1

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KONCEPCJA SPRĘŻENIA:

Podstawową różnicą w stosunku do konwencjonalnych konstrukcji żelbetowych jest celowe
wprowadzenie wstępnego obciążenia konstrukcji, przed przyłożeniem obciążeń użytkowych
wynikających z konstrukcyjnej funkcji ustroju. To wstępne obciążenie, zwane „sprężeniem”, ma
na celu przeciwstawienie się obciążeniem powstającym w okresie użytkowania konstrukcji.
Koncepcja sprężenia istniała znacznie wcześniej, niż zdefiniowano to pojęcie w odniesieniu do
konstrukcji z betonu.

2

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KONCEPCJA SPRĘŻENIA:

W betonie wstępne naprężenia są wywoływane (zazwyczaj za pomocą zbrojenia
sprężającego) z następujących powodów:
• wytrzymałość betonu na rozciąganie wynosi tylko ok. 8%÷14% wytrzymałości na

ściskanie,

• w elementach zginanych (belki i płyty) rysy powstają przy niskim poziomie

obciążenia,

• aby zapobiec powstawaniu tych rys, można wprowadzić siłę ściskającą w kierunku

prostopadłym do płaszczyzny rys,

• sprężenie zwiększa nośność na zginanie, ścinanie i skręcanie elementów zginanych,
• w rurach i zbiornikach na ciecze, sprężenie może skutecznie przeciwdziałać

obwodowym naprężeniom rozciągającym.

3

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

DEFINICJA SPRĘŻENIA:

Sprężenie jest to wprowadzenie do konstrukcji wstępnego układu sił wewnętrznych {SP}, który
tak przeciwdziała niebezpiecznemu układowi sił od obciążeń zewnętrznych {SG,Q}, że łączne
działanie tych układów konstrukcja przeniesie bezpiecznie.

4

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

ROZWÓJ MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH:

Rozwój betonu sprężonego można rozpatrywać w perspektywie tradycyjnych
materiałów budowanych. W starożytności, wykorzystywano kamień i suszoną cegłę. Są
to materiały o dużej wytrzymałości na ściskanie, ale małej na rozciąganie. W
elementach rozciąganych stosowano drewno. Później, przy rozciąganiu, wprowadzono
pręty żeliwne i stalowe, wrażliwe przy ściskaniu na wyboczenie. Drewno i profile
stalowe są efektywne zarówno przy rozciąganiu jak i przy ściskaniu.

W żelbecie wykorzystuje się współpracę betonu przenoszącego ściskania i prętów
stalowych odpowiedzialnych za przenoszenie rozciągań. Jest to bierne (pasywne)
wykorzystanie właściwości materiałów. W betonie sprężonym przekroje zarówno betonu
jak i stali w pełni wykorzystują swoje wysokie wytrzymałości. Jest to czynne (aktywne)
wykorzystanie cech tych materiałów.

5

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

ROZWÓJ MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH:

6

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

PORÓWNANIE CECH KONSTRUKCJI ŻELBETOWYCH I SPRĘŻONYCH:

7

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

ZALETY SPRĘŻANIA:

1. Przekroje pozostają niezarysowane pod obciążeniem użytkowym

• ograniczenie korozji stali



zwiększenie trwałości

• wykorzystanie pełnego przekroju



wysoki moment bezwładności (większa sztywność)



mniejsze ugięcia (zwiększona użyteczność)

• zwiększenie nośności na ścinanie
• możliwość zastosowania w zbiornikach ciśnieniowych
• zwiększona odporność na obciążenia dynamiczne lub zmęczeniowe

8

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

ZALETY SPRĘŻANIA:

2. Niższa względna wysokość przekroju (odniesiona do rozpiętości/długości elementu)
Typowe względne wysokości dla płyt podano poniżej

Płyty niesprężone 1:28

Płyty sprężone 1:45

• przy tej samej rozpiętości, niższe wysokości przekrojów



redukcja ciężaru własnego



większa estetyka przy zwiększonej smukłości



zmniejszenie zużycia materiałów - bardziej ekonomiczne elementy

9

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

ZALETY SPRĘŻANIA:

3. Przydatność do prefabrykacji

• przyspieszenie procesu budowy
• lepsza kontrola jakości
• mniejsze koszty utrzymania i konserwacji
• powtarzalność rozwiązań
• wielokrotne wykorzystanie form – zmniejszenie robót deskowaniowych na

budowie

• możliwość typizacji elementów

10

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

OGRANICZENIA TECHNOLOGII SPRĘŻANIA:

Choć konstrukcje sprężone wykazują wiele zalet, jednak pewne aspekty wymagają
krytycznego rozpatrzenia:

• technologia sprężania wymaga zaawansowanych technologii realizacji, nie jest

tak powszechna jak żelbet

• wykorzystanie materiałów o wysokiej wytrzymałości jest kosztowne
• konieczne są dodatkowe koszty wynikające z zastosowania dodatkowego

wyposażenia

• wymagany jest szczególny nadzór i zwiększone są wymagania jakościowe na

każdym etapie realizacji

11

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA:

Formy wyrobów do sprężania

Cięgno (tendon) - ogólna nazwa liniowego elementu sprężającego
Drut (wire) - pojedynczy drut sprężający (o średnicy od ok. 2,5 do 8 mm)
Pręt (bar) - pojedynczy pręt sprężający (o średnicy od ok. 16 do 45 mm)
Splot (strand) - spleciony zestaw 2,3 lub 7 drutów sprężających tworzących
jednostkowy element sprężający
Kabel (cable) - grupa drutów lub splotów biegnących w jednej osłonie kotwionych
wspólnym lub zespolonym zakotwieniem

12

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA:

Przyczepność cięgien do betonu

Cięgno z przyczepnością (bonded tendon)
Jest zapewniona pełna przyczepność powierzchni cięgna do otaczającego betonu (w
strunobetonie i w kablach sprężających z iniekcją cementową)

Cięgno bez przyczepności (unbonded tendon)
Nie ma zapewnionej przyczepności powierzchni cięgna do otaczającego betonu (w
kablach sprężających przed iniekcja cementową lub z wypełnieniem przeciwtarciowym)

13

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA:

Sytuacje obliczeniowe (obciążeniowe)
Zróżnicowanie rodzaju i wielkości obciążenia oddziaływującego na element sprężony
prowadzić może do różnic w sposobach analizy. Rozróżnia się następujące sytuacje

1). Początkową, w której można wyróżnić następujące fazy:

• naciąg cięgien
• kotwienie cięgien (przekazanie sprężenia na beton)

2). Przejściową, uwzględniającą obciążenia w czasie transportu i wbudowywania

elementu

3). Trwałą, w której rozpatruje się dwie pod-sytuacje:

• użytkową – w warunkach normalnej eksploatacji
• graniczną – w warunkach granicznych lub wyjątkowych obciążeń

14

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Sekwencja naciągu i betonowania

Strunobeton

• Naciąg cięgien jest realizowany przed stwardnieniem betonu (zazwyczaj przed

betonowaniem elementu). Po stwardnieniu betonu i zwolnieniu zewnętrznego
naciągu, siła sprężająca jest przekazywana na element poprzez przyczepność
cięgien do betonu (niekiedy wspomaganej elementami mechanicznymi).

• Technologia typowa dla prefabrykacji, w dwóch metodach technologicznych:



Metoda długich torów, w której na torze o długości często ponad 100 m, w
jednej linii, szeregowo, formowane są prefabrykaty z reguły o stałym przekroju
poprzecznym (produkcja masowa w długich seriach). Cięgna przed
sprężeniem są napinane i kotwione na końcach toru w kozłach oporowych.



Metoda sztywnych form napięte cięgna są kotwione na czołach form na tyle
sztywnych, aby ta siła nie deformowała kształtu formy. Stosowana do
elementów w krótkich seriach, z możliwą zmianą kształtu przekroju.

15

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Sekwencja naciągu i betonowania

Kablobeton

• Naciąg kabli (umieszczonych w uformowanych kanałach kablowych) realizowany

po stwardnieniu betonu, jednocześnie wywołujący sprężenie elementu.
Technologia stosowana przy wykonywaniu elementów in situ (monolitycznych), a
także przy prefabrykacji.

16

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Sekwencja naciągu i betonowania

17

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

Belki kablobetonowe przed sprężeniem (widoczne kanały kablowe i wiązki cięgien)

18

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Lokalizacja cięgien

Sprężenie wewnętrzne

• Cięgna sprężające umieszczone wewnątrz elementu betonowego. Tego typu

rozwiązanie jest dominujące i wyłączne dla strunobetonu

Sprężenie zewnętrzne

• Cięgna – kable sprężające (wyłącznie bez przyczepności) umieszczone są co

najmniej na części swej długości poza przekrojem betonowym, także wewnątrz
skrzyni przekroju skrzynkowego (mostowego). Tego typu rozwiązanie stosowane
jest także w przypadku wzmacniania przez sprężanie i niekiedy w zbiornikach
kołowych sprężonych obwodowo.

19

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

Kable zewnętrzne w dźwigarze mostowym

20

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Stopień sprężenia

Pełne sprężenie

• Gdy w sytuacji użytkowej poziom sprężenia wyklucza możliwość powstania

naprężeń rozciągających w betonie

Sprężenie ograniczone

• Gdy w sytuacji użytkowej poziom sprężenia dopuszcza możliwość powstania

naprężeń rozciągających w betonie poniżej możliwości zarysowania

Sprężenie częściowe

• Gdy w sytuacji użytkowej poziom sprężenia dopuszcza możliwość powstania rys

w betonie o ograniczonej ich szerokości

21

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Kierunek sprężenia
Sprężenie liniowe

• Gdy sprężany element w kierunku sprężenia jest prosty lub płaski (płyty, belki,

pale, słupy). W tym przypadku, przebieg cięgien może być prosty, ale także
zakrzywiony (kablobeton) lub załamany (strunobeton)

Sprężenie cylindryczne

• Gdy sprężany element w kierunku sprężenia jest zakrzywiony. Typowym

przykładem jest sprężenie obwodowe zbiorników cylindrycznych, rur i silosów

Sprężenie jednokierunkowe

• Gdy cięgna leżą równolegle do jednej osi konstrukcji (np. belki, słupy)

Sprężenie dwukierunkowe

• Gdy cięgna leżą równolegle do dwóch osi konstrukcji, zazwyczaj wzajemnie

prostopadłych (np. płyty)

Sprężenie wielokierunkowe

• Gdy cięgna leżą równolegle do więcej niż dwóch osi konstrukcji (np. kopuły)

22

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Źródło siły sprężającej

Sprężenie hydrauliczne

• Jest to najbardziej powszechny sposób generowania siły sprężającej. Specjalne

prasy hydrauliczne (naciagarki) wywołują naciąg cięgien, a skalibrowane
wskazania ich manometrów pozwalają na kontrolę siły naciągu. Kilka takich
naciągarek połączonych hydraulicznie w jeden zespół zapewniać może
jednakowy naciąg wielu cięgien.

• Istniała także metoda, w której płaskie prasy umieszczano na końcach elementów

wpasowanych w sztywne ustroje oporowe (np. przyczółki mostów). Działanie tych
pras wywoływało pożądane ściśnięcie elementu (sprężenie), i w tym stanie
betonowano przestrzenie pomiędzy sprężanym elementem a ustrojem oporowym.
W tej metodzie, nie stosowano cięgien sprężających.

23

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

KLASYFIKACJA SPRĘŻANIA I ELEMENTÓW SPRĘŻONYCH:

Źródło siły sprężającej
Sprężenie mechaniczne

• Układy działające na zasadzie balastów lub dźwigni powodujące naciąg cięgien i

utrzymywanie stałej siły (podstawa sprężenia konstrukcji strunobetonowych, a
także nawijania konstrukcji cylindrycznych).

• Deformowanie równoległego przebiegu cięgien obwodowych na zbiornikach

kołowych za pomocą klamer powoduje ich naciąg.

• Zakotwienia gwintowe, w których nakrętka jest dokręcana na cięgno prętowe.

Sprężenie elektryczne (termiczne)

• Ogrzanie cięgien (za pomocą prądu elektrycznego) i ich zakotwienie przed

ułożeniem betonu w formie (metoda obecnie nie stosowana)

Sprężenie chemiczne

• Analogicznie jak metoda płaskich prac hydraulicznych, w której parcie

hydrauliczne zastępuje się reakcją chemiczną powodującą ekspansję
wypełnienia.

24

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Zadaniem zakotwienia jest utrzymanie siły naciągu cięgna i przekazanie jej na beton
lub, w strunobetonie, na element oporowy systemu technologicznego. Konstrukcje
sprężone zawdzięczają swój rozwój także rozwojowi systemów zakotwień.

Kotwienie drutów za pomocą efektu klina
Historycznie, druty stanowiły podstawowy rodzaj cięgien sprężających i właśnie rozwój
ich zakotwień dał impuls do rozwoju klasycznych konstrukcji kablobetonowych.
Mechanizm kotwienia wykorzystuje efekt klina.

25

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

• Płaskim, w których drut zaciskany jest po bokach za pomocą płaskich klinów

(zakotwienie Magnela)

• Wielokrotnym płaskim z centralnym stożkiem klinującym (zakotwienie

Freyssineta)

• Przestrzennym z klinowymi szczękami opasującymi cięgno (zakotwienie

szczękowe)

26

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Oba omówione rodzaje zakotwień wykorzystujących płaski efekt klina wyszły z użycia.
Zadecydowało o tym wycofanie kabli z pojedynczych, cienkich drutów, zaś dla drutów
grubszych ≥ 5 mm, zastąpiły je lepsze zakotwienia szczękowe.

27

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Kotwienie drutów poprzez spęczenie końcówek

Stosowane dla drutów grubszych ≥ 5 mm. Końcówki drutów w kablu są spęczane
tworząc główki. Naciąg jest realizowany poprzez uchwycenie całej głowicy (czyli:
wszystkich drutów jednocześnie), a kotwienie polega na zablokowaniu nagwintowanej
głowicy za pomocą nakrętki, lub podłożenie pod nią cylindrycznych podkładek.
Zakotwienie stosowane także obecnie. Wadą jest konieczność przygotowania kabla o
dokładnej długości z wcześniej osadzoną głowicą, ale bezsprzeczną zaletą jest wysoka
odporność na obciążenia dynamiczne, zwłaszcza w wantach mostowych.

28

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Zakotwienie główkowe

Zakotwienie główkowe z gwintowaną

głowicą

29

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Zakotwienia szczękowe drutów i splotów

Jest to obecnie podstawowy sposób kotwienia drutów i splotów wykorzystujący
przestrzenny efekt klina, charakteryzujący się niezawodnością, małymi rozmiarami i
łatwością stosowania.
Szczęki zaciskają się na powierzchni cięgna i wraz z napiętym cięgnem wciągane są do
tulei, której zbieżna powierzchnia wewnętrzna dociska szczęki do cięgna i zatrzymuje
cięgno w uchwycie.
W porównaniu do uprzednio omówionych zakotwień „klinowych” drutów, z punktu
widzenia mechaniki pracy jest ono zdecydowanie bardziej korzystne, gdyż docisk
cięgna jest realizowany na całym jego obwodzie, w przeciwieństwie do klina płaskiego,
w którym może wystąpić efekt „rozłupania” kruchego drutu w płaszczyźnie prostopadłej
od płaszczyzny docisku.

30

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Szczęki do kotwienia cięgien, dwu- i

trójdzielne

Mechanizm kotwienia cięgna (tu: splotu)

w zakotwieniu szczękowym

31

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

Zakotwienia gwintowe prętów

Wykorzystywany jest bardzo prosty mechanizm śruby. Jest on jednak użyteczny tylko
dla dużych przekrojów.

Wadą jest ograniczenie wydłużenia pręta przy naciągu, co czyni je niepraktycznymi
przy długich cięgnach. Zaletą, bardzo istotną dla kabli krótkich, jest brak straty poślizgu
cięgna w zakotwieniu.

32

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

MECHANIZM I ROZWIĄZANIA KOTWIENIA CIĘGIEN:

33

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Zgodnie z podstawową klasyfikacją w technologii strunobetonowej wyróżniamy dwie
podstawowe cechy:

• Naciąg cięgien jest realizowany przed betonowaniem
• Cięgna kotwione są przez siły przyczepności pomiędzy powierzchnią cięgien a

otaczającym betonem

Tradycyjna polska nazwa – strunobeton – oddawała rodzaj cięgien pierwotnie
stosowanych do sprężania.

34

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Fazy produkcji strunobetonu

Cięgna ze stali o wysokiej wytrzymałości są naciągane pomiędzy sztywnymi
elementami zewnętrznymi, przed ułożeniem mieszanki betonowej. Gdy beton osiągnie
pożądaną wytrzymałość następuje zwolnienie zewnętrznego naciągu. Sprężenie
przekazywane jest z cięgien na beton poprzez siły przyczepności. Podczas
przekazania siły sprężającej następuje sprężyste odkształcenie betonu - skrócenie, a
przy mimośrodowym przebiegu cięgien dodatkowo wygięcie odwrotne.

35

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Fazy produkcji strunobetonu

Można wyróżnić następujące etapy produkcji:

• Ułożenie i stabilizacja cięgien oraz zbrojenia pomocniczego
• Montaż i zamknięcie formy
• Naciąg i kotwienie cięgien w elementach zewnętrznych
• Betonowanie i zagęszczanie mieszanki
• Dojrzewanie mieszanki
• Zwolnienie naciągu zewnętrznego
• Rozformowanie i wyjęcie elementu

36

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Fazy produkcji strunobetonu

Podstawowe fazy produkcji

elementu strunobetonowego

Wygięcie odwrotne elementu

strunobetonowego

37

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Technologie strunobetonu

Wyróżnia się dwie podstawowe technologie strunobetonu:

• Metodę długich torów
• Metodę sztywnych form

Metoda długich torów.
W tej metodzie stosuje się tzw. tor naciągowy składający się z masywnych elementów
(kozłów) oporowych na końcach i samego, zazwyczaj betonowego, toru.
Kozły oporowe są elementami, które musza przenieść siłę naciągu całej grupy cięgien,
zapewniając jednocześnie ich właściwe położenie. Ponieważ mamy do czynienia z
bardzo dużymi siłami naciągu (niekiedy ponad 300 ton), konstrukcja tych elementów
musi być odpowiednio sztywna i zdolna do bezpiecznego przeniesienia tych obciążeń.

38

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda długich torów.
Metoda stosowana przy produkcji seryjnej elementów o stałym przekroju na długości.

Schemat toru naciągowego

39

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda długich torów.

Schemat toru naciągowego

40

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda długich torów.

41

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda długich torów.
Tor, o płaskim lub korytkowym kształcie,
ma zazwyczaj osadzone elementy
umożliwiające

ustawianie

form

prefabrykatów i odchylające cięgna
(dewiatory).

Dodatkowe

elementy

towarzyszące, zazwyczaj przejezdne
umożliwiają transport szkieletu zbrojenia,
układanie i zagęszczanie mieszanki oraz
jej pielęgnację. W tym celu tory
naciągowe często umieszczane są w
tunelu umożliwiającym przyśpieszenie
dojrzewania betonu.

42

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda sztywnych form

W tej metodzie naciąg cięgien i ich technologiczne kotwienie odbywa się w oparciu o
czoła formy. Formy muszą być na tyle sztywne, aby ta siła nie powodowała ich
uszkodzenia i deformacji kształtu elementu.

Przy produkcji stendowej forma znajduje się w stałym miejscu, na którym następuje
kolejno naciąg, betonowanie i dojrzewanie, sprężenie i rozformowanie.

Przy technologii potokowej forma przemieszcza się do poszczególnych gniazd
operacyjnych (np. produkcja słupów wirowanych).

43

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Metoda sztywnych form

44

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Zakotwienia

Kotwienie cięgien w elementach mechanicznych – zakotwieniach – osadzanych na
końcach toru naciągowego (lub formy) ma charakter tymczasowy, do czasu sprężenia
elementu. Tym nie mniej zakotwienia muszą być niezawodne (ze względów
bezpieczeństwa) i trwałe, zdolne do wielokrotnego wykorzystania (ten drugi aspekt jest
właściwy tylko dla strunobetonu, gdyż w kablobetonie zakotwienia użyte są
jednokrotnie, ale musza być niezawodne w całym okresie życia konstrukcji).
Podstawowym stosowanym obecnie sposobem kotwienia drutów i splotów
sprężających w strunobetonie są zakotwienia szczękowe działające na zasadzie klina.

45

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Łączniki
Służą do łączenia odcinków cięgien. Nie dopuszcza się do łączenia cięgien wewnątrz
elementu strunobetonowego, ale w metodzie długich torów pozwala ta na ekonomiczne
wykorzystanie krótszych niż tor odcinków cięgien.
Wówczas łączniki umieszcza się tak, aby znajdowały się pomiędzy elementami na
torze. Łączniki to po prostu zdwojone i skręcone zakotwienia szczękowe.

46

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Dewiatory
Odgięć zbrojenia sprężającego dokonuje się za pomocą dewiatorów. Na dewiatorach
powstaje reakcja wypadkowa wynikająca z odchylenia siły naciągu. Urządzenia te (i ich
mocowanie) musza być zdolne do przeniesienia tej siły i nie powodować uszkodzeń
mechanicznych cięgien w wyniku karbu. Elementy te przy odgięciach wewnątrz
produkowanych elementów są tracone i pozostają w nich trwale.

47

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Dewiatory

Odchylenie cięgien na dewiatorach

a) w elemencie (dewiator tracony); b) na linii naciągu (dewiator technologiczny)

48

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Dewiatory

Dewiatory: a) rolkowy, wahliwy (w dwóch rzutach); b) prosty - ślizgowy

49

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Zalety i wady strunobetonu

W stosunku do kablobetonu, technologia strunobetonu wykazuje następujące zalety:

• Możliwość ciągłej produkcji elementów w długich seriach
• Brak kosztownych trwałych zakotwień elementów
• Wysoka jakość wyspecjalizowanej produkcji

W tym samym świetle można przedstawić też wady:

• Konieczność produkcji w stałych wytwórniach z kosztownym oprzyrządowaniem
• Konieczny okres dojrzewania elementu na stanowisku sprężania (wydłużenie

cyklu sprężania) oraz stosowanie zaawansowanych technologii przyspieszania
dojrzewania betonu

• Ograniczenia możliwości optymalnego przebiegu cięgien sprężających w

elemencie

50

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Asortyment

Podkłady kolejowe

Belki stropów gęstożebrowych

51

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Asortyment

Płyty stropowe kanałowe (typu

SP)

Płyty dachowe TT (Consolis)

52

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Asortyment

Dźwigary dachowe

Dźwigary mostowe i stropowe (Belka

mostowa typu T; FABET S.A.)

53

KONSTRUKCJE SPRĘŻONE

ZŁOŻONE KONSTRUKCJE BETONOWE

STRUNOBETON. SYSTEMY I URZĄDZENIA

Asortyment

Słupy (żerdzie) energetyczne i

trakcyjne (ELGIS-Garbatka Sp. z .o.)

Pale fundamentowe (PRESTRESS

INTERNATIONAL CORPORATION)