LABORATORIUM zajęcia 1 Z KONSTRUKCJI BETONOWYCH

Politechnika Krakowska Wydział Inżynierii Lądowej Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych Zakład Konstrukcji Sprężonych LABORATORIUM zajęcia 1 Z KONSTRUKCJI BETONOWYCH Charakterystyka konstrukcji sprężonych

SPRĘŻENIE z życia wzięte autor: mgr inż. Mateusz Surma 2

SPRĘŻENIE- jest celowym i świadomym wprowadzeniem w konstrukcję sił, które wywołują przed jej użytkowaniem stan naprężeń przeciwny do naprężeń wywołanych obciążeniami przenoszonymi przez konstrukcję a) Przed sprężeniem wygięcie b) Wpływ sprężenia, bez uwzględnienia wpływu ciężaru własnego c) Sprężenie + ciężar własny d) Sprężenie + ciężar własny + obciążenie użytkowe autor: mgr inż. Mateusz Surma 3

autor: mgr inż. Mateusz Surma 4

Proces sprężania konstrukcje strunobetonowe (PRE-tensioned structures) naciąg cięgien sprężających i ich kotwienie na końcach toru zabetonowanie, zagęszczenie i zabiegi przyśpieszające dojrzewanie elementów betonowych przekazanie sprężenia na beton autor: mgr inż. Mateusz Surma 5

Metody wykonywania elementów strunobetonowych

Proces sprężania konstrukcje kablobetonowe D - odwodnienie V - odpowietrzanie G - iniekowanie C - łączenie S - sprężanie P - końcowa iniekcja autor: mgr inż. Mateusz Surma 8

Model dwuprzęsłowej belki kablobetonowej istota kablobetonu Działanie wewnętrznego kabla sprężającego na beton Działanie betonu na wewnętrzny kabel sprężający autor: mgr inż. Mateusz Surma 9

Porównanie technologii strunobeton i kablobeton Cecha Strunobeton Kablobeton Naciąg cięgien Przed betonowaniem Po zabetonowaniu Sposób przekazania siły Przez przyczepność Dociskowe Miejsce sprężania W wytwórni stałej W wytwórni lub na budowie Trasa cięgien Prosta lub łamana Dowolnie zakrzywiona, także na zewnątrz elementu Transport W całości W całości lub segmentach Długość elementów Do 24 m, wyjątkowo ponad 40 m Dowolna, raczej ponad 12 m autor: mgr inż. Mateusz Surma 10

Bloki oporowe autor: mgr inż. Mateusz Surma 11

Przyczepność cięgien do betonu Cięgno z przyczepnością - jest zapewniona pełna przyczepność powierzchni cięgna do otaczającej beton (w strunobetonie i w kablach sprężających z iniekcją cementową), Cięgno bez przyczepności- nie ma zapewnionej przyczepności powierzchni cięgna do otaczającej beton (w kablach sprężających przed iniekcją cementową lub z wypełnieniem przeciwtarciowym),

Oprzyrządowanie sprężenia Wyróżnia się: 1) Osłony kablowe 2) Zakotwienia i łączniki kabli 3) Prasy naciągowe 4) Urządzenia do iniekcji kanałów autor: mgr inż. Mateusz Surma 13

1) Osłony kablowe Osłony z blachy zwijanej Osłona z tworzywa sztucznego autor: mgr inż. Mateusz Surma 14

1) Osłony kablowe Wymagania stawiane osłonkom kanałów kablowych: Szczelność (zabezpieczenie przed wyciekaniem zaczynu iniekcyjnego) Sztywność (odporność na deformacje w czasie transportu i betonowania) Muszą być wykonane z materiału chemicznie obojętnego Przy doborze średnicy osłonki można korzystać z wytycznych dla poszczególnych systemów sprężania lub kierować się zasadą aby powierzchnia kabla sprężającego pokrywała ok.. 40 50 % powierzchni wewnętrznej osłonki tego kabla. autor: mgr inż. Mateusz Surma 15

2) Zakotwienia i łączniki kabli

2) Zakotwienia i łączniki kabli TYPY ZAKOTWIEŃ BIERNE CZYNNE GŁÓWKOWE POŚLIZGOWE BEZPOŚLIZGOWE WGŁĘBNE STOŻKOWE GWINTOWANE ZACISK PLASTYCZNY KLINOWE SZCZĘKOWE

2) Zakotwienia i łączniki kabli INNE TYPY ZAKOTWIEŃ BIERNE CZYNNE GŁÓWKOWE GWINTOWANE autor: mgr inż. Mateusz Surma 18

2a) Zakotwienia efekt klina Warunki równowagi klina wtłaczanego (f współczynnik tarcia) Warunki równowagi klina po sprężeniu i zakotwieniu (f współczynnik tarcia) autor: mgr inż. Mateusz Surma 19

2b) Zakotwienia efekt klina (system Magnela, 1941r.) Mechanizm kotwienia z wykorzystaniem efektu klina wykorzystano w : Wykonaniu PŁASKIM, w którym drut zaciskany jest po bokach za płaskich klinów autor: mgr inż. Mateusz Surma 20

2b) Zakotwienia efekt klina (system Magnela, 1941r.) autor: mgr inż. Mateusz Surma 21

2c) Zakotwienia zakotwienie szczękowe Freyssineta, 1939r. autor: mgr inż. Mateusz Surma 22

2d) Zakotwienia zakotwienie szczękowe autor: mgr inż. Mateusz Surma 25

2e) Zakotwienia systemy wielodrutowe BBERV (1949r.) autor: mgr inż. Mateusz Surma 26

WIELOSPLOTOWE SYSTEMY KABLOWE MONOSTRAND POST-TENSIONING MULTISTRAND POST-TENSIONING POST-TENSIONING OF FLORS AND GROUND FLOOR SLABS autor: mgr inż. Mateusz Surma 27

MONOSTRAND POST-TENSIONING SYSTEM autor: mgr inż. Mateusz Surma 28

ZAKOTWIENIE SZCZĘKOWE SPLOTÓW SPRĘŻAJĄCYCH autor: mgr inż. Mateusz Surma 29

MULTISTRAND POST-TENSIONING autor: mgr inż. Mateusz Surma 30

MONOSTRAND W SPRĘŻENIU PŁYT STROPOWYCH autor: mgr inż. Mateusz Surma 31

MONOSTRAND W SPRĘŻENIU PŁYT STROPOWYCH I MOSTOWYCH autor: mgr inż. Mateusz Surma 34

POST-TENSIONINF OF FLOORS AND GROUND FLOOR SLABS autor: mgr inż. Mateusz Surma 35

ZAKOTWIENIA BIERNE SYSTEM BBR autor: mgr inż. Mateusz Surma 37

ZAKOTWIENIA BIERNE SYSTEM VSL autor: mgr inż. Mateusz Surma 38

ZEWNĘTRZNE KABLE BEZPRZYCZEPNOŚCIOWE W SPRĘŻANIU ZBIORNIKÓW autor: mgr inż. Mateusz Surma 39

2e) Zakotwienia spęcznienie końcówek drutu autor: mgr inż. Mateusz Surma 42

2f) Zakotwienia gwintowane pręty sprężające autor: mgr inż. Mateusz Surma 43

2g) Łączniki autor: mgr inż. Mateusz Surma 44

4) Iniekcja kanałów kablowych Iniekcja czyli zastrzyk materiału wypełniającego kanał kablowy stosowana jest w kablach z przyczepnością ( bezpośrednio styka się z stalą sprężającą ) spełnia zwykle trzy funkcje: ochroni cięgna przed korozja, zapewnienie współpracę betonu i stali sprężającej, stanowi dodatkowe zakotwienie przyczepnościowe cięgien. TRWAŁOŚĆ Iniekcja stosowana jest również w przypadku cięgien bezprzyczepnościowych w tym celu zaczynem wypełnia się przestrzeń pomiędzy wewnętrzną a zewnętrzną osłonką cięgna. Przez co stanowi dodatkową oprócz smaru i osłonki ochronę cięgna przed korozja. Ponadto wykonana po sprężeniu wstępnym zapewnia bardziej równomierne przekazywanie docelowej siły sprężającej. Do wypełniana kanałków stosowane są najczęściej spienione zaczyny cementowo- wodne z dodatkami lub chemoutwardzalne materiały na bazie żywic syntetycznych. autor: mgr inż. Mateusz Surma 45

4) Iniekcja kanałów kablowych Dawne polskie zalecenia (1967 r.) według których realizowano iniekcję wymagały aby zaczyn cementowo-wodny cechowały następujące właściwości: wytrzymałość w normalnych warunkach dojrzewania: po 7 dniach co najmniej 20 MPa, po 28 dniach co najmniej 30 MPa, sedymentacja zaczynu nie więcej niż 2% objętości, mrozoodporność po 24 h. Obecnie zaczynom stawia się wymagania wynikające z podstawowych zadań iniekcji i są one przedmiotem instrukcji opracowanych dla poszczególnych systemów sprężania. Należy stosować zaczyny z cementu portlandzkiego z ilością wody zależną od żądanej konsystencji, w granicach w/c = 0,3 do 0,4. Do wymieszanego zaczynu dodawano środek napowietrzający w ilości O,5 do 1,5% lub spulchniający w ilości 0,02 do 0,06%. w stosunku do masy suchego cementu. autor: mgr inż. Mateusz Surma 46

4) Iniekcja kanałów kablowych Iniekcja kanału powinna być poprzedzona jego przedmuchaniem sprężonym powietrzem, a w przypadku kanałków w betonie także przepłukaniem wodą, aby zwilżyć beton i uniknąć odbierania wody z zaczynu. autor: mgr inż. Mateusz Surma 47

4) Iniekcja kanałów kablowych Iniekcja kanałków prowadzona z najniższych punktów trasy kabla. UWAGA przy kablach zakrzywionych Przewód do iniekcji Osłona kabla odpowietrzenie Zakotwienie czynne odwodnienie Zakotwienie bierne (wgłębne) autor: mgr inż. Mateusz Surma 48

Literatura Betonowe konstrukcje sprężone A. Ajdukiewicz, J. Mames 2004 Materiały informacyjne firm: BBR, VSL, FREYSSINET, ALGA, DYWIDAG Zagadnienia technologiczne i materiałowe w konstrukcjach sprężonych K.Dyduch, W.Derkowski, Stal sprężająca, typy i rodzaje cięgien sprężających B. Grabarz,