.10. Przyrost szerokości rysy w k3 podczas dalszego spadku temperatury 266 7.2.11. Przyrost szerokości rysy w k3 w stwardniałym betonie od odkształceń skurczowych i zewnętrznych 268 7.2.12. Szerokość rysy na poszczególnych etapach obciążenia 269 7.3. Obliczenia porównawcze szerokości i rozstawu rys według [15] 270 7.3.1. Etap 1. Obliczenia odkształceń i naprężeń w niezarysowanych przekrojach betonowych poddanych odkształceniom wymuszonym 270 7.3.2. Etap 2. Obliczenia szerokości rys od odkształceń wymuszonych 271 7.3.2.1. Skrępowanie elementu na jego końcach 271 7.3.2.2. Ściana skrępowana w podstawie 272 7.3.3. Etap 3. Obliczenia szerokości rys od obciążeń zewnętrznych 272 7.3.4. Porównanie rezultatów obliczeń według modelu autorskiego i normy EC2-3 273 7.4. Porównanie rezultatów obliczeń według zaproponowanego modelu z wynikami badań in situ 274 7.4.1. Informacje wstępne 274 7.4.2. Wyniki badań in situ 274 7.4.3. Obliczenia według zaproponowanego modelu 284 7.4.3.1. Wzrost wartości właściwości mechanicznych betonu w ścianie 284 7.4.3.2. Sprawdzenie kryterium zarysowania 284 7.4.3.3. Sztywność rysy dyskretnej D 11 285 7.4.3.4. Rozstaw rys pierwszego rodzaju 288 7.4.3.5. Spadek temperatury T 1 odpowiadający rozwojowi ustabilizowanego rozstawu rys pierwszego rodzaju 288 7.4.3.6. Szerokość rysy tuż przed powstaniem ustabilizowanego układu rys pierwszego rodzaju 290 7.4.3.7. Spadek temperatury T 2 decydujący o przyroście szerokości rys istniejących w czasie powstawania ustabilizowanego rozstawu rys pierwszego rodzaju 291 7.4.3.8. Przyrost szerokości rysy w k3 podczas dalszego spadku temperatury 291 7.4.3.9. Przyrost szerokości rysy w k3 w stwardniałym betonie od odkształceń skurczowych i zewnętrznych 293 7.4.3.10. Podsumowanie 295
8. Wnioski naukowe i praktyczne 297 8.1. Wnioski dotyczące uproszczonej metody kontroli zarysowania zawartej w EC2-3 297 8.2. Wnioski dotyczące rozstawu rys w modelu zawartym w EC2-3 298 8.3. Wnioski dotyczące wyznaczania różnicy odkształceń pomiędzy stalą i betonem 299 8.4. Wnioski dotyczące sposobu obliczania szerokości rys w segmentach ścian skrępowanych przez przyległe elementy 300 8.5. Wnioski dotyczące technologii 300 8.6. Wnioski dotyczące zewnętrznego stopnia skrępowania 302 8.7. Wnioski wynikające z autorskiego modelu kontroli zarysowania 303 Literatura 307 Streszczenie 320 Summary 324 Zusammenfassung 329 oprac. BPK