1

Dźwigary główne

- kształtowanie i rozmieszczanie zbrojenia -

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Belki projektowane jako żelbetowe muszą spełniać warunek dotyczący minimalnej
powierzchni zbrojenia (PN-91/S-10042 str. 48).

µ

= 0,002 dla stali A-III i A-IIIN

µ

= 0,004 dla stali A-0, A-I i A-II

A

b

– pole przekroju betonu brutto

Ś

rednica prętów zbrojenia głównego belki powinna być nie większa

niż

0,1 najmniejszego wymiaru belki

.

Zaleca się stosowanie prętów o średnicach nie większych niż 32 mm.

W przypadku konieczności zastosowania prętów Ø ≥ 32 mm:
•

grubość elementu powinna być większa niż 15 Ø (Ø – średnica pręta),

•

należy stosować dodatkowe zbrojenie przeciwskurczowe,

•

należy

zredukować

wytrzymałość

obliczeniową

prętów

uwzględniając

współczynnik korekcyjny m wg wzoru

b

a

A

A

⋅

=

µ

min

100

132

φ

−

=

m

Wymagania ogólne

2

Pręty w przekroju poprzecznym należy rozmieszczać w miarę możliwości
równomiernie na szerokości przekroju, zachowując wymagane otuliny i odległości
między prętami.

Otulina

zbrojenia głównego

dźwigara

powinna wynosić

0,03 m

, a

strzemion 0,025 m

.

Otulenie zbrojenia o średnicy Ø ≥ 32 mm powinno być większe od średnicy
zbrojenia, a odległość prętów w świetle (w kierunku poziomym i pionowym) powinna
być nie mniejsza niż średnica najgrubszego pręta lub Ø

g

+ 5mm (Ø

g

- nominalny

wymiar maksymalnych ziaren kruszywa).

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Pręty mogą być łączone w wiązki (patrz wcześniejszy rys.), składające się z dwóch,
trzech lub czterech prętów o średnicy Ø ułożonych obok siebie i związanych.
Wiązkom tym przypisuje się średnice zastępcze wynoszące:

•

dla wiązki z dwóch prętów

•

dla wiązki z trzech prętów

•

dla wiązki z czterech prętów

φ

φ

2

=

n

φ

φ

3

=

n

φ

φ

2

=

n

Wiązki powinny zawierać pręty o tej samej średnicy i tej samej charakterystyce (rodzaj
prętów i klasa stali). Dodatkowo EC2 narzuca, by zastępcza średnica nie była większa
od 55 mm, a 4 pręty w wiązce mogą występować tylko w przypadku prętów pionowych
i w miejscu zakładu prętów, w pozostałych przypadkach wolno w wiązkę łączyć tylko
trzy pręty

Wiązki prętów

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

3

Dodatkowe zbrojenie przypowierzchniowe

(PN-91/S-10042 p. 12.4.10 str. 51)

W elementach żelbetowych zbrojonych prętami o średnicy Ø ≥ 32 mm lub z otuliną o
grubości C

0

> 50 mm należy stosować

w strefie rozciąganej

dodatkowe zbrojenie

przypowierzchniowe

między prętami zbrojenia głównego a powierzchnią zewnętrzną

(zbrojenie to umieszcza się na zewnątrz strzemion z zachowaniem minimalnej
otuliny). Ponadto zbrojenie takie

obowiązkowo

stosuje się

w belkach o wysokości

powyżej 1,0 m.

Zbrojenie to może być uwzględnione w obliczeniach na zginanie i

ś

cinanie.

Siatka zbrojenia przypowierzchniowego składa się z prętów podłużnych o przekroju
A

al

i zbrojenia poprzecznego (rozdzielczego) o przekroju A

at

(patrz rys.).

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Przekrój poprzeczny prętów podłużnych:

c

s

,

A

l

l

a

⋅

⋅

=

02

0

Przekrój poprzeczny prętów poprzecznych:

c

s

,

A

t

t

a

⋅

⋅

=

01

0

s

l

– rozstaw prętów podłużnych zbrojenia dodatkowego s

l

≤

100 mm,

s

t

– rozstaw prętów poprzecznych zbrojenia dodatkowego s

t

≤

100 mm,

c – grubość otuliny zbrojenia głównego (grubego).

Dodatkowe zbrojenie przypowierzchniowe

(PN-91/S-10042 p. 12.4.10 str. 51)

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

4

Rozmieszczanie zbrojenia

Zbrojenie należy tak rozmieszczać by nośność każdego przekroju była nie mniejsza od wartości
obciążenia. W dźwigarach głównych należy to robić na podstawie obwiedni ekstremalnych
(maksymalnych i minimalnych) momentów zginających oraz wykresu nośności przekrojów belki.
Obwiednia nośności przekrojów musi pokrywać obwiednię sił wewnętrznych.

Wykonać można również obwiednię siły rozciągającej w prętach zbrojeniowych. W przypadku
wykonywania takiej obwiedni uwzględniać należy przesunięcie obwiedni w zbrojeniu o dodatkową
siłę podłużną, będącą efektem działania siły poprzecznej.

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Rozmieszczanie zbrojenia

Przy rozmieszczaniu zbrojenia w belkach należy przestrzegać ponadto następujących zasad (PN-
91/S-10042 p. 12.4.2 str. 47):

•

w strefach momentów zerowych

należy przyjąć co najmniej dwa pręty dolne i dwa pręty górne,

•

w strefie ściskanej

należy przyjąć dwa pręty umiejscowione w narożach belki,

•

nad podporami belek jednoprzęsłowych swobodnie podpartych

i nad skrajnymi podporami belek

ciągłych należy stosować

nie mniej niż ¼ maksymalnej ilości zbrojenia rozciąganego w przęśle i

nie mniej niż 2 pręty

,

•

w przekrojach podporowych belek ciągłych należy przewidzieć co najmniej 50% zbrojenia
podłużnego z przęseł sąsiednich.

5

Odginanie prętów nad podporami skrajnymi

W przypadku zagięcia pręta w obszarze podpory skrajnej, konieczne jest, by

krzywizna zaczynała

się poza krawędzią podparcia

. Długość zakotwienia pręta mierzy się od przekroju belki w licu

podparcia wg przedstawionych niżej rysunków.
Jeśli ze względów konstrukcyjnych, w wyjątkowych przypadkach, nie można zapewnić
przedłużenia belki za krawędź podparcia, to – w celu zabezpieczenia przed ścięciem krawędzi
elementu – należy przewidzieć dodatkowe strzemiona przedstawione poniżej.

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Odginanie prętów

Skuteczność zakotwienia prętów poprawiają haki i odgięcia.

Haki stosuje się wyłącznie w

przypadku stali gładkiej. Jeżeli konieczne jest stosowanie haków w prętach żebrowanych,
dopuszczalne są tylko odgięcia pod kątem prostym.

Efektywność zakotwienia można dodatkowo zwiększyć stosując zabiegi przedstawione na
poniższym rysunku.

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

6

Geometria odgięć prętów

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Ścinanie

(PN-91/S-10042 p. 8.1. str. 29, p.12.5. Str. 52)

Jeśli naprężenia ścinające w betonie od obciążeń zewnętrznych τ

b

są większe od

wytrzymałości obliczeniowej betonu na ścinanie τ

R

, wymagane jest zbrojenie na ścinanie.

Zbrojenie na ścinanie stanowią strzemiona oraz pręty odgięte.

Długość zakotwienia prętów odgiętych (przedłużenie poza miejsce odgięcia), powinna być w
strefie rozciąganej nie mniejsza niż 1,3l

bd

i w strefie ściskanej nie mniejsza niż 0,7l

bd

(l

bd

– długość zakotwienia).

Maksymalna odległość odgięcia od krawędzi podparcia nie może być większa niż 0,6h.

Maksymalny rozstaw odgięć prętów w rzucie na oś podłużną belki nie powinien przekroczyć
wartości przedstawionych na poniższym rysunku.

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

7

Ścinanie

(PN-91/S-10042 p. 8.1. str. 29, p.12.5. Str. 52)

Elementy, które mają być uznane za zbrojone na ścinanie muszą być zbrojone
strzemionami w minimalnym stopniu określonym w tabeli.

α

ρ

sin

sb

A

w

sw

w

=

ρ

w

– stopień zbrojenia na ścinanie

A

sw

– przekrój zbrojenia na ścinanie na długości s

s – rozstaw zbrojenia na ścinanie
b

w

– szerokość elementu (lub środnika elementu)

α

– kąt między zbrojeniem na ścinanie i zbrojeniem głównym (dla strzemion

pionowych α = 90°, sinα = 1).

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Maksymalny rozstaw strzemion s nie powinien być większy niż 0,7d (d – wysokość
użyteczna belki) lub 300 mm lub 12Ø (Ø – średnica prętów zbrojenia głównego)
niezależnie od tego czy strzemiona są jedno czy wielocięte.

Końce strzemion powinny być zakończone hakami i obejmować pręty.

Każdy pręt

zbrojenia głównego powinien być objęty strzemieniem

.

W belkach o szerokości większej niż

0,35 m

, zbrojonych w strefie rozciąganej

więcej

niż trzema prętami

, należy stosować

strzemiona czteroramienne

(czterocięte).

Ś

rednica strzemion i prętów rozdzielczych powinna być nie mniejsza

niż ¼ średnicy

pręta zbrojenia głównego

i nie mniejsza niż

6 mm

. Średnica prętów gładkich nie

powinna być większa niż 12 mm.

Jeśli w belce zastosowano pręty ściskane (

przekrój podwójnie zbrojony

), odstęp

strzemion zamkniętych nie powinien być większy od

15Ø

(Ø – średnica prętów

ś

ciskanych).

Strzemiona muszą przenosić co najmniej

50% siły poprzecznej

.

Ścinanie

(PN-91/S-10042 p. 8.1. str. 29, p.12.5. Str. 52)

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

8

Zbrojenie strefy docisku powinno być zaprojektowane w postaci siatek
zbrojeniowych z prętów punktowo zgrzewanych lub w postaci uzwojenia.

Odległość pierwszej siatki od powierzchni docisku powinna wynosić nie mniej niż
20 mm, a pręty siatki należy przedłużyć poza zarys powierzchni rozdziału (patrz
norma) na długość zakotwienia równą 25 średnicą pręta siatki.

Zbrojenie powinno być umieszczone w strefie docisku o głębokości równej co
najmniej większemu wymiarowi powierzchni rozdziału i nie mniejszej niż 20 średnic
zbrojenia na docisk. Siatki powinny być rozmieszczone co najmniej w czterech
warstwach.

Rozstaw siatek C

u

nie powinien przekraczać 1/3 mniejszego wymiaru przekroju

elementu i powinien wynosić 6 ÷ 15 cm.

Wymiary oczek siatki C

a

nie powinny być większe od ¼ mniejszego wymiaru

przekroju elementu i powinny wynosić 4,5 ÷ 10 cm, przy czym liczba, długość i
przekrój prętów siatek w obu kierunkach powinny spełniać warunek:

Docisk

(PN-91/S-10042 p. 7.6. str. 28)

4

1

7

0

2

2

2

1

1

1

,

A

l

n

A

l

n

,

≤

≤

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Skurcz betonu prowadzi do powstawania mikrorys na powierzchni betonu. Konieczne
jest więc projektowanie specjalnego zbrojenia przeciwskurczowego.

Dodatkowe zbrojenie przypowierzchniowe (przeciwskurczowe) stosuje się we
wszystkich elementach, których powierzchnie narażone są na wpływy atmosferyczne.
Zbrojenie to projektuje się w postaci siatek.

W elementach o grubości do 400 mm powierzchnia zbrojenia przeciwskurczowego w
obu kierunkach powinna wynosić

co najmniej 0,3% objętości betonu

. W przypadku

elementów grubszych wymaganą powierzchnię zbrojenia określa się

jak w przekroju

skrzynkowym o ściankach grubości 200 mm

, tzn. do obliczenia wymaganej ilości

zbrojenia przeciwskurczowego nie uwzględnia się betonu leżącego poza strefą
200 mm od powierzchni.

Rolę zbrojenia przeciwskurczowego mogą pełnić siatki zbrojenia głównego
i rozdzielczego, dodatkowe siatki przeciwskurczowe lub kombinacja strzemion
i prętów podłużnych.

Skurcz

(PN-91/S-10042 p. 7.6. str. 28)

9

Przykład zbrojenia dźwigara głównego

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Przykład zbrojenia dźwigara głównego

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

10

Przykład zbrojenia dźwigara głównego

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e

Ć

wi

cz

en

ia

P

ro

je

kt

ow

e