Konstrukcja sprężona - konstrukcja, w której w sposób celowy i kontrolowany wprowadza się siły wewnętrzne przeciwdziałające efektom obciążeń - siłom i odkształceniom. Do wprowadzenia sił służą cięgna sprężające, materiały ekspansywne lub siłowniki. Najczęściej spotykane są konstrukcje sprężone z betonu zbrojonego cięgnami jako strunobeton lub kablobeton. Spotykane są także konstrukcje stalowe sprężane kablami. Do wykonywania takich konstrukcji stosuje się betony o wysokiej wytrzymałości na ściskanie (betony wysokich klas).

Podczas projektowania konstrukcji sprężonych należy obliczyć wartość sił sprężających. Jako podstawową zasadę przyjmuje się, że wielkość wprowadzonych ich działaniem naprężeń ściskających jest równoważona naprężeniami rozciągającymi spowodowanymi ciężarem własnym konstrukcji i innymi obciążeniami stałymi (tzn. po zamontowaniu konstrukcji stan naprężeń wewnętrznych w poszczególnych przekrojach elementów konstrukcyjnych poddanych działaniu sił sprężających i naprężeń wywołanych obciążeniami stałymi oraz odkształcenia nimi spowodowane powinny mieć wartości zbliżone). Zazwyczaj to równoważenie dotyczy strefy rozciąganej przekroju podczas zginania od obciążeń zewnętrznych. Projektant musi uwzględnić także stan naprężeń i odkształceń wywołanych siłami sprężającymi przed obciążeniem konstrukcji (siły sprężające nie mogą spowodować zniszczenia elementu konstrukcji).

Podczas projektowania elementów sprężonych należy także brać pod uwagę straty naprężeń w cięgnach sprężających spowodowane:

• tarciem kabli o ścianki kanału i poślizgiem w zakotwieniu,

• straty reologiczne spowodowane relaksacją stali oraz skurczem i pełzaniem betonu.

W elementach betonowych, wstępne sprężanie zabezpiecza konstrukcję przed pojawieniem się rys. (Beton należy do materiałów o stosunkowo niskiej wytrzymałości na rozciąganie. Naprężenia rozciągające od sił podłużnych i momentów zginających powodują zarysowanie elementów w strefie rozciągania). Spotykane są także konstrukcje częściowo sprężone, czyli żelbetowe z dodatkowym zbrojeniem z postaci cięgien sprężających zabezpieczających konstrukcję przed pojawieniem się rys większych niż 0,1 mm.

oncepcja i realizacja ustrojów sprężonych polega na świadomym kształtowaniu układu sił wewnętrznych w konstrukcji, nie zaś,
jak w żelbecie – na doborze tylko parametrów geometrycznych kształtu i wymiarów. Toteż sprężenie wstępne prowadzi – jeśli chodzi o oszczędności materiałowe – do rozwiązań ekonomicznie korzystnych. W wielu przypadkach w konstrukcjach sprężonych zużycie betonu wynosi 70%, a stali zaledwie 30% w stosunku do żelbetu…

Betonowe konstrukcje sprężone
Kalikst Grabiec, Jerzy Kampioni
PWN, Warszawa – Poznań 1982

Praktycznie od początku stosowania żelbetu
w budownictwie (druga połowo XIX w.) konstruktorzy borykali się z problemem rys pojawiających się na skutek wyczerpania wytrzymałości betonu na rozciąganie. Użycie stalowych wkładek zbrojeniowych okazało się bardzo pomocne, ale niewystarczające
w wielu przypadkach konstrukcyjnych.

Idea sprężania polega na „wspieraniu” konstrukcji wykonanych z materiałów kruchych (beton, żelbet)
w przenoszeniu obciążeń powodujących powstawanie naprężeń rozciągających, minimalizując w ten sposób problemy związane z zarysowaniem.

Zastosowanie stali o wysokiej wytrzymałości do produkcji kabli sprężających okazało się rozwiązaniem pozwalających walczyć z efektami skurczu i pełzania betonu, które w początkowym okresie rozwoju technik sprężaniem niweczyły oczekiwane efekty.
Z początkiem lat 30 XX wieku następuję gwałtowny rozwój systemów i technik sprężania konstrukcji budowlanych, głównie obiektów mostowych.
Znaczący wkład w postępie wdrożeniowym technik sprężania konstrukcji kablobetonowych miała firma BBR wprowadzają w 1943 roku system kabli BBR V wykonanych z drutów, kotwionych w głowicy za pomocą spęczenia końcówek w kszt
Ciągły postęp technologiczny oraz zdobywane doświadczenia realizacyjne doprowadziły do upowszechnienia zaawansowanych technik sprężania
w wielu dziedzinach budownictwa. Obecnie najbardziej rozpowszechnionymi systemami sprężania są rozwiązania oparte na wykorzystaniu stożkowych wielodzielnych szczęk (lub klinów). Kable sprężające również są często stosowane jako zewnętrzne wzmocnienie obiektów czy elementów podlegających naprawie lub podwyższeniu nośności.

BBR jako jedyna firma dysponuje pełną gamą systemów kabli sprężających dostosowanych do indywidualny potrzeb konstrukcyjnych. Kadra inżynierska BBR Polska Sp. z o.o. jest gotowa na każdym etapie prac służyć pomocą architektom, projektantom, wykonawcą konstrukcji sprężonych
w takim zakresie jaki jest w danym wypadku wymagany. Chętnie omówimy na spotkaniach indywidualnych wszelkie aspekty związane z projektowaniem i wykonawstwem elementów sprężonych. Zapraszamy do zapoznania się z ofertą systemów kabli sprężających BBR poczynając od najstarszego sytemu BBR V poprzez najczęściej stosowane obecnie kable splotowe BBR VT CONA do rozwiązań kompozytowych kabli z włókien węglowych BBR CFRP (ang.: „carbon fibre reinforced polymer”).

Niektóre korzyści, jakie daje sprężenie:

• Zmniejszenie wysokości konstrukcyjnej

• Ograniczenie zarysowań

• Zmniejszenie ugięć

• Zwiększenie trwałości

• Oszczędności materiałowe

ałt główki