ÿþP r a c a n a u k o w a f i n a n s o w a n a z e [r o d k ó w K B K w l a t a c h 2 0 0 2 / 2 0 0 4 j a k o p r o j e k t b a d a w c z y
K o m e n t a r z n a u k o w y d o P N - B - 0 3 2 6 4 : 2 0 0 2
K o n s t r u k c j e b e t o n o w e , |e l b e t o w e i s p r |o n e
C z [ p o d s t a w o w a
I n s t y t u t T e c h n i k i B u d o w l a n e j , W a r s z a w a , m a r z e c 2 0 0 4
S t a n i s Ba w K u [*
Z b i g n i e w P l e w a k o * *
W Y M A G A N I A D O T Y C Z C E P R O J E K T O W A N I A K O N S T R U K C J I
S P R {O N Y C H
1 . W p r o w a d z e n i e
1 . 1 . D u a l i s t y c z n y c h a r a k t e r s p r |a n i a
I s t o t r e f e r a t u j e s t s p o j r z e n i e n a u s t a l e n i a r o z d z i a Bó w 7 i 8 . 2 n o r m y P N - 0 2 z p u n k t u
w i d z e n i a i c h p r z y d a t n o [c i d o p r o j e k t o w a n i a k o n s t r u k c j i s p r |o n y c h i s p r a w d z a n i a w y m a g a D
s t a n ó w g r a n i c z n y c h u |y t k o w a l n o [c i i n o [n o [c i , o r a z z w r ó c e n i e u w a g i n a d u a l i s t y c z n y
c h a r a k t e r s p r |a n i a . D z i a Ba n i e t o r a z j e s t p o s t r o n i e o b c i |e D j a k o r a c j o n a l n e o d d z i a By w a n i e
z e w n t r z n e . W d r u g i m p r z y p a d k u , p o p r z e j [c i u d o f a z y d e k o m p r e s j i i z a r y s o w a n i a w b e t o n i e
s t a l , s p r |a j c a j e s t z w y k By m z b r o j e n i e m p r z e n o s z c y m r o z c i g a n i a , c h o p o z o s t a w i a j c y m
r e l i k t y s w o j e g o i s t n i e n i a p r z y o b l i c z e n i u n o [n o [c i n a [c i n a n i e , n a p r z e b i c i e i n a s k r c a n i e w
p o s t a c i k o r z y s t n y c h n a p r |e D o s i o w y c h Ãc p . Z w y k By m , a l e s z c z e g ó l n y m , g d y | 5 k r o t n i e
w y |s z a w y t r z y m a Bo [ p r z y t y m s a m y m m o d u l e s p r |y s t o [c i n i e m o g Ba b y b y w y k o r z y s t a n a
b e z w s t p n e g o n a c i g u .
D r u g i m c e l e m r e f e r a t u j e s t w y k a z a n i e , |e k s z t a Bt o w a n i e p r z e k r o j u s p r |o n e g o i
d o b i e r a n i e j e g o p r o p o r c j i n a p o d s t a w i e w y m a g a D r ó w n o w a g i s i B z e w n t r z n y c h i s i B
w e w n t r z n y c h w w p r z e k r o j u w s t a n i e g r a n i c z n y m n o [n o [c i i p r o s t o k t n e g o w y k r e s u j e s t
*
P r o f . d r h a b . i n |. P o l i t e c h n i k a R z e s z o w s k a
* *
D r i n |. P o l i t e c h n i k a R z e s z o w s k a
z n a c z n i e p r o s t s z e i w y g o d n i e j s z e w p r o j e k t o w a n i u n i | r ó w n i e a r b i t r a l n e z a Bo |e n i e
g r a n i c z n y c h o d k s z t a Bc e D µc u t d" 3 , 5 0 a w s t a l i µp u l t d" 1 0 0 . R ó w n o c z e [n i e f i n a l n e w a r t o [c i
s b a r d z o z b l i |o n e i n i e w i e l e s i r ó |n i , p r a k t y c z n i e n i e w p By w a j n a w y m i a r y k o n s t r u k c j i .
I l u s t r a c j t e g o d u a l i z m u j e s t w y k r e s z m i e n n o [c i s i By w c i g n a c h s p r |a j c y c h w c z a s i e
s p r |a n i a i u |y t k o w a n i a k o n s t r u k c j i s p r |o n e j w c z a s i e , p r z e d s t a w i o n y n a R y s . 1 .
P
F p k
ñø 0 , 8 0 f p k F p k
Ãp 0 , m a x d" n o [n o [
òø0 , 9 0 f
p 0 , 1 k
óø c h a r a k t e r y s t y c z n a
S t r a t y w Ba s n e s i Bo w n i k ó w n a c i g o w y c h
P 0
"P ( x ) s t r a t y t a r c i a
µ
ñø 0 , 7 5 f p k
Ãp m 0 d"
òø0 , 8 5 f
p 0 , 1 k
óø
"P s l s t r a t y p o [l i z g u w z a k o t w i e n i u
"P c s t r a t y s p r |y s t e n o [n o [ o b l i c z e n i o w a
P m , 0
( t y l k o p r z y k o l e j n y m n a c i g u c i g i e n ) ( z e r w a n i e c i g i e n )
S y t u a c j a p o c z t k o w a
"P t ( t 1 )
F = 0 , 9 / 1 , 2 5 f A = 0 , 7 2 F
p d p k p . p k
s t r a t y r e l a k s a c j i
c i g i e n , s k u r c z u i
z a r y s o w a n i e p r z e k r o j u
p e Bz a n i a b e t o n u
( w c z a s i e t )
1
Ãp m t d" 0 , 6 5 f p k
P m , t
n a c i g c i g i e n
s p r |a j c y c h
k o t w i e n i e c i g i e n
b e t o n o w a n i e
s p r |a j c y c h
e l e m e n t u
t t t ’! "
0 1
R y s . 1 . Z m i a n y s i By w c i g n a c h s p r |a j c y c h w c z a s i e
P o k a z u j e o n a k o l e j n e f a z y |y c i a k o n s t r u k c j i s p r |o n e j o d c h w i l i w s t p n e g o n a c i g u c i g i e n
a | d o u z y s k a n i a p r z e z n i e w y t r z y m a Bo [c i c h a r a k t e r y s t y c z n e j w c h w i l i s t a n u g r a n i c z n e g o
n o [n o [c i .
T e f a z y t o :
- w s t p n y n a c i g d o s i By P 0 d" 0 , 8 F p k ,
- s t r a t y d o r a zn e o d p o [l i z g u c i g i e n w z a k o t w i e n i a c h o d c z [c i o w e j r e l a k s a c j i c i g i e n ,
s t r a t y t a r c i a i s t r a t y s p r |y s t e s t a n o w i c r a z e m o k o Bo 1 0 % n a c i g u ,
- s t r a t y r e o l o g i c z n e c z y l i o p ó zn i o n e s p o w o d o w a n e p e Bz a n i e m i s k u r c z e m b e t o n u w
c z a s i e w y n o s z c e Bc z n i e d o 2 5 - 3 0 % p o c z t k o w e g o n a c i g u .
0
d o r a zn e
"
P s t r a t y
W z r o s t o b c i |e n i a
t
r e o l o g i c z n e
( o p ó zn i o n e )
"
P ( t ) s t r a t y
S y t u a c j a p o c z t k o w a
S y t u a c j a t r w a Ba
D o p r o w a d z a j o n e Bc z n i e d o w a r t o [c i s i By w c i g n a c h :
P p m t d" 0 , 6 5 F p k ( 1 )
p o d o s t a t e c z n i e d Bu g i m o k r e s i e c z a s u .
A l e j e |e l i d o p u s z c z a s i d o p o j a w i e n i a s i r y s y w b e t o n i e o d o p u s z c z a l n e j r o z w a r t o [c i
w k = 0 , 2 m m , t o n a s t p u j e s k o k n a p r |e D i o d k s z t a Bc e D w s t a l i s p r |a j c e j i o d t e j c h w i l i
p r z e k r ó j p r a c u j e j a k o |e l b e t o w y , a c i g n o s t a j e s i z b r o j e n i e m .
J a k w i d a z r y s u n k u 1 w a r t o [ o b l i c z e n i o w e j n o [n o [c i c i g i e n n a z e r w a n i e w y n o s i
w g P N - 0 2 :
0 , 9 f p k
F p d = A p = 0 , 7 2 F p k ( 2 )
1 , 2 5
N i e w i e l e w i c r ó |n i s i o d o g r a n i c z e D n a p r |e D P m t . Z n a j o m o [ g l o b a l n e g o w s p ó Bc z y n n i k a
b e z p i e c z e Ds t w a j e s t i s t o t n a w s y t u a c j i o c e n y b e z p i e c z e Ds t w a k o n s t r u k c j i i s t n i e j c y c h , k i e d y
g l o b a l n y w s p ó Bc z y n n i k b e z p i e c z e Ds t w a d e c y d u j e o j e j Bc z n e j s y n t e t y c z n e j o c e n i e
n i e z a w o d n o [c i , a n i e t y l k o c z [c i o w e w s p ó Bc z y n n i k i ³Q i ³M z w i z a n e z o b c i |e n i e m i
m a t e r i a Ba m i . Z n a j o m o [ g l o b a l n e g o w s p ó Bc z y n n i k a b e z p i e c z e Ds t w a p o z a r y s o w a n i u , a w
c z a s i e z a Ba m a n i a s i p r z y b a d a n i u d o z n i s z c z e n i a j e s t r ó w n i e | n i e z b d n e d l a o c e n y n o [n o [c i
k o n s t r u k c j i .
2 . Z m i a n y d o t y c z c e p r o j e k t o w a n i a i o b l i c z a n i a k o n s t r u k c j i s p r |o n y c h .
2 . 1 . Z m i a n y t e o d n o s i m y d o n o r m y P N - B - 0 3 2 6 4 z r o k u 2 0 0 2 , w s k r ó c i e ( P N - 0 2 ) w
p o r ó w n a n i u d o n o r m z l a t 1 9 7 6 i 1 9 8 4 . D o t y c h c z a s s t o s o w a n e m e t o d y o b l i c z e D
w y k a z a By p e Bn e b e z p i e c z e Ds t w o i t r w a Bo [ k o n s t r u k c j i s p r |o n y c h , c o o z n a c z a , |e
u s t a l o n e k o l e j n y m i n o r m a m i i w a r u n k a m i t e c h n i c z n y m i w y m a g a n i a s w y s t a r c z a j c e
d l a i c h t r w a Bo [c i . B y By o c z y w i [c i e w o k r e s i e 5 0 l a t p r z y p a d k i a w a r y j n e , j e d n a k i c h
p r z y c z y n z a w s z e b y By k o n k r e t n e p r z e k r o c z e n i a w y m a g a D, z w Ba s z c z a w z a k r e s i e
o c h r o n y p r z e d k o r o z j . O z n a c z a t o r ó w n i e |, |e w i e l e d o t y c h c z a s w y d a n y c h
p o d r c z n i k ó w , c z y p o r a d n i k ó w p r o j e k t a n t a l u b i n |y n i e r a b u d o w l a n e g o z a c h o w u j e
s w o j w a r t o [ m e r y t o r y c z n . W a r t o j e d n a k z w r ó c i u w a g n a z m i a n y , j a k i e d o k o n a By
s i w w y m i e n i o n y m o k r e s i e . S o n e n a s t p u j c e :
" Z m i a n a s y s t e m u o z n a c z e D, t o z n a c z y z m i a n a p o p r z e d n i e g o s y s t e m u p o c h o d z e n i a
n i e m i e c k o - r o s y j s k i e g o n a s y s t e m a n g l o s a s k i ( p r z e k r ó j A z a m i a s t F , f c k
z a m i a s t R w , i n d e k s d o t y c z c y s p r |e n i a p z a m i a s t v , r o z w a r c i e r y s w
z a m i a s t a f , s i Ba s p r |a j c a P z o d p o w i e d n i m i n d e k s e m z a m i a s t N v i t d . ) .
" Z m i a n a s y s t e m u j e d n o s t e k C G S n a s y s t e m S I ( n a p r |e n i a w N / m m 2 = M P a , z a m i a s t
k G / c m 2 , i t d . ) .
" Z m i a n a s y s t e m u g l o b a l n e g o w s p ó Bc z y n n i k a b e z p i e c z e Ds t w a , n a c z [c i o w e
w s p ó Bc z y n n i k i b e z p i e c z e Ds t w a d l a o b c i |e D i d l a m a t e r i a Bó w w r a z z o b n i |e n i e m
w a r t o [c i t e g o w s p ó Bc z y n n i k a . O i l e p o p r z e d n i o w y n o s i B o n s e" 2 , 0 ( M n > 2 , 0 M g l u b
M n e" 1 , 8 M g + 2 , 2 M p ) a n a w e t w m o s t a c h p r z y o b c i |e n i u z a s a d n i c z y m s e" 2 , 5 ( M n b
e" 2 , 5 M ( g + p ) ) , g d z i e i n d e k s y m o m e n t ó w o z n a c z a j : g o b c i |e n i e s t a Be , a p
o b c i |e n i e u |y t k o w e , t o o b e c n i e p r z y e u r o p e j s k i c h w s p ó Bc z y n n i k a c h ³f = 1 , 3 5 d l a
o b c i |e D s t a By c h i ³f = 1 , 5 d l a o b c i |e D z m i e n n y c h , o t r z y m u j e m y g l o b a l n y
w s p ó Bc z y n n i k b e z p i e c z e Ds t w a w s t a l i s p r |a j c e j :
1 , 3 5 1 , 5
s = Å"1 , 1 5 = 1 , 7 2 l u b s = Å"1 , 1 5 = 1 , 9 2
0 , 9 0 , 9
W P o l s c e , p r z y p o z o s t a w i e n i u w a r t o [c i ³f = 1 , 1 i ³f = ( 1 , 2 ÷ 1 , 3 ) t e g l o b a l n e
w s p ó Bc z y n n i k i z m n i e j s z a j s i d o :
1 , 1 1 , 3
s = Å"1 , 2 5 = 1 , 5 2 l u b s = Å"1 , 2 5 = 1 , 8
0 , 9 0 , 9
W s p ó Bc z y n n i k 0 , 9 j e s t u o g ó l n i o n y m s p r o w a d z e n i e m w y t r z y m a Bo [c i s t a l i s p r |a j c e j
f p k d o u m o w n e j g r a n i c y p l a s t y c z n o [c i f p 0 , 1 k z g o d n i e z r y s . 1 . P o g l d n a o b n i |e n i e
g l o b a l n e g o w s p ó Bc z y n n i k a b e z p i e c z e Ds t w a d a j e r ó w n i e | p o r ó w n a n i e w a r t o [c i
t r w a By c h n a p r |e D w s t a l i s p r |a j c e j :
ëø 1 öø
Ãp m t d" 0 , 6 5 f p k ìøs = = 1 , 5 3 ÷ø ( 3 )
0 , 6 5
íø øø
i p o p r z e d n i e j w a r t o [c i :
ëø 1 öø
Ãp m t d" 0 , 5 5 f p k s = = 1 , 8 2 ( 4 )
ìø ÷ø
0 , 5 5
íø øø
S Bu s z n e j e s t w i c p o d n i e s i e n i e c z [c i o w y c h w s p ó Bc z y n n i k ó w b e z p i e c z e Ds t w a p o
s t r o n i e o b c i |e D ( ³f = 1 , 3 5 ÷ 1 , 5 0 ) a o b n i |e n i e w s t a l i d o ³s = 1 , 1 5 .
P r z e c i w n z m i a n n a t o m i a s t , z e w z g l d u n a z n a c z n i e w i k s z y w s p ó Bc z y n n i k
z m i e n n o [c i w y t r z y m a Bo [c i b e t o n u n i | w y t r z y m a Bo [c i s t a l i w p r o w a d z o n o w s t o s u n k u
d o b e t o n u :
³c = 1 , 5 > ³b = 1 , 3
d o d a t k o w o j e s z c z e w p r o w a d z a j c ±c c = 0 , 8 5 d l a k o n s t r u k c j i o w y j t k o w y m
z n a c z e n i u . J e s t t o n i e w t p l i w i e z g o d n e z d o [w i a d c z e n i e m , |e p r a w i e w s z y s t k i e
k o n s t r u k c j e s p r |o n e o b c i |o n e d o z a Ba m a n i a n i s z c z s i n a s k u t e k z g n i o t u b e t o n u ,
a n i e z e r w a n i a s t a l i .
W p r o w a d z e n i e w y m a g a D P N - E N 1 9 9 0 : 2 0 0 4 E u r o c o d e P o d s t a w y p r o j e k t o w a n i a
k o n s t r u k c j i w p o s t a c i z a l e |n o [c i n a s u m o d d z i a By w a D E d :
E d = G + ³Q , 1 È0 , 1 Q k , 1 + È0 , j Q k , j
"³G "³Q , j
g d z i e :
G o b c i |e n i e s t a Be
Q j k o l e j n e o b c i |e n i a z m i e n n e
³G = 1 , 3 5 ³Q = 1 , 5 0 È0 , j = 0 , 7
p r o w a d z i d o z a s a d n i c z e g o z r ó |n i c o w a n i a g l o b a l n e g o w s p ó Bc z y n n i k a n i e z a w o d n o [c i w
Q
f u n k c j i s t o s u n k u , o r a z d l a b e t o n u i s t a l i . I t a k d l a j e d n e g o o b c i |e n i a Q 1
G
o t r z y m u j e m y :
E d = 1 , 3 5 G + 0 , 7 × 1 , 5 Q = s 0 G
Q
W t e d y , g d y 0 <