mb1121 dr inż. Wit Derkowski* mgr inż. Mateusz Surma* Ze spo le nie w sprę żo nych stro pach gę sto że bro wych z bel ka mi bez zbro je nia po przecz ne go Be ton sprę żo ny suk ces zaw dzię - cza przede wszyst kim czyn ni - kom tech nicz nym i eko no micz - nym, bę dą cym od po wie dzią na wy ma ga nia współ cze sne go ryn ku i standar dów użyt ko wa nia. Kon struk cje sprę - żo ne za rów no ka blo be to no we, jak i stru - no be to no we, naj czę ściej ko ja rzo ne z obiek ta mi mo sto wy mi, zna la zły rów - nież za sto so wa nie w bu dow nic twie ku - ba tu ro wym, gdzie umoż li wia ją kształ to - wa nie stro pów du żych roz pię to ści, da ją - cych peł ną swo bo dę pro jek to wa nia po - wierzch ni użyt ko wej. Dzię ki sprę że niu moż na osią gnąć re duk cję prze kro ju, się ga ją cą na wet 20 30%, co po cią ga za so bą oszczęd no ści ma te ria łów (be- to nu ok. 20%, sta li zbro je nio wej do 60%). Mi ni ma li za cja cię ża ru włas ne go kon struk cji ge ne ru je rów nież oszczęd - no ści przy ewen tu al nym wzmac nia niu sła bych grun tów bu dow la nych, a tak że re duk cję kosz tów okła dzin ele wa cyj - nych, czy zmniej sze nie dłu go ści cią gów in sta la cyj nych. Stro py wy ko ny wa ne przy uży ciu pre fa bry ko wa nych ele men - tów stru no be to no wych da ją jesz cze jed - ną, do dat ko wą ko rzyść znacz ne skró - ce nie pro ce su bu do wy obiek tu. Aspekt ten zo stał szcze gól nie wy eks po no wa ny w stro pach re ali zo wa nych ze stru no be - to no wych płyt ka na ło wych (Spi roll/hc). Ele men ty te da ją moż li wość osią gnię cia roz pię to ści stro pu na wet do 20 m i nie wy ma ga ją pod pór tym cza so wych ani sza lo wa nia. Tech no lo gia be to nu sprę żo ne go zna la zła rów nież za sto so wa nie w bu - dow ie mniej szych obiek tów uży tecz no - ści pu blicz nej lub miesz kal nych. W kra - jach Eu ro py Za chod niej szcze gól nie pręż nie roz wi nę ły się sys te my gę sto że - bro wych stro pów bel ko wo-pu sta ko - wych, w któ rych bel ki są ele men ta mi stru no be to no wy mi. Te tech no lo gie znacz nie uprasz cza ją pro ces bu dow la - ny, po nie waż nie wy ma ga ją an ga żo - * Politechnika Krakowska wa nia cięż kie go sprzę tu bu dow la ne go wszyst kie ele men ty, z uwa gi na ich ma ły cię żar, są bar dzo ła twe do trans - por tu i mon ta żu. Gę sto że bro we stro py na pre fa bry ko wa nych bel kach sprę żo - nych mo gą osią gać roz pię to ści do 11 m, co w po łą cze niu ze sto sun ko wo ni ską wy so ko ścią prze kro ju, 14 30 cm, sta no wi ich głów ny atut. Dzię ki za sto so - wa niu lek kich pu sta ków (np. ke ram zy to - be to no wych) i cien kiej pły ty be to no wej (min. 4 cm po wy żej pu sta ków) ma ją one nie wiel ki cię żar wła sny. Ta tech no lo gia wy ko ny wa nia stro - pów, choć zna la zła uzna nie w wie lu kra jach eu ro pej skich, w Pol sce jest rzad ko wy bie ra na przez ar chi tek tów i kon struk to rów. Jed nym z po wo dów mo że być nie pew ność pro jek tan tów zwią za na z nor mo wym wy zna cze niem no śno ści ze spo le nia pre fa bry ko wa nej bel ki z do be to no wy wa ną pły tą. Opis kon struk cji stro pu Gę sto że bro we stro py bel ko wo-pu - sta ko we wy ko ny wa ne są z wy ko rzy - sta niem: stru no be to no wych be lek stro po - wych o prze kro ju po przecz nym w kształ - cie od wró co nej li te ry T, re ali zo wa nych w dwóch no mi nal nych wy so ko ściach 140 mm i 170 mm, sprę żo nych od po - wied nio dwo ma lub trze ma splo ta mi Y1860 S7 śred ni cy 12,5 mm. Tech no lo - gia wy ko ny wa nia be lek unie moż li wia umiesz cze nie w nich ja kie go kol wiek zbro je nia po przecz ne go. W ce lu zwięk - sze nia no śno ści na ści na nie po dłuż ne mię dzy pre fa bry ko wa ną bel ką a nad be - to nem, po wierzch nia gór na środ ni ka ukształ to wa na zo sta ła w po sta ci fa li o prze bie gu si nu so idal nym. Okres fa li wy no si ok. 167 mm, a peł na jej wy so - kość 20 mm. Prze krój po przecz ny bel ki przed sta wio no na ry sun ku 1; ke ram zy to be to no wych pu sta ków stro po wych wy so ko ści 200 mm i wy - mia rach 540 x 245 mm (fotografia 1); Rys. 1. Przekrój strunobetonowych belek stropowych o wysokości 140 mm (2 sploty sprężające) i 170 mm (3 sploty sprężające) Fot. 1. Keramzytobetonowe pustaki stropowe war stwy be to nu uzu peł nia ją ce go gru bo ści 4 cm po wy żej gór nej kra wę - dzi pu sta ków, sta no wią cej gór ną pły tę. Tra dy cyj nie sto so wa ne że bra roz dziel - cze, za bez pie cza ją ce przed kla wi szo wa - niem be lek stro po wych, w tym sys te mie za stą pio ne zo sta ły od po wied nim zbro je - niem ukła da nym w nad be to nie. No śność na ści na nie po dłuż ne w sty ku mię dzy be to na mi uło żo ny mi w róż nych ter mi nach Zgodnie z PN -EN 1992-1-1:2008 (EC2) spraw dze nie wa run ku no śno ści na ści na nie po dłuż ne (ze spo le nie) w sty ku mię dzy be to na mi wy ko ny wa - ny mi w róż nych ter mi nach opie ra się na po rów na niu ob li cze nio wej war to ści na prę że nia stycz ne go w płasz czyź nie sty ku be to nów ν Edi zno śno ścią na ści - na nie po dłuż ne w tej płasz czyź nie ν Rd. 1
TEMAT WYDANIA Na prę że nia ν Edi, wy wo ła ne ob cią że nia - mi ze wnętrz ny mi, ob li cza się ze wzo ru: ved vedi = β z bi gdzie: β sto su nek si ły po dłuż nej, dzia ła ją cej na prze krój po przecz ny do ca łej si ły po dłuż - nej, dzia ła ją cej w roz wa ża nym prze kro ju stre fy ści ska nej, al bo w stre fie roz cią ga nej; V Ed ob li cze nio wa war tość si ły po przecz nej, z ra mię sił we wnętrz nych w prze kro ju ze - spo lo nym; b i sze ro kość płasz czy zny ze spo le nia. No śność na ści na nie po dłuż ne ν Rd jest wy ni kiem po wsta łej przy czep no - ści ko he zyj nej (na tu ral nej) obu be to - nów, efek tów sił tar cia mię dzy war - stwa mi za pew nio nych przez ich do cisk oraz no śno ści po przecz ne go zbro je nia zszy wa ją ce go i ob li cza na mo że być ze wzo ru: v Rdi = c f ctd + µ σ A + ρ f yd (µ sinα + cosα) gdzie: współ czyn ni ki c i µ za leż ne są od spo - so bu ukształ to wa nia (szorst ko ści) płasz czy zny ze spo le nia. Po nie waż w bel kach przed mio to wych stro pów nie sto su je się po przecz ne go zbro je nia zszy wa ją ce go, wzór upraszcza się do po sta ci: v Rdi = c f ctd + µ σ A Nor ma [EC2] de fi niu je na stę pu ją ce czte ry przy kła do we ty py ukształ to wa - nia po wierzch ni sty ku, po da jąc dla nich war to ści współ czyn ni ków c i µ: po wierzch nia bar dzo gład ka (uzy - ski wa na np. w for mach sta lo wych czy for mach z two rzyw sztucz nych) c = 0,025 0,1 i µ = 0,5; po wierzch nia gład ka (uzy ski wa na np. w for mach śli zgo wych lub me to dą pra so wa nia) c = 0,2 i µ = 0,6; po wierzch nia szorst ka (uzy ski wa - na np. w pro ce sie gra bie nia czy od sła - nia nia kru szy wa) c = 0,4 i µ = 0,7; po wierzch nia z wrę ba mi (po - wierzch nia z wcię cia mi o geo me trii zde - fi nio wa nej w nor mie) c = 0,5 i µ = 0,9. Dla ana li zo wa ne go przy pad ku po łą - cze nia bel ki stro po wej z nad be to nem w nor mie [EC2] nie po da no ani spo so - bu wy zna cze nia sze ro ko ści i dłu go ści płasz czy zny ze spo le nia, ani war to ści współ czyn ni ków c i µ od po wia da ją cych spo so bo wi ukształ to wa nia płasz czy zny sty ku mię dzy be to na mi. Po wsta je więc za sad ni cze py ta nie, w ja ki spo sób uwzględ niać fa li stość po wierzch ni gór - nej środ ni ka. Pew ne uła twie nie w roz wią za niu pro - ble mu wpro wa dza PN -EN 15037-1 Pre fa bry ka ty z be to nu. Bel ko wo-pu sta - ko we sys te my stro po we. Część 1: Bel - ki. Ta bli ca 3 tej nor my wy róż nia róż ne ro dza je po wierzch ni be lek naj czę ściej sto so wa nych w prak ty ce i po da je dla nich war to ści współ czyn ni ka tar cia µ oraz pro jek to we na prę że nia ści na ją ce ν Rdi na po wierzch ni kon tak to wej, wy ni - ka ją ce z przy czep no ści ko he zyj nej. Ana li zu jąc war to ści ν Rd i po da ne dla ty - pu po wierzch ni c 2b i da nych klas be - to nu uzu peł nia ją ce go, moż na za uwa - żyć, że war tość współ czyn ni ka c przy - ję ta zo sta ła na po zio mie 0,43. W Za - łącz ni ku C Mo no li tycz ność zło żo nych sys te mów stro po wych PN-EN 15057-1 zo stał zde fi nio wa ny spo sób wy zna cze - nia sze ro ko ści płasz czy zny ze spo le nia b i, uwzględ nia ją cy fakt czę ścio we go, bocz ne go obe to no wa nia środ ni ka bel - ki. Ob li cze nio wą sze ro kość płasz czy - zny ze spo le nia po ka za no na rysunku 2. Rys. 2. Wyznaczenie szerokości płaszczyzny ze spo le nia b i dla bel ko wych stro pów gęstożebrowych (wg PN-EN 15037-1) War to do dać, że PN-EN 15037-1 pod kre śla, iż w te go ty pu przy pad kach, oprócz spraw dze nia no śno ści na ści - na nie po dłuż ne w sty ku mię dzy be to - na mi, ko niecz ne jest spraw dze nie od - po wied niej no śno ści sa mej bel ki pre fa - bry ko wa nej w jej naj słab szym miej scu, a więc w prze kro ju znaj du ją cym się bez po śred nio nad pół ką dol ną. Po nad - to ob li cze nio wa no śność na ści na nie po dłuż ne ta kie go sys te mu stro po we - go, w któ rym nie sto su je się po przecz - ne go zbro je nia zszy wa ją ce go, nie mo - że być więk sza niż wy trzy ma łość na ści na nie pły ty mo no li tycz nej o ta kiej sa mej cha rak te ry sty ce i nie mo że ona prze kra czać war to ści 0,03 f ck. Ba da nia no śno ści na ści na nie po dłuż ne mię dzy pre fa bry ko wa ną bel ką a be to nem uzu peł nia ją cym Ba da nia no śno ści na ści na nie po - dłuż ne mię dzy pre fa bry ko wa ną bel ką przed mio to we go stro pu a be to nem uzu peł nia ją cym wy ko na no w akre dy - to wa nym La bo ra to rium Ba daw czym Ma te ria łów i Kon struk cji Bu dow lanych Wy dzia łu In ży nie rii Lą do wej Po - li tech ni ki Kra kow skiej. Za pla no wa no je w ta ki spo sób, aby od po wia da ły rze czy wi stym wa run kom pra cy stro - pu, dla te go ele men ty ba daw cze, pod wzglę dem ma te ria ło wym i kon - struk cyj nym, od po wia da ją rze czy wi - stej tech no lo gii re ali za cji stro pów. W trak cie wy ko ny wa nia pre fa bry ko - wa nych be lek stru no be to no wych i be - to nu uzu peł nia ją ce go po bra no prób ki be to nu do ba dań ma te ria ło wych. Ba - da nia la bo ra to ryj ne tych be to nów wy ko na no rów no le gle z ba da nia mi ze spo le nia, tj. po 28 dniach od mo - men tu wy ko na nia nad be to nu. Uzy ska - ne śred nie war to ści wy trzy ma ło ści na roz cią ga nie przy zgi na niu f ct, wy - trzy ma ło ści na roz cią ga nie przy roz łu - py wa niu f ct i wy trzy ma ło ści na ści ska - nie f c ze sta wio no w ta be li 1. Ba da nia ze spo le nia mię dzy bel ka mi stru no be to no wy mi i be to nem uzu peł - nia ją cym za pla no wa no w trzech eta - pach, wpro wa dza jąc roz róż nie nie ze wzglę du na spo sób wy ko na nia ele - men tów: etap I ba da nia ze spo le nia pro - wa dzo ne na frag men tach be lek z be to - nem uzu peł nia ją cym uło żo nym je dy nie na gór nej po wierzch ni środ ni ka; etap II ba da nia ze spo le nia pro - wa dzo ne na frag men tach be lek z be to - nem uzu peł nia ją cym uło żo nym na sza - lun ku z pu sta ków (rze czy wi ste wa run - ki pra cy bel ki); etap III ba da nia pro wa dzo ne na przy go to wa nych frag men tach stro - pów o roz pię to ści od 4,3 m do 10,3 m. Ar ty kuł po świę co ny jest je dy nie ba - da niom re ali zo wa nym w eta pie I i II. Ta be la 1. Wy ni ki ba da nia pró bek po bra nych z pre fa bry ko wa nej bel ki stru no be - to no wej i be to nu uzu peł nia ją ce go (nad be to nu) Parametr Próbka Beton u Nadbeton Rozciąganie przy zginaniu Belka 100 x 100 x 500 mm 3,33 Rozciąganie przy rozłupywaniu Kostka sześcienna o boku 150 mm 5,07 2,75 Ściskanie Kostka sześcienna o boku 150 mm 90,70 33,90 2
Etap I. W I eta pie ba dań przy go to - wa no 10 ele men tów, wy ko na nych na ba zie stru no be to no wych be lek stro - po wych, dłu go ści 1,25 m. Na gór nej po wierzch ni środ ni ka, ufor mo wa nej w po sta ci fa li si nu so idal nej, uło żo no war stwę be to nu uzu peł nia ją ce go, sze - ro ko ści rów nej sze ro ko ści środ ni ka i tak do bra nej zmien nej wy so ko ści, aby wy so kość ele men tu ba daw cze go by ła rów na wy so ko ści re ali zo wa nych stro - pów, tj. 24,0 cm (rysunek 3). Pro gram dla te go eta pu prze wi dy wał prze pro - wa dze nie trzech ty pów ba dań: a) przy czep no ści ko he zyj nej mię dzy be to nem pre fa bry ka tu i nad be to nem wraz z dzia ła niem sił tar cia mię dzy ty mi war - stwa mi (współ czyn ni ki c i µ) 3 prób ki; b) sa mej przy czep no ści ko he zyj nej (współ czyn nik c) 3 prób ki; c) dzia ła nia wy łącz nie sił tar cia (współ czyn nik µ) 4 prób ki. Rys. 3. Ukształtowanie betonu uzupełniającego w elementach badanych w etapie I We wszyst kich ty pach ba dań si ła ści - na ją ca by ła prze ka zy wa na z gło wi cy ma szy ny wy trzy ma ło ścio wej na ca ły prze krój po przecz ny be to nu uzu peł nia - ją ce go. W da nym ba da niu si ła re ali zo - wa na by ła przy sta łej pręd ko ści prze - miesz cze nia gło wi cy. Apa ra tu ra po mia - ro wa skła da ła się z 6 czuj ni ków in duk - cyj nych (po 3 na każ dą stro nę prób ki), mie rzą cych prze miesz cze nia nad be to - nu wzglę dem bel ki pre fa bry ko wa nej. W przy pad ku ba dań ty pu a) i c) na prę - że nia do ci sko we mię dzy be to na mi re - ali zo wa no przez sztyw ny ce ow nik prze ka zu ją cy si ły do ci sku z 6 śrub na gór ną płasz czy znę nad be to nu. Po cząt - ko wa si ła do ci sko wa wpro wa dzo na w śru by za po mo cą klu cza dy na mo me - trycz ne go wy no si ła 0,5 lub 1,0 kn/śru - bę, co sta no wi ło od zwier cie dle nie rze - czy wi ste go do ci sku osią ga ne go w stro - pie w wa run kach nor mal ne go użyt ko - wa nia. Podczas ba da nia si ła w każ dej pa rze śrub by ła kon tro lo wa na w spo - sób cią gły, za po mo cą si ło mierza cy fro - we go. Ba da nie ty pu c) prze pro wa dzo - ne zo sta ło na ele men tach wcze śniej wy ko rzy sta nych w ba da niu ty pu b), po po now nym zło że niu bel ki pre fa bry - ko wa nej z nad be to nem. Cha rak te ry sty - kę ba dań eta pu I przed sta wio no skró - to wo w tabeli 2. W ba da niach ty pu a) (ele men ty nr 3, 5 i 8) osią gnię to nie mal iden tycz - ny mo del znisz cze nia dla wszyst kich pró bek. Ja ko pierw sze re ago wa ły czuj - ni ki prze miesz czeń umiesz czo ne naj - bli żej miej sca przy ło że nia si ły ści na ją - cej. Chwi la ze rwa nia przy czep no ści ko - he zyj nej na sty ku be to nu pre fa bry ko - wa ne go i nad be to nu na stę po wa ła przy si le ści na ją cej 30 40 kn, co wy raź nie wi docz ne jest na wy kre sie za leż no ści si ły ści na ją cej od prze miesz cze nia w po sta ci pierw sze go, na głe go za ła - ma nia li nii wy kre su (rysunek 4). Od te - go mo men tu oba be to ny współ pra co - wa ły je dy nie dzię ki si łom tar cia, za pew - nia nym przez fa li sty kształt po wierzch - ni sty ku i ze wnętrz ny do cisk. Ko lej ne za ła ma nia na wy kre sie świad czą o po - stę pu ją cej de struk cji ze spo le nia na sty - ku be to nów, na ko lej nych fa lach. Wraz ze wzro stem si ły ści na ją cej na stę po wał przy rost sił w śru bach spi na ją cych bel - kę z nad be to nem oraz wi docz ne by ło na po wierzch ni bocz nej prób ki co raz więk sze wza jem ne prze miesz cze nie po wierzch ni be to nów, wzdłuż li nii ich sty ku. W żad nym z ba dań nie na stą pi - ło ścię cie fal w pre fa bry ka cie i w nad be - to nie. Ba da nie prze ry wa no przy si łach Tabela 2. Charakterystyka badań realizowanych w I etapie ści na ją cych 76 87 kn i si łach do ci sko - wych w śru bach do 2,44 kn/śru bę. Znisz cze nie w ba da niu ty pu b) (ele - men ty nr 1, 4 i 6) w po cząt ko wej fa zie mia ło po dob ny prze bieg jak w ba da niu ty pu a). Do chwi li ze rwa nia przy czep - no ści ko he zyj nej na gra ni cy dwóch be - to nów prze bieg wy kre su był nie mal li - nio wy (rysunek 5). Znisz cze nie na stę - po wa ło w spo sób gwał tow ny, przez od - spo je nie się nad be to nu na ca łej po - wierzch ni ze spo le nia, przy si le ści na ją - cej 28 40 kn. Znisz cze nie pró bek w ba da niu ty pu c) (ele men ty nr 2, 7, 9 i 10) na stę po wa - ło przez po stę pu ją cą lo kal ną de struk - cję po wierzch ni sty ku be to nu na ko lej - Cel badania belki SBS Opis badania 1 przyczepność (wsp. c) L3-2 (3 sploty) 2 siła tarcia (wsp. µ) L3-2 (3 sploty) 3 siła tarcia + przyczepność (wsp. c i µ) L3-4 (3 sploty) 4 przyczepność (wsp. c) L2-1 (2 sploty) 5 siła tarcia + przyczepność (wsp. c i µ) L3-3 (3 sploty) 6 przyczepność (wsp. c) L2-2 (2 sploty) 7 siła tarcia (wsp. µ) L2-2 (2 sploty) 8 siła tarcia + przyczepność (wsp. c i µ) L2-3 (2 sploty) 9 siła tarcia (wsp. µ) L2-4 (2 sploty) 10 siła tarcia (wsp. µ) L3-1 (3 sploty) Rys. 4. Wy kres za leż no ści si ły ści na ją cej nr 3, 5 i 8 przy badaniu zespolenia typu a) Rys. 5. Wy kres za leż no ści si ły ści na ją cej nr 1, 4 i 6 przy badaniu zespolenia typu b) prędkość głowicy 0,8 mm/min docisk 0,5 kn/śrubę docisk 0,5 kn/śrubę 3
TEMAT WYDANIA nych fa lach i po wol ne prze su wa nie się po wierzch ni nad be to nu po po wierzch - ni pre fa bry ka tu. Wraz ze wzro stem si - ły ści na ją cej na stę po wał przy rost sił w śru bach spi na ją cych bel kę z nad be - to nem. W żad nym z ba dań nie na stą - pi ło ścię cie fal, za rów no w pre fa bry - ka cie, jak i w nad be to nie. Ba da nie prze ry wa no przy si łach ści na ją cych na po zio mie 76 87 kn i si łach do ci - sko wych w śru bach do cho dzą cych do 7,31 kn/śru bę. Wykres zależności siły ścinającej od przemieszczenia głowicy przy badaniu zespolenia typu c) przedstawiono na rysunku 6. Rys. 6. Wykres zależności siły ścinającej nr 2, 7, 9 i 10 przy badaniu zespolenia typu c) Etap II. WIIeta pie ba dań przy go to - wa no 5 ele men tów o tej sa mej dłu go ści i wy so ko ści co w eta pie I, przy czym be - ton uzu peł nia ją cy ukła da no na sza lun - ku z pu sta ków po kry tych fo lią. Dzię ki te - mu uzy ska no od wzo ro wa nie pra cy że - bra w stro pie gę sto że bro wym, uwzględ - nia ją ce rze czy wi ste wa run ki obe to no - wa nia bel ki (wy peł nie nie spo in mię dzy pu sta ka mi a bel ką, od po wied nia sze ro - kość współ pra cu ją ca nad be to nu). Prze - krój po przecz ny ele men tu po ka za no na rysunku. 7. Ele men ty ba daw cze nr 1 i 2 zo sta ły wy ko na ne na ba zie be lek ty - pu L2 (2 splo ty sprę ża ją ce), na to miast ele men ty nr 3, 4 i 5 na ba zie be lek ty pu L3 (3 splo ty sprę ża ją ce). Rys. 7. Ukształtowanie betonu uzupełniającego w elementach badanych w etapie II Każ dy ele ment ba daw czy pod da no ba da niom w ana lo gicz ny spo sób, jak w eta pie I, przy czym ob cią że nie prze - ka zy wa ne by ło na po wierzch nię nad - be to nu przez spe cjal ną pod kład kę sta - lo wą, od po wia da ją cą kształ tem li nii ze - spo le nia mię dzy be to na mi. Spo sób mo co wa nia ele men tu oraz re je stra cja po mia rów prze miesz czeń by ły iden - tycz ne jak w eta pie I. W żad nym z ba - dań nie sy mu lo wa no do ci sku nad be to - nu do pre fa bry ka tu, tak więc ba da na by ła wy łącz nie przy czep ność ko he zyj - na mię dzy be to na mi. Dla każ de go z ba da nych ele mentów osią gnię to nie mal iden tycz ny mo - del znisz cze nia. Przy si le ści na ją cej 82 154 kn na stę po wa ło ścię cie be to - nu pre fa bry ka tu w naj słab szym je go prze kro ju i od dzie le nie pół ki dol nej od obe to no wa ne go środ ni ka (fotografie 2, 3, 4). Je dy nie w ele men cie nr 5 do szło do pęk nię cia w oko li cy po ło wy wy so ko - ści środ ni ka pre fa bry ka tu, a nie na po - zio mie w prze kro ju tuż nad pół ką. W ele - men tach nr 2, 3 i 4 osta tecz ne znisz cze - nie by ło po prze dzone lo kal nym nisz cze - niem na ro ża pre fa bry ka tu w miej scu przy ło że nia ob cią że nia, co wi docz ne jest na ry sun kach 8 i 9. W żad nej z pię - ciu pró bek nie doszło do roz war stwie nia na sty ku bel ki i nad be to nu. Fot. 2. Ścię cie bel ki L3 Fot. 3. Ścię cie bel ki L2 Fot. 4. Ścię cie bel ki L2 Rys. 8. Wykres zależności siły ścinającej nr 1, 2 i 5 przy badaniu zespolenia w II etapie Rys. 9. Wy kres za leż no ści si ły ści na ją cej nr 3 i 4 przy badaniu zespolenia w II etapie Ana li za wy ni ków ba dań Na pod sta wie wy ko na nych ba dań no - śno ści na ści na nie po dłuż ne mię dzy pre - fa bry ko wa ną bel ką a be to nem uzu peł - nia ją cym pod ję to pró bę wy zna cze nia rze czy wi stych war to ści współ czyn ni ków c i µ, umoż li wia ją cych okre śle nie no śno - ści ze spo le nia w sty ku mię dzy środ ni - kiem pre fa bry ko wa nej bel ki stru no be to - no wej o po wierzch ni gór nej ukształ to wa - nej w po sta ci fa li si nu so idal nej a nad be - to nem. War tość współ czyn ni ka c wy zna - czo no na pod sta wie ba da nia ty pu b) w I eta pie, przy przy ję ciu rze czy wi stej wy trzy ma ło ści be to nu uzu peł nia ją ce go uzy ska nej z ba dań (po przej ściu do war - to ści ob li cze nio wej). Uzy ska no śred nią war tość współ czyn ni ka c sr = 0,56, przy war to ści mi ni mal nej c min = 0,48. Wy - ni ki ob li czeń dla po szcze gól nych ele - men tów przed sta wio no w tabeli 3. 4
Tabela 3. Wartości współczynnika powierzchniowego c, na podstawie badań na ścinanie typu b), I etap powierzchniowy c 1 (L3-2) 0,48 4 (L2-1) 0,68 6 (L2-2) 0,53 War tość współ czyn ni ka tar cia µ wy - zna czo no na dwa spo so by: na pod sta - wie ba dań czy ste go tar cia (re ali zo - wa nych te stach ty pu c) I eta pu) oraz na pod sta wie ba dań przy czep no ści ko - he zyj nej wraz z tar ciem (re ali zo wa nych te stach ty pu a) I eta pu) przy za ło żo nej, wcze śniej wy zna czo nej, śred niej war - to ści współ czyn ni ka c sr = 0,56. Współ czyn nik tar cia µ wy zna cza no prze dzia ła mi, uwzględ nia jąc przy rost sił do ci sku w śru bach, na stę pu ją cy wraz ze zwięk sza ją cą się si łą ści na ją cą. Uzy - ska no śred nią war tość współ czyn ni ka tar cia µ sr = 2,66, przy war to ści mi ni mal - nej µ min = 1,11. Wy ni ki ob li czeń dla po - szcze gól nych ele men tów ba daw czych przed sta wio no w tabelach 4 i 5. Tabela 4. Wartości współczynnika powierzchniowego µ, na podstawie badań na ścinanie typu c), I etap powierzchniowy µ min. max 2 (L3-2) 1,33 3,00 7 (L2-2) 2,19 2,74 9 (L2-4) 1,40 5,68 10 (L3-1) 1,49 2,54 Ta be la 5. War to ści współ czyn ni ka po - wierzch nio we go c oraz µ, na pod sta - wie ba dań na ści na nie typu c), I etap c µ min. max 5 (L3-3) 0,56 1,58 3,50 8 (L2-3) 0,56 1,11 2,74 Wy ni ki ba dań prze pro wa dzo nych w II eta pie wy ka za ły, że po wierzch nia sty ku ba da nych be lek stru no be to no - wych z be to nem uzu peł nia ją cym, uzy - ska na m.in. przez ukształ to wa nie po - wierzch ni gór nej środ ni ka w spo sób fa li sty, gwa ran tu je od po wied nie ze - spo le nie na sty ku be to nów bez ko - niecz no ści sto so wa nia ja kie go kol wiek zbro je nia zszy wa ją ce go. Wnio ski Nor ma EC2 po da je ogól ne in for ma - cje do ty czą ce wy zna cza nia no śno ści na ści na nie po dłuż ne mię dzy be to na mi wy ko ny wa ny mi w róż nych ter mi nach, lecz nie da je da nych nie zbęd nych do wy zna cze nia no śno ści ze spo le nia w przy pad ku be lek stro pów gę sto że - bro wych opi sa nych w ar ty ku le. Obec - nie wpro wa dzo na i prze tłu ma czo na na ję zyk pol ski PN -EN 15037-1 w spo - Tabela 6. Wyniki obliczeń A B C D E F Oznaczenie Powierzchnia ścięcia Rodzaj powierzchni falista, wg badań falista, wg badań gładka, szorstka, z wrębami, c 2b, wg PN-EN 15037-1 c sób zna czą cy uła twia pro jek tan tom wy - mia ro wa nie te go ro dza ju stro pów za - rów no w za kre sie SGN, jak i SGU. Żad - na z norm jed nak nie po da je spo so bu uwzględ nie nia fa li ste go ukształ to wa nia po wierzch ni gór nej be lek. Na pod sta wie prze pro wa dzo nych ba - dań okre ślo no war to ści współ czyn ni ka c (c sr = 0,56; c min = 0,48) oraz współ czyn - ni ka tar cia µ (µ sr = 2,66; µ min = 1,11). Przy uży ciu wy zna czo nych war to ści okre ślo no ob li cze nio wą no śność ze - spo le nia (mak sy mal ne na prę że nia ści - na ją ce): A) dla war to ści mi ni mal nych współ czyn ni ków c i µ, B) dla ich war to - ści śred nich. Dla po rów na nia prze pro - wa dzo no rów nież ob li cze nia no śno ści ze spo le nia dla róż nych spo so bów in - ter pre ta cji za pi sów nor mo wych: C) po - wierzch nia gład ka, D) po wierzch nia szorst ka, E) po wierzch nia z wrę ba mi. W ob li cze niach C) i D) za dłu gość płasz czy zny ze spo le nia przy ję to roz - wi nię cie tej płasz czy zny wzdłuż fa li. W ob li cze niach A) D) przy ję to sze ro - kość płasz czy zny ze spo le nia wy zna - czo ną wg PN-EN 15037-1, na to miast w ob li cze niach E) za sze ro kość b i przy - ję to je dy nie sze ro kość gór nej po - wierzch ni środ ni ka. W ob li cze niach F) przy ję to wy tycz ne po da ne w ta be li 3 nor my PN-EN 15037-1. Okre śle nie wszyst kich no śno ści sty ku prze pro wa - dzo no dla ob li cze nio we go ob cią że nia ze wnętrz ne go na po zio mie 6,0 kn/m 2. µ Długość Szerokość zesp. l [mm] zesp. b i [mm] Nośność ν Rd 0,48 1,11 1250 154,40 0,487 0,56 2,66 1250 154,40 0,611 0,1 0,5 1300 (fala) 154,40 0,109 0,4 0,7 1300 (fala) 154,40 0,398 0,5 0,9 1250 50,00 0,558 (0,43) 0,7 1250 154,40 0,427 Wy ni ki ob li czeń ze sta wio no w ta be - li 6. Pod su mo wu jąc moż na stwier dzić, że dla ba da nych ele men tów wy zna czo - na mi ni mal na war tość współ czyn ni ka c jest nie znacz nie więk sza od war to ści przyj mo wa nej przez PN-EN 15037-1, co świad czy o do brej zgod no ści za pi - sów tej nor my z rze czy wi sto ścią. Uzy - ska na z ba dań mi ni mal na war tość współ czyn ni ka tar cia µ jest zna cznie więk sza od war to ści po da wa nych przez nor my, ale w prze ci wień stwie do norm, uwzględ nia ona ukształ to wa - nie po wierzch ni gór nej bel ki w po sta ci fa li. 5