Tarcze żelbetowe – przykłady zastosowań i kształtowanie geometryczne

Belki - ściany zwane tarczami żelbetowymi są to elementy cienkościenne, obciążone w ich płaszczyźnie
środkowej. Elementy tarczowe stosowane są w licznych takich konstrukcjach, jak: zasobniki, silosy,
przykrycia i usztywnienia hal przemysłowych oraz budynkach; pokazano to na rys.1-1.

Przykłady zastosowania tarcz:
a) zasobnik: „1” - tarcza ścienna;
b) silos okrągły: „2” - zakrzywiona tarcza
ścienna;
c) hala przemysłowa: „3” - tarcza ścienna;
„4” - tarcza stropodachowa;
d) budynek szkieletowy:
„5” - tarcze stropowe; „6” - tarcza ścienna

Tarcze mogą w zróżnicowany sposób przejmować obciążenie; elementy posiadające wysokość h > 0,4 l (l -
rozpiętość przęsła), ale h < l - pracują na całej swojej wysokości h. Tarcze o wysokości h > l, pracują w
przenoszeniu obciążeń tylko na części wysokości równej l. Elementy, w których wysokość przekroju h < 0,4
l, kwalifikuje się jako elementy prętowe (belki). Szkic wspomnianych elementów pokazano na rys. 1-2.

Tarcze żelbetowe w konstrukcjach rzeczywistych najczęściej poddawane są równoczesnemu obciążeniu
tarczowemu i zginaniu, wywołanemu oddziaływaniem obciążenia prostopadłego do ich płaszczyzny
środkowej; na przykładzie ściany zasobnika żelbetowego, pokazano to na rys. 1-4.

Zarys obliczania, wymiarowania i konstruowania tarcz jedno- i
wieloprzęsłowych

Rozkład naprężeń normalnych w tarczach zależy od ilości przęseł tarczy - tzw. jednopolowej lub wieloprzęsłowej oraz
sposobu obciążenia tarczy - na krawędzi górnej lub dolnej. Rozkłady naprężeń w tarczach jednopolowych oraz
trajektorie naprężeń głównych, pokazano na rysunkach 1-5 do 1-8. Dla potrzeb wymiarowania belek - ścian, z uwagi
na wypadkowe siły tarczowe w przekrojach pionowych, opracowano w literaturze tablice; przykładowa tablica dla
tarczy jednopolowej obciążonej na krawędzi górnej została pokazana na rys. 1-9.

Trajektorie naprężeń głównych w tarczy jednopolowej swobodnie podpartej (h/l = 1; c/l = 0,1) obciążonej na
krawędzi: a) górnej; b) dolnej [12]

Trajektorie naprężeń głównych w tarczy ciągłej nieskończonej (h/l = 1, c/l = 0,1) obciążonej na krawędzi:
a) górnej; b) dolnej [12]

Zasady uproszczonego trajektorialnego zbrojenie tarcz: a) schemat zbrojenia; b) rozkład naprężeń normalnych w osi
przęsła; c) rozkład naprężeń normalnych w osi podpory [12]

Przykład zbrojenia tarczy ciągłej obciążonej na dolnej krawędzi wg zasad tzw. uproszczonego zbrojenia
trajektorialnego [12]

Zasady zbrojenia tarcz jednopolowych (wartości w nawiasach dotyczą tarcz o h/l > 2) [12]

Zasady zakotwienia strzemion w przypadku obciążenia dolnej krawędzi tarczy [12]

Przykład zbrojenia tarczy ciągłej zbrojeniem ortogonalnym - siatkowym; wartości w nawiasach dotyczą tarcz o h > l [