Politechnika Krakowska

Wydział Inżynierii Lądowej

Instytut Materiałów i Konstrukcji

Budowlanych

Wykonał:

Jan Rączkowski

Rok studiów V, spec. KBI

Seminarium dyplomowe,

Kraków 2011

ZASADY KSZTAŁTOWANIA STROPÓW

SPRĘŻONYCH – STRUNOBETONOWYCH I

KABLOBETONOWYCH

ZASADY KSZTAŁTOWANIA STROPÓW

SPRĘŻONYCH – STRUNOBETONOWYCH I

KABLOBETONOWYCH

STRUNOBETONOWE

PŁYTY

STROPOWE

KANAŁOWE HC

Płyty HC są to strunobetonowe, kanałowe płyty stropowe o stałej wysokości

i szerokości, produkowane metodą wibroprasowania w formie ślizgowej na

długim torze. Nominalna szerokość płyt wynosi 1200 mm. Krawędzie płyt są

profilowane w celu zapewnienia odpowiedniego przenoszenia sił ścinających

pomiędzy przyległymi płytami. Płyty są produkowane w pięciu

wysokościach: 200, 265, 320, 400 i 500 mm.

Płyty mogą mieć następujące maksymalne rozpiętości:

– HC-200 do 10,0 m

– HC-265 do 13,0 m

– HC-320 do 16,0 m

– HC-400 do 18,0 m

– HC-500 do 21,0 m

Rozpiętość płyt może być dowolna w po danych wyżej zakresach.

Płyty HC należy stosować przede wszystkim w budynkach szkieletowych o

konstrukcji żelbetowej lub stalowej, gdzie zachowany jest podstawowy schemat

statyczny płyty jako belki swobodnie podpartej.

Płyty HC można stosować także w układach ściennych jako wolnopodparte lub

częściowo zamocowane, pod warunkiem zapewnienia braku zarysowania górnej

strefy przekroju przypodporowego pod wpływem momentu ujemnego.

Płyty HC -
200

Płyty HC -
265

Płyty HC -
320

Płyty HC -
400

Płyty HC -
500

Strunobetonowe płyty HC wykonywane są z betonu klasy C40/50 lub C50/60. Do

sprężania używa się splotów siedmiodrutowych (Y1860S7- 12,5).

∅

W płytach HC-200 struny są układane w jednym rzędzie, nominalna odległość

osiowa od spodu płyty jest stała i wynosi 35 mm. W pozostałych typach płyt struny

są układane w jednym lub dwóch rzędach, nominalna odległość osiowa dolnego

rzędu strun od spodu płyty może wynosić 35, 45 lub 55 mm w zależności od

wymagań odporności ogniowej i warunków środowiska.

Przyjęte w płytach HC grubości otulenia cięgien sprężających określają

dopuszczalny zakres ich stosowania ze względu na trwałość stropów i odporność

ogniową. Mogą one być stosowane w środowisku odpowiadającym klasie ekspozycji

X0, XC1-XC4 wg PN-EN 206-1:2003 i PN-EN 1992-1-1:2005. W wyższych klasach

środowiska stosowanie płyt HC jest dopuszczalne

pod warunkiem spełnienia wymagań, jakie stawiane są konstrukcjom

strunobetonowym przez normę.

Stropy z płyt HC pracują jako jednolita struktura płytowa efektywnie dystrybuująca

obciążenia liniowe i punktowe. Dystrybucja obciążeń w strefie otworów oznacza, że

wszystkie obciążenia są przekazywane poprzez sąsiadujące płyty szerokości 1,2 m na

kolejne elementy płytowe stropu. Aby obciążenie liniowe mogło zostać rozłożone na

kilka płyt, nośność spoin oraz półek pomiędzy żebrami musi być wystarczająca. Dla

spoin wykonanych z betonu C25/30 i płyt z betonu C40/50 nośność spoin i półek

przedstawiono w tabeli poniżej.

a) Obciążenie stropu w strefie środkowej b) Obciążenie stropu na

krawędzi

Na rysunkach poniżej przedstawiono współczynniki rozkładu obciążeń na sąsiednie

płyty od obciążenia liniowego.

Dopuszczalne obciążenia liniowe.

Rozkład obciążeń punktowych na sąsiednie

płyty.

Montaż sprężonych płyt kanałowych powinien odbywać się zgodnie z opracowanym

wcześniej projektem technologii montażu. W trakcie rozładunku i montażu sprężone

płyty kanałowe nie mogą być narażone na działanie żadnych sił i wywołanych tymi

siłami naprężeń, na które nie były projektowane. Niedopuszczalne jest podnoszenie

płyt HC na linach podczepianych ukośnie w stosunku do powierzchni płyt.

W celu uzyskania równomiernego oparcia płyty na podporze zaleca się montaż z

zastosowaniem liniowych podkładek neoprenowych, umożliwiających wypełnienie

zaprawą przestrzeni pomiędzy spodem płyty a podporą. Przestrzeń tę, o wysokości

około 1 cm wypełnia się zaprawą cementową klasy określonej w projekcie

wykonawczym, nie mniej jednak niż M8. Zaprawa powinna wypełniać całkowicie całą

powierzchnię styku. Płyty sprężone można również opierać bezpośrednio na zaprawie

klasy nie niższej niż M8. Dopuszcza się także bezpośrednie opieranie płyt, bez

warstwy zaprawy i podkładek, na belkach stalowych lub innych o gładkiej, równej

powierzchni.

Przykładowe rozwiązania oparcia

płyt HC

Oparcie

na

ścianie

murowej

Połączenie z belką typu
RL

Połączenie

z

belką

stalową

STROPY
KABLOBETONOWE

Głównymi zaletami stropów sprężonych w stosunku do tradycyjnych

stropów żelbetowych są:

 Mniejsza grubość stropu,

 Uzyskiwanie większych rozpiętości pomiędzy podporami,

 Mniejsze zużycie stali zbrojeniowej i betonu,

 Trwałe działanie sił ściskających wpływa na większą kontrolę

zarysowania, wygięcia i ugięcia konstrukcji,

 Cieńsze elementy konstrukcyjne wpływają na redukcję wysokości

konstrukcji a tym samym mniejsze obciążenie przekazywane na

fundamenty,

 Szybszy wznoszenie kondygnacji.

Dopuszczalne ugięcie

Rozpiętość l

m

Grubość płyty h

mm

Zwykłe ograniczenie

a≤ l/250

6
8

10
12

200*

220
270
310

Zaostrzone

ograniczenie

a≤ l/500

6
8

10
12

200*

240
350
480

Dla stropów płytowo-słupowych ciągłych podano niżej orientacyjne zakresy

zastosowań poszczególnych rozwiązań konstrukcyjnych:

 Strop grzybkowy monolityczny – rozpiętość (ekonomiczna) od 5 do 6m; grubość

płyty od 0,15m

 Strop płytowy żelbetowy pełny – rozpiętość od 5 do 7m; całkowita grubość

stropu: od 0,16 do 0,21m,

 Strop kasetonowy o kasetonach wypełnionych – rozpiętość od 7 do 9m; grubość

stropu od 0,20 do 0,40m

Porównanie budynku wykonanego w technologii tradycyjnej

z budynkiem ze stropami sprężonymi

Czynniki wpływające na projektowanie stropów

kablobetonowych

Cecha

Cięgna

bez przyczepności

Cięgna

z przyczepnością

Otulenie cięgna ze

względu na

ognioodporność

Identyczne

Otulenie cięgna ze

względu na korozję

Identyczne

Dopuszczalne

naprężenia w betonie

Identyczne

Graniczne naprężenia w

cięgnie

Naprężenia efektywne

(effective stress)

Naprężenia graniczne

(yield stress)

Minimalny oraz

maksymalny poziom

sprężenia

Identyczny

Minimalne ilość

zbrojenia zwykłego

Wymagane

Nie wymagane

Nośność na przebicie

Identyczna

Trwałość

Gdy konstrukcja jest wykonana poprawnie obydwa

systemy wykazują się wysoką trwałością

Wymiana, naprawa

Możliwa

Nie możliwa

Praktyczność

Wysoka

Niska

1. Rodzaj cięgna – z przyczepnością

lub bez przyczepności

a) Tylko w pasmach słupowych b) pasma słupowe i
międzysłupowe
równomiernie
rozmieszczone
w jednym kierunku

2. Trasowanie

cięgien

c) pasma słupowe i
międzysłupowe

równomiernie rozmieszczone

w dwóch kierunkach

Trasowanie w przekroju podłużnym: a) w obszarze skrajnym; b) w obszarze podpory

wewnętrznej.

3. Zakotwienia

- Systemy przyczepnościowe

- Systemy bez przyczepności

•

Zakotwienia pojedyncze

•

Zakotwienia wielosplotowe

4. Osłonki o przekroju owalnym i kołowym

5. Zbrojenie zwykłe

6. Grubość płyty

7. Stopień sprężenia.

























































s

s

s

s

l

x

l

x

l

x

e

x

z

2

2

)

(

3

4

























































w

w

w

w

l

x

l

x

l

x

e

x

z

6

8

3

)

(

3

4

4

72

p

e

p

p

w

g

e

I

E

l 

4

24

p

s

p

p

s

g

e

I

E

l 

Projektowanie w oparciu o metodę ram zastępczych wg ACI

318-02

1) Rozpiętość stropu w każdym kierunku musi wynosić minimum trzy ciągłe

przęsła.

2) Stosunek dłuższej do krótszej rozpiętości danej płyty nie powinien

przekraczać 2.0.

3) Długości kolejnych przęseł w każdym kierunku nie powinny się różnić

więcej niż 1/3 długości najdłuższego przęsła.

4) Słupy mogą być wysunięte maksymalnie o 10 % rozpiętości w kierunku

wysunięcia, z którejkolwiek linii poprowadzonej wzdłuż kolejno po sobie

następujących słupów.

5) Wszystkie obciążenia powinny pochodzić tylko od sił ciężkości i być

równomiernie rozłożone na całej powierzchni płyty. Obciążenie zmienne

nie powinno przekraczać 3 krotnego obciążenia stałego.

6) Jeśli płyta oparta jest na belkach wzdłuż wszystkich krawędzi to

względna sztywność belek w dwóch prostopadłych kierunkach nie

powinna być mniejsza niż 0.2 lub większa niż 5.0.

Podział płyty stropowej na elementy ramy
zastępczej

Idealizowana konstrukcja ramy
zastępczej

Przykłady realizacji stropów
sprężonych

LITERATU
RA

[1]. „CONCRETE INTERNATIONAL”, February 2011 Vol. 33 No.2

[2]. CONSOLIS „Strunobetonowe płyty stropowe kanałowe HC Poradnik
Projektanta”, Gorzkowice 2008

[3]. Starosolski W., „Konstrukcje żelbetowe według PN-B-03264:2002 i EC2”,
Warszawa 2008

[4]. http://www.post-tensioning.org

DZIĘKUJĘ ZA
UWAGĘ !