Betonowe konstrukcje sprężone w budownictwie ogólnym - ebook
Betonowe konstrukcje sprężone w budownictwie ogólnym - ebook
Niniejsza monografia prezentuje kompletną wiedzę nt. wyznaczania wpływu sprężenia cięgnami na naprężenia w betonie. Autorzy uściślili zasady, które mogłyby się wydawać powszechnie znane, ale które nie zostały jasno i ściśle ujęte w normach. Za podstawową zasadę uznano rozpatrywanie sprężenia jako sumy oddziaływań zakotwień (lub sił przyczepności przy końcach cięgien w strunobetonie) i poprzecznych nacisków cięgien sprężających. Dzięki temu udało się sformułować jednolitą teorię dotyczącą sprężonych elementów statycznie wyznaczalnych i hiperstatycznych. Wzory i zasady zawarte w normach okazują się szczególnymi przypadkami tej teorii. Jasno przedstawiono także rolę momentów i reakcji „wzbudzonych” w elementach statycznie niewyznaczalnych.
Podobnie jak w innych książkach autorstwa M. Knauffa i jego współpracowników bardzo dużą wagę nadano przykładom obliczeń. Książka zawiera także wykaz najważniejszych oznaczeń i spis tablic. Stosowano w niej, jeżeli było to możliwe, oznaczenia takie jak w normach PN-EN. Spis tablic może ułatwić znalezienie potrzebnych czytelnikowi algorytmów lub przepisów.
Kategoria: | Inżynieria i technika |
Zabezpieczenie: |
Watermark
|
ISBN: | 978-83-01-22075-4 |
Rozmiar pliku: | 15 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
DUŻE LITERY
_A_ – __ pole przekroju
_A__c_ – pole przekroju betonu
_A__cc_ – pole przekroju strefy ściskanej
_A__cs_ – pole przekroju sprowadzonego
_A__c_,eff – efektywne pole rozciągane
_A__p_ – __ pole przekroju stali sprężającej
_A__s_, _A__s_1, _A__s_2, _A__si_ – __ pole przekroju zgrupowanego zbrojenia, pole przekroju zbrojenia w pierwszej, drugiej, _i_-tej grupie
_A__sl_ – pole przekroju zbrojenia podłużnego dobrze zakotwionego na podporze
_A__s_,min – minimalne pole przekroju zbrojenia
_A__sw_ – __ pole przekroju poprzecznego jednego zestawu zbrojenia na ścinanie (np. dwóch strzemion, gdy zastosowano strzemiona podwójne)
_B_ – sztywność przekroju elementu zginanego
_B_I, _B_II – sztywność przekroju elementu zginanego w fazie I, w „czystej” fazie II
_E__c_ – __ moduł sprężystości betonu, ogólnie (w normach przyjmuje wartości _E__cm_ lub _E__c_,eff)
_E__c_1, _E__c_2 – moduły sprężystości części przekroju zespolonego
_E__c_,eff – __ efektywny (zależny od pełzania) moduł sprężystości betonu
_E__cm_ – średni moduł sprężystości betonu
_E__p_ – __ moduł sprężystości stali sprężającej
_E__s_ – moduł sprężystości stali
_F__s_ – __ siła w zbrojeniu rozciąganym
_F__s_0 – __ siła w zbrojeniu rozciąganym wyznaczona bez uwzględnienia wpływu sił poprzecznych
_F__t_ – siła, która powinno przenosić zbrojenie poprzeczne w styku półki ze środnikiem
_J_ (lub _I_) – moment bezwładności
_J__cs_ – __ moment bezwładności przekroju sprowadzonego względem osi przechodzącej przez jego środek ciężkości
_J_I, _J_II – moment bezwładności przekroju sprowadzonego w fazie I i w „czystej” fazie II
_M_ – __ moment zginający
_M__cr_ _–_ moment rysujący
_M__Ed_ (w _M__Sd_) – moment zginający wywołany obciążeniem obliczeniowym
_M__P_ – __ moment wywołany przez siłę sprężającą _P_ (w elementach statycznie wyznaczalnych _M__P_ = _Pz__cp_)
_M__qp_, _M__fr_, _M__char_ – moment zginający wywołany kombinacją obciążeń quasi stałą, częstą, charakterystyczną
_M__Rd_ – __ obliczeniowy moment graniczny miarodajny do sprawdzania SGN
_N_ – siła podłużna
_N__cr_ – siła rysująca
_N__Ed_ (w _N__Sd_) – siła podłużna wywołana obciążeniem obliczeniowym
_N__Rd_ – graniczna, obliczeniowa siła podłużna
_P_, _P_₀ – siła sprężająca w sensie ogólnym, początkowa wartość siły sprężającej
_P__d_ – __ wartość obliczeniowa siły sprężającej w SGN
_P__m_0 – średnia wartość siły sprężającej uszczuplonej o straty doraźne
_P__m∞_ – średnia wartość siły sprężającej uszczuplonej o straty doraźne i opóźnione
_P__m_,_t_(_x_) – średnia wartość siły sprężającej w punkcie _x_ rozpatrywana jako funkcja czasu
_RH_ – __ wilgotność względna
_S_ – moment statyczny
SGN – stan graniczny nośności (ULS – _ultimate limit state_)
SGU – stan graniczny użytkowalności (SLS – _serviceability limit state_)
_V_ – siła poprzeczna
_V__Ed_ (w _V__Sd_) – siła poprzeczna wywołana obciążeniem, miarodajna do sprawdzania SGN
_V__Ed_,0 – siła poprzeczna przy podporze
_V__Rd_ – graniczna siła poprzeczna miarodajna do sprawdzania SGN
_V__Rd_,_c_ (w _V__Rd_1) – graniczna siła poprzeczna na odcinkach nie wymagających zbrojenia na ścinanie
_V__Rd_,s (w _V__Rd_3) – graniczna siła poprzeczna ze względu na nośność zbrojenia poprzecznego
_V__R__d_max (w _V__Rd_2) – maksymalna, graniczna siła poprzeczna, osiągana przy wyczerpaniu nośności betonu na ściskanie
_W__g_, _W__d_ – wskaźnik wytrzymałości przekroju, górny i dolny
MAŁE LITERY
_a_ – __ odległość od wypadkowej siły w grupie prętów zbrojenia do krawędzi przekroju
_a_₁, _a_₂ – odległości od krawędzi przekroju do wypadkowej siły w prętach _A__s_1 lub _A__s_2
_a__p_ – wślizg szczęk w zakotwieniu
_b_ – szerokość przekroju
_b_eff – __ szerokość części płyty współpracującej z żebrem w przekroju teowym
_b__f_ – szerokość półki przekroju teowego
_b__w_ – __ szerokość przekroju, grubość środnika w przekroju teowym
_c_ – grubość otulenia zbrojenia
_c__c_ – grubość warstwy betonu ściskanego otaczającej cięgna sprężające
_c_min,_b_ – otulenie minimalne ze względu na przyczepność
_c_min,_dur_ – otulenie minimalne ze względu na trwałość
_c_nom – otulenie nominalne
_d_ – __ wysokość użyteczna
_e_₀ – mimośród siły _N_
_f_, _f_I, _f_II – __ ugięcie, ugięcie według teorii fazy I i według teorii fazy II
_f__c_, _f__ck_, _f__cd_, _f__cm_ – wytrzymałość betonu na ściskanie: w sensie ogólnym, wartość charakterystyczna, wartość obliczeniowa, wartość średnia
_f__ct_, _f__ctk_, _f__ctd_, _f__ctm_, _f__ct,sp_ – wytrzymałość betonu na rozciąganie: w sensie ogólnym, wartość charakterystyczna, wartość obliczeniowa, wartość średnia, wytrzymałość na rozciąganie przez rozłupywanie
_f__ct_,eff – __ efektywna wytrzymałość na rozciąganie
_f__bd_ – __ graniczne, obliczeniowe naprężenie przyczepności
_f__cs_ – __ ugięcie wywołane skurczem betonu
_f__M_ – ugięcie wywołane momentem _M_
_f__p_ – ugięcie wywołane sprężeniem
_f__y_ – granica plastyczności stali w sensie ogólnym,
_f__yk_, _f__yd_, _f__ywd_ – wartość charakterystyczna, wartość obliczeniowa granicy plastyczności stali, wartość obliczeniowa granicy plastyczności zbrojenia poprzecznego
_f__p_, _f__pk_, _f__p_0,1_k_, _f__pd_ – cechy stali sprężającej: wytrzymałość, wytrzymałość charakterystyczna, umowna 0,1% granica plastyczności, obliczeniowe naprężenie graniczne w SGN (obliczeniowa granica plastyczności)
_f__t_ – wytrzymałość stali
_h_ – __ wysokość przekroju, grubość płyty
_h_₀ – miarodajny wymiar przekroju
_h__c_,ef – wysokość efektywnego pola rozciąganego
_h__f_ – grubość półki przekroju teowego
_k_ – __ suma kątów niezamierzonych zakrzywień trasy na metr długości kabla
_k_ – graniczne naprężenie w betonie
_k_0_t_, _k_0_c_ – graniczne naprężenia w betonie w sytuacji początkowej, rozciągające (_t_) i ściskające (_c_)
_k__∞t_, _k__∞c_ – __ graniczne naprężenie w betonie w sytuacji trwałej, rozciągające (_t_) i ściskające (_c_)
_k_₁, _k_₂, _k__t_ – __ współczynniki stosowane do obliczania rozstawu i szerokości rys
_k__c_ – bezwymiarowy współczynnik, zależny od rozkładu naprężeń bezpośrednio przed i bezpośrednio po zarysowaniu
_k__h_ – __ współczynnik zależny od miarodajnego wymiaru przekroju
_k__t_ – __ współczynnik, stosunek średniego naprężenia w betonie do _f__ct_,eff
_l_, _l_eff – rozpiętość, rozpiętość efektywna
_l__b_,rqd – __ podstawowa, wymagana długość zakotwienia
_l__bd_ – __ obliczeniowa długość zakotwienia
_l_₀ – obliczeniowa długość zakładu
_l__bpd_ – długość zakotwienia w strunobetonie
_l__pt_ – podstawowa długość transmisji siły sprężającej w strunobetonie
_l_disp – __ długość dyspersji siły sprężającej w strunobetonie
_n_ – wykładnik potęgi we wzorach przedstawiających zależność _σ__c__-ε__c_
_n__Ed_ – __ względna wartość siły _N__Ed_ równa _N__E__d_/_bdf__cd_
_p_, _p_₁, _p_₂ – poprzeczny nacisk wywołany wypadkową siłą sprężającą na trasie zakrzywionej
_r_ – promień bezwładności przekroju, promień krzywizny
_r__g_, _r__d_ – promienie rdzenia przekroju, górny i dolny
_x_ – __ zasięg strefy, w której beton ulega skróceniu
_x_lim – graniczny zasięg strefy, w której beton ulega skróceniu
_x_₀ – odległość od bardziej ściskanej krawędzi przekroju do środka ciężkości przekroju sprowadzonego
_s_ – rozstaw prętów zbrojenia, rozstaw strzemion
_s_₀ – odstęp między prętami zbrojenia (mierzony w świetle)
_s__r_0 – długość strefy odprężenia wytworzonej przez pierwszą rysę
_s__r_,max – maksymalny rozstaw rys
_t_ – wiek betonu, czas
_t_0,_T_ – wiek betonu skorygowany ze względu na temperaturę
_t_₀ – zmodyfikowany wiek betonu wyznaczany w zależności od rodzaju cementu na podstawie _t_0,_T_
_v__Ed_ – obliczeniowe naprężenie styczne w przekroju kontrolnym przy sprawdzaniu na przebicie
_v__Rd,c_ – obliczeniowe, graniczne naprężenie styczne w przekroju kontrolnym w płycie bez zbrojenia na przebicie,
_v__Rd,cs_ – obliczeniowe, graniczne naprężeniem styczne w przekroju kontrolnym w płycie mającej zbrojenie na przebicie
_w__k_ – szerokość rys
_w_max – graniczna, maksymalna szerokość rys
_z_ – __ ramię sił wewnętrznych
_z__cp_ – mimośród siły sprężającej
DUŻE LITERY GRECKIE
Δ_P__Θ_ – strata siły sprężającej wywołana temperaturą w procesie produkcji strunobetonu
Δ_P__el_ – strata siły sprężającej wywołana sprężystym odkształceniem betonu
Δ_P__μ_ – strata siły sprężającej wywołana tarciem kabli o brzegi kanałów
Δ_P__r_ – strata siły sprężającej wywołana relaksacją stali sprężającej przed zespoleniem cięgien z betonem
Δ_P__sl_ – strata siły sprężającej wywołana odkształceniem w zakotwieniu
Δ_P__p_,_c+s+r_ – strata siły sprężającej wywołana pełzaniem (_creep_) i skurczem (_shrinkage_) betonu oraz relaksacją (_relaxation_) stali zachodzącą po przekazaniu siły sprężającej na beton
Δ_σ__p_ – przyrost naprężeń w cięgnach sprężających wywołany obciążeniem
MAŁE LITERY GRECKIE
_α_ – kąt pomiędzy wypadkową siłą sprężającą a osią sprężonego elementu, kąt nachylenia zbrojenia poprzecznego na ścinanie, współczynnik we wzorze dotyczącym ugięcia
_α__c_ – współczynnik liniowej, termicznej rozszerzalności betonu.
_α__cw_ – współczynnik do obliczania maksymalnej siły granicznej w krzyżulcach ściskanych, zależny od poziomu średnich naprężeń ściskających
_α__e_ lub _α__p_ – stosunek modułów sprężystości stali _E__s_ (lub stali sprężającej _E__p_) i betonu (_E__c_ albo _E__cm_)
_γ__C_ – współczynnik bezpieczeństwa stosowany do betonu
_γ__S_ – współczynnik bezpieczeństwa stosowany do stali
_ε_ – odkształcenie
_ε_₀ – odkształcenie wywołane skurczem betonu na poziomie środka ciężkości przekroju zespolonego
_ε__c_ – odkształcenie betonu
_ε__cm_ – średnie odkształcenie betonu
_ε__c_1, _ε__c_2, _ε__c_3 – najmniejsze odkształcenie (pierwsze odkształcenie graniczne), przy którym osiąga się wytrzymałość betonu
_ε__cu_1, _ε__cu_2_,_ _ε__cu_3 – ostateczne, graniczne odkształcenie betonu
_ε__cs_ – odkształcenie skurczowe (ogólnie)
_ε__cs_(_t_, _t__s_) – odkształcenie skurczowe w przedziale czasu od _t__s_ do _t_
_ε__cs,∞_ – końcowe, swobodne odkształcenie skurczowe niezbrojonego betonu
_ε__ca_(_t_) – skurcz autogeniczny
_ε__cd_(_t_) – skurcz spowodowany wysychaniem
_ε__cc_(_t_, _t_₀_)_ – odkształcenie pełzania betonu w wieku _t_ wywołane obciążeniem przyłożonym w wieku _t_₀
_ε__pd_ – najmniejsze odkształcenie, przy którym stal sprężająca osiąga obliczeniową granicę plastyczności (_ε__pd_ _= f__pd_ /_E__s_)
_ε__s_, _ε__si_ – odkształcenie zbrojenia, odkształcenie w _i-_tej warstwie zbrojenia
_ε__sm_ – średnie odkształcenie zbrojenia
_ε__yd_ – najmniejsze odkształcenie, przy którym stal osiąga obliczeniową granicę plastyczności (_ε__yd_ _= f__yd_ /_E__s_)
_ε__uk_, _ε__ud_ – graniczne odkształcenie stali – wartość charakterystyczna i wartość obliczeniowa
_ζ_ – względne ramię sił wewnętrznych (_ζ_ _= z_/_d_)
_η_ – współczynnik korygujący wytrzymałość obliczeniową betonu stosowany przy aproksymacji prostokątem wykresu naprężeń w betonie
_η__fi_ – współczynnik redukcji efektów oddziaływań stosowany do analizy sytuacji pożarowej
_θ_ – suma kątów od których zależy strata wywołana tarciem kabli o brzegi kanałów
_θ_ – kąt nachylenia wyimaginowanych krzyżulców ściskanych w punktach dotyczących ścinania
_θ__f_ – kąt nachylenia wyimaginowanych krzyżulców ściskanych przy sprawdzaniu ze względu na naprężenia styczne styku półki ze środnikiem
_κ_ – krzywizna (odwrotność promienia krzywizny _r_)
_κ_I, _κ_II – krzywizna w fazie I, w „czystej” fazie II
_λ_ – stosunek zasięgu strefy naprężeń ściskających do zasięgu strefy skróceń, stosowany przy aproksymacji prostokątem wykresu naprężeń w betonie
_μ_ – współczynnik tarcia
_μ__Ed_, _μ__Rd_ – względne momenty _M__Ed_ /(_bd_ __ ²_f__cd_) i _M__Rd_ /(_bd_ __ ²_f__cd_)
_ν_ – współczynnik redukcji wytrzymałości na ściskanie (współczynnik efektywności) w ukośnych krzyżulcach
_ν__Ed_ – średnie naprężenie styczne między półką i środnikiem na wybranym odcinku
_ν__Rd,s_ – graniczne naprężenie styczne między półką i środnikiem
_ξ_ – względny zasięg strefy, w której beton ulega skróceniu (_x_/_d_)
_ξ_lim – graniczna wartość _ξ_
_ρ_, _ρ_₁, _ρ_₂ – stopień zbrojenia
_ρ_min – minimalny stopień zbrojenia
_ρ__p_ – stopień zbrojenia sprężającego
_ρ__p_,eff – efektywny stopień zbrojenia
_ρ__w_,min – minimalny stopień zbrojenia poprzecznego
_ρ__l_ – stopień zbrojenia podłużnego
_σ_ – naprężenie normalne
_σ__c_ – naprężenie normalne w betonie
_σ__cp_ – średnie naprężenie normalne w betonie
_σ__cp_ – naprężenie ściskające wywołane sprężeniem
_σ__c_,_QP_ – naprężenie (dodatnie przy ściskaniu) w betonie (na poziomie wypadkowej siły sprężającej) wywołane sprężeniem początkowym oraz obciążeniami quasi-stałymi, które będą stale działać na element
_σ__s_, _σ__si_ – naprężenie w zbrojeniu, naprężenie w _i-_tej warstwie zbrojenia
_σ__sr_ – naprężenie w zbrojeniu, w przekroju zarysowanym, wywołane momentem rysującym lub siłą rysującą
_τ_, _τ__xy_ – naprężenie styczne
_ϕ_ __ (_t_, _t_₀) – współczynnik pełzania w wieku _t_ wywołany obciążeniem przyłożonym w wieku _t_₀
_ϕ_ __ (∞, _t_₀) – końcowy współczynnik pełzania (przy _t_ → ∞) wywołany obciążeniem przyłożonym w wieku _t_₀
_ϕ_₀ – symbol stosowany jako krótsze oznaczenie _ϕ_ __ (∞, _t_₀)
_φ_ – średnica pręta zbrojenia1.
WSTĘP
Książka jest monografią dotyczącą konstrukcji sprężonych, przeznaczoną dla inżynierów projektujących i realizujących te konstrukcje, nauczycieli akademickich i studentów wydziałów budowlanych wyższych uczelni. W tytule ograniczyliśmy zakres książki do konstrukcji w budownictwie ogólnym, które dziś projektuje się, stosując przede wszystkim część 1–1 Eurokodu 2. Do mostów oprócz tego stosuje się specyficzne dla nich zasady ujęte w odnośnych normach. Te zasady nie są w książce omawiane, a przykłady konstrukcji nie obejmują mostów. Niemniej jednak ze względu na wspólne podstawy norm europejskich również konstruktorzy mostów znajdą w książce wiele pożytecznych informacji.
_Konstrukcje sprężone w_ _budownictwie ogólnym_ są częścią serii książek dotyczących obliczania konstrukcji żelbetowych, opracowanych pod kierownictwem prof. Michała Knauffa, wydawanych przez PWN od roku 2012. W ostatnim wydaniu podstawowej w tej serii książki (M. Knauff, _Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2_, WN PWN, Warszawa 2018) znajduje się 90 stronicowy rozdział dotyczący obliczania konstrukcji sprężonych. Rozdział ten jest bardzo zwięzły i z tego powodu może być trudny do zrozumienia. Dlatego niniejszą książkę, znacznie obszerniejszą, uznaliśmy za potrzebną.
Część tekstu jest mocno oparta na książce z 2018 roku (liczne fragmenty są identyczne), ale i w tej części wprowadziliśmy niemało zmian rozszerzających, uściślających i udoskonalających sformułowania. Pozostała część (ponad 70% tekstu) jest nowa. W książce są stosowane zasady współczesnych norm europejskich. Liczne wzmianki dotyczą także norm używanych dawniej, a zwłaszcza polskiej normy z 2002 roku (wycofanej 31 grudnia 2020 r.).
Uważamy, że każdy, kto chce dziś przedstawić czytelnikom w kraju książkę dotyczącą konstrukcji sprężonych powinien mieć na uwadze bardzo obszerne dzieło A. Ajdukiewicza i J. Mamesa , . Przez wiele lat (a trzeba tu do lat, które upłynęły od roku 2004, w którym ukazało się pierwsze wydanie, dodać lata wcześniejsze, w których istniały poprzednie wersje książki) opracowanie to było podstawowym źródłem wiedzy polskich inżynierów i studentów i pozostaje nim obecnie. Pisząc naszą książkę, wiele czerpaliśmy z tego dzieła i im głębiej je studiowaliśmy, tym większy stawał się nasz szacunek dla jego autorów.
Nasza książka powstaje około 12 lat po ostatnim wydaniu dzieła Ajdukiewicza i Mamesa. Różnice co do metod obliczeń, które powstały w tym okresie, nie mają zasadniczego znaczenia, gdyż przez cały czas w użyciu pozostaje ta sama norma projektowania. Oczywiście pojawiły się nowe przepisy, jak na przykład szczegółowa norma dotycząca płyt kanałowych, która w nie mogła być uwzględniona. Niemniej jednak, stosując w projektowaniu algorytmy zawarte w obu książkach, o których tu mowa, powinno się na ogół otrzymywać takie same lub bardzo zbliżone wyniki.
_Konstrukcje sprężone w_ _budownictwie ogólnym_ to książka znacznie krótsza, a jej głównym tematem są obliczenia konstrukcji. Opisy metod realizacji i różnych rodzajów konstrukcji sprężonych w są znacznie bogatsze – w tej dziedzinie nie możemy tego dzieła zastąpić. Uważamy, że _Konstrukcje sprężone w_ _budownictwie ogólnym_ będą wyróżniać się jasnym i kompletnym sformułowaniem podstawowych zasad wyznaczania wpływu sprężenia na konstrukcje z betonu. Formułując te zasady, kierowaliśmy się ideami wyrażonymi w dwóch mottach na początku książki.
Kompletną teorię dotyczącą wyznaczania wpływu sprężenia cięgnami na naprężenia w betonie, obejmującą również elementy statycznie niewyznaczalne, przedstawiliśmy w rozdziale 6. Ulepszyliśmy i uściśliliśmy zasady, które mogłyby się wydawać powszechnie znane, a przecież nie zostały jasno i ściśle ujęte w stosowanych dziś w Polsce normach. Uważamy, że przedstawione we wspomnianym rozdziale ujęcie teorii przyczynia się do lepszego zrozumienia istotnych cech konstrukcji sprężonych. Za podstawową zasadę uznaliśmy rozpatrywanie sprężenia jako sumy oddziaływań zakotwień (lub sił przyczepności przy końcach cięgien w strunobetonie) i poprzecznych nacisków cięgien sprężających. Dzięki temu udało się sformułować jednolitą teorię dotyczącą sprężonych elementów statycznie wyznaczalnych i hiperstatycznych. Wzory i zasady zawarte w normach okazują się szczególnymi przypadkami tej teorii. Jasno przedstawiliśmy także rolę momentów i reakcji „wzbudzonych” w elementach statycznie niewyznaczalnych. Treść tego rozdziału powinna usatysfakcjonować tych konstruktorów, którzy pragną opierać swoją pracę nie tylko na dokładnym stosowaniu przepisów, ale także na jak najpełniejszym zrozumieniu istoty zagadnień.
W wielu opracowaniach naukowych i w nieaktualnych dziś normach znaczną wagę przywiązuje się do klasyfikacji konstrukcji sprężonych ze względu na poziom sprężenia. Tak na przykład w podstawowej w Polsce książce A. Ajdukiewicza i J. Mamesa , rozróżnia się cztery poziomy (kategorie) sprężenia: sprężenie super-pełne, pełne, ograniczone i częściowe. Kategorie rysoodporności występowały także w polskich normach po roku 1976 ( i ) do czasu wprowadzenia norm opartych na normach europejskich. W rozdziale 8 książki omówiliśmy ewolucję polskich norm projektowania konstrukcji sprężonych, biorąc pod uwagę przede wszystkim zmiany przepisów dotyczących poziomu granicznych naprężeń rozciągających w betonie.
W aktualnej normie europejskiej (także w polskiej normie z 2002 r.) nie występują kategorie rysoodporności ani żadna inna klasyfikacja związana z wymaganiami dotyczącymi poziomu sprężenia. Nie występuje również popularna w publikacjach nazwa „konstrukcje częściowo sprężone”. Według normy siła sprężająca, która ma zapewnić spełnienie wymagań związanych z użytecznością konstrukcji, zależy od granicznej szerokości rys, granicznych naprężeń w betonie i ewentualnie od wymagania dekompresji. Poziom tych wymagań zależy od klasy ekspozycji ze względu na oddziaływanie środowiska. Taki system wymagań jest bardziej złożony od systemów stosowanych dawniej (opartych na naprężeniach dopuszczalnych i (lub) kategoriach rysoodporności), ale jest jawnie związany z potrzebą uniknięcia niepożądanych zjawisk (np. nadmiernej szerokości rys). Oczywiście, różnym kombinacjom powyższych wymagań można by nadać nazwy i oprzeć na tych nazwach jakąś klasyfikację, ale tego w normie nie zrobiono. Naszym zdaniem taka klasyfikacja wprowadziłaby dalsze komplikacje w opis zagadnienia, które i tak jest objęte złożonymi przepisami. Aktualny system wymagań jest mniej przejrzysty niż dawniej, ale lepiej powiązany z realnymi zjawiskami.
W książce stosujemy takie zasady jak w normie – nie rozróżniamy zatem żadnych klas ani kategorii ze względu na intensywność sprężenia, chociaż niekiedy stosujemy określenie „konstrukcje częściowo sprężone”. Zasady dotyczące SGU, chociaż już nie nowe, z pewnym trudem docierają do świadomości projektantów. Zresztą daleko tym zasadom do pełnej jasności. Dlatego poświęciliśmy im wiele uwagi: w rozdziale 8 omówiliśmy je na tle metod stosowanych w Polsce od 1957 roku do dzisiaj i zilustrowaliśmy przykładami w rozdziale 9.
W rozdziałach 8 i 9 stwierdziliśmy, że znormalizowany system wymagań nie jest całkiem doskonały. W rozdziale 8 omówiliśmy zwięźle niedoskonałości polskiej normy z 2002 roku.
Teoria konstrukcji sprężonych związana ze stosowaniem wycofanej dziś metody naprężeń dopuszczalnych osiągnęła niegdyś wysoki poziom doskonałości. Wprowadzenie norm opartych na koncepcji stanów granicznych i dopuszczenie do stosowania konstrukcji sprężonych, które pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych mogą być zarysowane, spowodowało, że opracowane dawniej metody nie mogą być dziś stosowane bez zmian. Niemniej jednak istotna część nagromadzonej dawniej wiedzy po aktualizacji nadal może znaleźć zastosowanie. Mamy nadzieję, że w książce udało się nam połączyć tę wiedzę z wiedzą nowszą w jeden spójny system.
Podobnie jak w innych książkach autorstwa M. Knauffa i jego współpracowników bardzo dużą wagę nadaliśmy przykładom obliczeń. W książce zamieściliśmy dwa rodzaje przykładów. W tekście rozdziałów 7–18 występują krótkie przykłady ilustrujące poszczególne punkty teorii. Rozdziały 20 i 21 zawierają STUDIA PROJEKTOWE dotyczące wybranych, współcześnie stosowanych konstrukcji sprężonych. W rozdziale 20 przedstawiliśmy analizę kilku wariantów, na przykład zastosowanie zasady pełnego sprężenia lub sprężenia częściowego. W rozdziale 21 zamieściliśmy obliczenia sprężonego stropu bezbelkowego. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom tych czytelników, którzy starają się zrozumieć mechanizm działania konstrukcji, nie stosowaliśmy specjalistycznego oprogramowania służącego do projektowania takich stropów, lecz całe obliczenia przedstawiliśmy w jawnej formie. Książka zawiera wykaz najważniejszych oznaczeń i spis tablic. Stosowaliśmy w niej, jeżeli było to możliwe, oznaczenia takie jak w normach PN-EN. Spis tablic może ułatwić znalezienie potrzebnych czytelnikowi algorytmów lub przepisów.
Podziękowania
Te wstępne uwagi pragniemy zakończyć podziękowaniami dla firm i osób, które udostępniły nam niektóre fotografie zamieszczone w książce (kolejność alfabetyczna): Freyssinet Polska, Pekabex, Strunobet-Migacz. Odrębne podziękowania należą się dr inż. Agnieszce Golubińskiej, która, opierając się na bogatej praktyce w projektowaniu wież, opracowała część rozdziału 18 i konsultowała jego całość.