Artykuł koncentruje się na zagadnieniu kształtowania połączeń w ścianowych konstrukcjach prefabrykowanych. Przedstawia rodzaje połączeń z podziałem na typy oraz omawia wybrane rozwiązania konstrukcyjne.
EN
This article focus on the issue of connections in precast wall structures. It outlines types of joints and presents selected structural solutions.
Przedstawiono sposoby rozwiązywania trudnego zagadnienia projektowego, jakim jest oszacowanie redukcji nośności strunobetonowych płyt kanałowych opartych na belkach wiotkich. Rozważany problem w Polsce nie został ujęty w ramy zapisów normowych lub wytycznych. W artykule syntetycznie przedstawiono zapisy wytycznych niemieckich dotyczące tego rodzaju konstrukcji, które mogą być stosowane w praktyce inżynierskiej.
EN
The methods of solving difficult design issues related to the estimation of the reduction level of the load capacity of precast prestressed hollow core slabs on flexible beams are presented in the paper. In Poland, this issue have not been included in the specific framework of standards or transparent guidelines so far. The German guidelines for this type of structures, which can be easily applied in engineering practice, are briefly discussed in the paper.
Omówiono cechy współczesnej prefabrykacji elementów budynku oraz jej wpływ na optymalizację całego procesu budowlanego i osiągnięcie pożądanego efektu wizualnego, funkcjonalnego, czasowego i ekonomicznego. Podkreślono, że wykorzystanie najnowszych materiałów oraz zaawansowanych technologii, jak również wdrożenie systemu zarządzania jakością może przyczynić się do redukcji potencjalnych błędów, usprawniając proces budowlany.
EN
The article discusses features of modern precast elements and its impact on the optimization of the entire building process and achieve the intended goal in visual, functional, time and economic sense. It was emphasized that the use of the newest materials and advanced technologies, as well as quality managment systems might reduce possible mistakes and improve building process.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przyczepność zbrojenia stalowego do betonu jest podstawą prawidłowej pracy konstrukcji żelbetowych oraz strunobetonowych. W stanach granicznych nośności przyczepność jest niezbędna w celu kotwienia zbrojenia oraz wpływa na zdolność obrotu ewentualnych przegubów plastycznych. Ma ona decydujący wpływ na szerokość rozwarcia i rozstawu rys oraz na ugięcia, a zatem decyduje o trwałości konstrukcji. Zależność „naprężenie przyczepności – poślizg” w strunobetonie jest uzależniona przede wszystkim od wytrzymałości i składu betonu, technologii betonowania oraz warunków jego dojrzewania, wielkości otuliny betonowej, rodzaju cięgien sprężających, stanu ich naprężenia, a także metody zwalniania naciągu. Dla poprawy pracy strefy kotwienia cięgien sprężających możliwe jest stosowanie dodatkowego mechanicznego kotwienia strun – takie rozwiązania z powodzeniem stosowane są w produkcji podkładów kolejowych.
EN
Bond stress of steel reinforcement to concrete constitutes the basis for proper analysis of reinforced concrete and prestressed concrete structures. For ultimate limit states the bond stress is necessary to obtain anchorage of reinforcement and it influences the ability to rotate within possible plastic hinges. It affects the crack width and decide the durability of the structure. Relationship “bond stress – slippage” in pre-tensioned concrete structures depends on numerous factors. The most important are: strength and composition of concrete mix, method of concreting and maturity conditions, magnitude of concrete cover, type of prestressing tendons, stress state in tendons and technology of prestress release. Complex stress state in close-to-face zone of the element, caused by transferring the prestressing force to concrete, may result in different damages: bursting, splitting and spalling. In order to improve the behaviour of prestressing tendons in anchorage zone it is possible to apply additional mechanical anchorage devices - such solutions are successfully used in railway sleepers.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł porusza problem wznoszenia konstrukcji z wykorzystaniem elementów prefabrykowanych. Przedstawia zalety zastosowania prefabrykowanych ścian warstwowych w stosunku do tradycyjnej technologii monolitycznej oraz omawia wybrane rozwiązania konstrukcyjne.
EN
The problem of erecting of the building structures using precast elements is discussed in the paper. It outlines the advantages of using prefabricated sandwich walls versus traditional monolithic technology and presents selected structural solutions.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienia dotyczące prawidłowego zaprojektowania wieńców oraz styków podłużnych pomiędzy elementami stropowymi, istotnie wpływających na zapewnienie sztywności przestrzennej szkieletowych konstrukcji prefabrykowanych. Przedstawiono także praktyczne wskazówki dotyczące kształtowania i realizacji płyt stropowych wykonanych z elementów prefabrykowanych, które pozwalają na zastosowanie tarczowego modelu pracy takich stropów.
EN
The problem of correct design of ties and longitudinal joints between the floor units, which significantly influence on the spatial stiffness of precast frame structures is presented in the paper. Practical guidelines for shaping and realization of precast concrete floors, which allow the use of diaphragm action are also given.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
We współczesnym budownictwie technologia prefabrykacji betonowej ponownie zaczyna odgrywać coraz ważniejszą rolę. Przyczynia się ona do przyspieszenia procesu budowlanego, poprawy jakości obiektu, optymalnego wykorzystania właściwości poszczególnych materiałów, a także lepiej spełnia ograniczenia związane z szeroko rozumianą ochroną środowiska. Rozwój betonowego budownictwa prefabrykowanego w najbliższych latach powiązany zapewne będzie z działaniami zmierzającymi do poprawy jakości, przy czym pojęcie „jakości” rozumiane jest nie tylko jako odpowiadająca wysokim standardom jakość materiałów i wykonania, ale również jako komfort korzystania z budynku w całym okresie jego trwałości. Będzie on także powiązany z rozwojem budownictwa o bardzo małym zużyciu energii, postępem w zakresie ochrony akustycznej, a także ochrony przed drganiami. Bez wątpienia, spośród wszystkich dziedzin budownictwa, właśnie obszar prefabrykacji jest jednym z najbardziej otwartych na tworzenie i wdrażanie innowacyjnych rozwiązań, zarówno w zakresie stosowanych materiałów i akcesoriów, doskonalenia urządzeń produkcyjnych, jak i nowych koncepcji projektowania i wznoszenia obiektów.
EN
Technology of concrete precast re-starts playing an increasingly important role in contemporary construction. It contributes to acceleration of building process, improvement of building quality, optimal usage of the properties of particular materials, as well as it better fits into the constraints related to the broadly understood environmental protection. The development of concrete precast construction in next years will be probably related with actions aimed at improving quality, where "quality" means not only materials and production quality but also as a comfort of the building usage, during its sustainability. It will be also related with development of structures with very low energy consumption, progress in the range of acoustics or vibrations protection. Undoubtedly, from all construction fields, the precast area is one of the most open to the creation and implementation of innovative solutions, both in the range of materials and accessories, which are used, and also in the improvement of production equipment, as well as in the new concepts concerning design and buildings construction.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W stropach zespolonych, wykonywanych z płyt kanałowych z nadbetonem konstrukcyjnym, nie stosuje się zbrojenia zszywającego w złączu. W takich konstrukcjach przygotowanie powierzchni górnej prefabrykatu ma zasadniczy wpływ na nośność styku na ścinanie. W normach nie ma zgodności co do zasad przyjmowania parametrów obliczeniowych zespolenia. W artykule przedstawiono własne badania doświadczalne określające współczynnik adhezji c oraz współczynnik tarcia μ strunobetonowych płyt kanałowych powszechnie stosowanych w Polsce. Wykazały one, że stosowany przy produkcji prefabrykatów proces podłużnego, maszynowego rowkowania ich powierzchni górnej, z uwagi na dość płytki profil bruzd, pozwala na zakwalifikowanie powierzchni styku wg EC2 jedynie jako „gładkiej”. Przyjęcie lepszych parametrów zespolenia powinno być każdorazowo poprzedzone analizą szorstkości powierzchni styku w danym typie elementu.
EN
In the composite floors, made of hollow core elements with structural topping, interface reinforcement is not applied. In these structures preparation of the top surface of precast element has a significant impact on longitudinal shear strength. In the standards there is no consensus about the assumptions for parameters related to composite action calculations. Own experimental studies for determination of adhesion factor c and friction coefficient μ for prestressed hollow core elements commonly used in Poland are presented in the paper. Conducted tests showed that the process of longitudinal machine grooving the upper surface prefab slabs used during manufacturing, due to the relatively low profile of grooves, allows only for the classification of the contact surface, according to EC2, as a "smooth". Adoption of better parameters for longitudinal shear strength calculations should always be preceded by an analysis of surface roughness for a given type of item.
Dobór optymalnej technologii wzmocnienia istniejących konstrukcji jest ważnym i trudnym zagadnieniem inżynierii lądowej, szczególnie w przypadku konstrukcji obciążonych dynamicznie lub cyklicznie. Wykorzystując własne badania doświadczalne, wykazano efektywność wzmacniania przez sprężenie taśmami CFRP. Za miarę skuteczności przyjęto funkcję rozwoju mikrouszkodzeń zmęczeniowych.
EN
The choice of the optimal technology to strengthen existing structures is an important and difficult problem of civil engineering, especially for the structures subjected to dynamic or cyclic loading. Based on original experimental studies, the paper demonstrate the effectiveness of prestressing with CFRP strips, taking the function of fatigue microdamages development as a measure of the efficiency.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podczas eksploatacji prefabrykowanych elementów cienkościennych, zwłaszcza tych wykonanych z betonu niezbrojonego, ważną rolę odgrywają właściwości mechaniczne betonu. Na podstawie badań próbek betonu pobranych ze strunobetonowych płyt kanałowych wykazano, że ich rzeczywiste wytrzymałości oraz moduł sprężystości mogą być o około 20% do 50% mniejsze od właściwości normowych przypisanych dla danej klasy wytrzymałościowej. W pracy opisano przyczyny obniżenia właściwości wytrzymałościowych betonu w cienkich żeberkach płyt, o bardzo zróżnicowanej mikrostrukturze, poddanych w trakcie ich formowania intensywnemu oddziaływaniu sprzężonych pól cieplno-wilgotnościowych.
EN
The real mechanical properties of concrete plays an important role in the structural analysis of the behavior of precast, thin-walled elements, especially those without passive reinforcement. The experimental research of the concrete samples of pre-tensioned hollow core slabs have shown that the real strength and elasticity of concrete might be about 30 to 50% lower than the so-called "standard" properties, assigned to a specific class of concrete. Reasons of the strength properties reduction in the narrow ribs of slabs with very heterogeneous microstructure, subjected to the influence of interrelated hydrothermal fields during the process of casting, are presented in the paper.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono czynniki decydujące o trwałości strunobetonowych podkładów kolejowych, które można podzielić na fizyczne i chemiczne. Do czynników fizycznych zaliczamy przyczepność zbrojenia sprężającego do betonu, która zależy od technologii wykonywania strunobetonowych podkładów kolejowych. Produkowane zgodnie z tymi technologiami podkłady różnią się znacznie pod względem nośności i odporności na powstawanie rys. Badania doświadczalne pokazały, że najlepsze właściwości zapewniają zakotwienia główkowe drutów sprężających metodą BBRV; nośność strefy podszynowej tych podkładów przekracza nośność innych rodzajów podkładów nawet o ponad 35%. Natomiast z czynników chemicznych, najważniejsza jest zawartość rozpuszczalnego sodu i potasu w cemencie, które zapewniają mniejsze od 400 mmol/L stężenie ich wodorotlenków, gdy obróbka cieplna betonu nie przekracza 70°C. W przypadku obróbki cieplnej betonu w temperaturze nie przekraczającej 50°C stężenie to nie powinno przekraczać 600 mmol/L roztworu w porach betonu. Zapewnia to trwałość ettringitu w betonie, w podanych temperaturach. Te stężenia wodorotlenków sodu i potasu należy wyliczyć na podstawie składu betonu i zawartości tych pierwiastków w poszczególnych jego składnikach.
EN
In the paper the physical and chemical parameters which are determining the durability of pre-tensioned concrete railway sleepers are presented. To the physical parameters the adhesion between prestressing reinforcement and concrete, which depends on the technology of pre-tensioned railway sleepers production were presented. The sleepers produced according to these technologies differ significantly in bearing capacity and cracking resistance. Experimental investigations have shown that the most advantageous properties are obtained when the button head anchorages of the prestressing wires are applied, according to the BBRV method; the bearing capacity of the rail seat zone for such railway sleepers exceeds the capacity of other types of sleepers even more than 35%. The most important chemical parameters is the content of soluble sodium and potassium in cement, which is assuring the concentration lower than 400 mmoles/L for heat treatment of concrete sleepers at temperature not exceeding 70°C. At temperature not exceeding 50°C it should be 600 mmoles/L of concrete pore solution. It assures the stability of ettringite in concrete at given temperature. These concentration of sodium and potassium hydroxides should be calculated for known concrete composition and determined content of soluble Na2Oe in concrete ingredients.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pretensioned hollow core slabs are one of the most widely applied precast elements in the modern building industry all over the world. Due to the possibility of their use under various support or loading conditions, these elements repeatedly work under a complex stress state. Theoretical analysis of the phenomena of the interaction of shear and torsion in the above-mentioned HC elements is presented. The theoretical basis and design regulations of the computational model included in code PN-EN 1168+A3:2011 along with parametrical analysis of that model are demonstrated. The largest experimental research program of hollow-core slabs under shear and torsion conducted thus far is also briefly described – this study was carried out in Finland in 2004 and was the basis for the development and calibration of the numerical computational model formulated in Chalmers University of Technology in Göteborg, Sweden.
PL
Strunobetonowe płyty kanałowe są jednym z najczęściej stosowanych stropowych elementów prefabrykowanych na świecie. Ze względu na możliwość funkcjonowania płyt w różnych warunkach podparcia czy obciążenia niejednokrotnie elementy te pracują w złożonym stanie naprężenia. W artykule przedstawiono analizę teoretyczną zjawiska interakcji skręcania ze ścinaniem poprzecznym w rozważanych elementach. Zaprezentowano podstawy teoretyczne i wytyczne projektowe modelu obliczeniowego zawartego w normie PN-EN 1168+A3:2011 wraz z analizą parametryczną modelu. Skrótowo opisano również największe dotychczas zrealizowane badania doświadczalne ścinanych i skręcanych płyt, zrealizowane w 2004 roku w Finlandii, które posłużyły do opracowania i kalibracji numerycznego modelu obliczeniowego wykonanego w Chalmers University of Technology w Göteborgu.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
There is no interface reinforcement in composite floors made of HC slabs covered with structural topping. In such structures, the preparation of the top surface of the precast element has a major influence on longitudinal shear strength. The recommendations of various codes concerning the bearing capacity of the non-reinforced joint in concrete composite structures are presented in this paper. The results of the authors’ own computational analysis have been compared with the results of experimental tests carried out by different research institutions. Calculations according to Eurocode 2 underrate the value of the bearing capacity. A much stronger conformity of the results was achieved for the calculations carried out according to previously existing standards or according to information given in Model Code 2010.
PL
W stropach zespolonych, wykonywanych z płyt HC z nadbetonem konstrukcyjnym, nie stosuje się zbrojenia zszywającego w złączu. W tych konstrukcjach przygotowanie powierzchni górnej prefabrykatu ma zasadniczy wpływ na nośność styku na ścinanie. W artykule przedstawiono zlecenia różnych dokumentów normowych w zakresie nośności niezbrojonego złącza w betonowych konstrukcjach zespolonych. Wyniki własnych analiz obliczeniowych porównano z rezultatami badań doświadczalnych prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych. Obliczenia według Eurokodu 2 dają zaniżone wartości nośności. Dużo lepszą zgodność obliczeń z wynikami badań uzyskuje się dla obliczeń prowadzonych według wcześniej obowiązujących przepisów lub informacji zawartych w Model Code 2010.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pretensioned monoblock sleepers are commonly used elements of railway pavements. Load carrying capacity and durability of these elements, which can be used in extreme environmental and load conditions, have a major impact on ensuring safety in rail transport system. Currently, in various European countries, significantly differing ways of sleepers prestressing are used. The paper presents the results of experimental research on capacity and crack resistance of the rail seat crosssection of sleeper. The elements were tested under static, dynamic and fatigue loads, according to the PN-EN 13230-2 “Railway applications – Track – Concrete sleepers and bearers. Part 2: Prestressed monoblock sleepers” [1]. The research made it possible to draw conclusions concerning the efficiency of the various types of sleepers, differing in the prestressing tendons anchoring.
PL
Monoblokowe podkłady strunobetonowe są powszechnie stosowanymi elementami nawierzchni kolejowych. Nośność i wytrzymałość tych elementów, które mogą być stosowane w trudnych warunkach środowiskowych i warunkach obciążenia, mają duży wpływ na zapewnienie bezpieczeństwa w systemie transportu kolejowego. Obecnie w różnych krajach europejskich stosowane są różne sposoby sprężania. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych nośności i odporności na pękanie podkładu kolejowego. Elementy badano pod obciążeniem statycznym, dynamicznym i zmęczeniowym, zgodnie z PN-EN 13230-2 „Kolejnictwo – Tor – Podkłady i podrozjazdnice betonowe. Część 2: Podkłady monoblokowe strunobetonowe” [1]. Badania pozwoliły na wyciągnięcie wniosków dotyczących skuteczności różnych rodzajów podkładów różniących się sposobem kotwienia cięgien sprężających.
W referacie przedstawiono kompleksowe badania czterech kablobetonowych, prefabrykowanych belek podsuwnicowych o rozpiętości modularnej 6 m, wyprodukowanych w latach 1962–1963, a obecnie zdemontowanych z hali przemysłowej w celu określenia możliwości zwiększenia udźwigu suwnicy w tym obiekcie. Badania obejmowały określenie rysoodporności oraz nośności na zginanie i ścinanie przedmiotowych elementów oraz komplet badań materiałowych niezbędnych do określenia dalszej trwałości. Kable sprężające i ich zakotwienia znajdowały się w bardzo dobrym stanie technicznym, a przeprowadzone badania elementów potwierdziły, że w kablach znajduje się odpowiednia siła sprężająca. Badania betonu i zaczynu iniekcyjnego wykazały, że z punktu widzenia właściwości chemicznych, materiały te, pomimo 50-letniego okresu eksploatacji w warunkach przemysłowych, nie utraciły pierwotnych właściwości charakterystycznych dla tzw. zdrowego betonu.
EN
The comprehensive research off our post-tensioned, precast crane beams, with a modular span of 6 m, manufactured in the years1962 to 1963, and currently dismantled from an industrial hall in order to identify possibility to increase cranes capacity at this property is presented in the paper. The research included the cracking resistance determination, bending and shear capacity of these elements, as well as a set of materials tests. Prestressing cables and its anchorages were in very good condition and the elements tests have confirmed that in the cables there is a suitable prestressing force. Examination of concrete and injection grout showed that in terms of chemical properties, these materials, despite 50 years of service life in industrial conditions, do not lose the original characteristics of the so-called healthy concrete.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper discusses the methodology of complex experimental tests of prestressed beam-and-block floor systems, carried out at the Research Laboratory for Building Materials and Structures at the Cracow University of Technology, which meets accreditation of the Polish Centre for Accreditation (PCA). These studies included both preparation of tested elements and subsidiary tests of component materials, as well as experimental research of slab elements with a span range from 4.30 m to 10.30 m. In addition, due to unusual shape of the joint between the beam and in-situ concrete, and a lack of well-defined computational model of this connection, there was a need to know the nature of its work - thus a research on monolithism of composite floor system was also completed.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono problematykę projektowania konstrukcji prefabrykowanych w aspekcie ich zabezpieczenia przed możliwością wystąpienia katastrofy postępującej. Na przykładzie wielkopowierzchniowego budynku prefabrykowanego zaprezentowano model obliczeniowy pracy wtórnego ustroju nośnego powstałego po zniszczeniu jednego ze słupów nośnych. Na podstawie przeprowadzonej analizy oszacowano koszty związane z zastosowaniem zaproponowanego rozwiązania konstrukcyjnego zabezpieczającego przed katastrofą postępującą.
EN
This paper presents design issues of precast structures in terms of their protection against progressive collapse. The alternative bearing system of large surface structure after the destruction of one of the supporting pillars, is presented. On this basis, authors calculated the cost of proposed design solution to prevent spread of local damage.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper raises an issue of designing flexural strengthening of reinforced concrete beams with FRP composite materials. Three different design approaches are presented. The conducted analysis consists of the determination of the load-bearing capacity of a beam, the assumption of loading and the evaluation of a capacity increase after strengthening the beam with a CFRP strip. Results are compared and justified and some conclusions are drawn. Furthermore, an author’s computer software for simple verification of ultimate limit state is briefly presented.
PL
Artykuł porusza kwestię projektowania wzmocnień belek żelbetowych na zginanie przy pomocy materiałów kompozytowych FRP. Opisano procedury projektowania i porównano wyniki obliczeń przykładowej belki według trzech różnych norm, ponadto przedstawiono autorski program komputerowy pozwalający na obliczenie wzmocnienia belki o przekroju prostokątnym taśmami CFRP.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.