projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych
DESCRIPTION
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Wydział Inżynierii Lądowej. Koło Naukowe Konstrukcji Sprężonych. Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych. Autor: Paulina Wójcik Opiekun naukowy : dr inż. Rafał Szydłowski. Jak to działa?. Jak to działa?. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/1.jpg)
Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych
Koło Naukowe Konstrukcji Sprężonych
Politechnika Krakowska im. Tadeusza KościuszkiWydział Inżynierii Lądowej
Autor: Paulina Wójcik
Opiekun naukowy : dr inż. Rafał Szydłowski
![Page 2: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/2.jpg)
Jak to działa?
![Page 3: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/3.jpg)
Jak to działa?
Moment w przekroju A-A na 1 metr szerokości przekroju:
Całkowity moment na łącznej szerokości stropu:
Obciążenie wywierane przez deski na każdą z belek:
8
21lwm
8
21
2
llwM f
2/1wlp
wl1/2 wl1/2
![Page 4: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/4.jpg)
Jak to działa?
Moment w przekroju B-B w jednej belce:
Całkowity moment w obu belkach:
82
221
1
llwM b
8
22
1
llwM
![Page 5: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/5.jpg)
Jak to działa?
8
21
2
llwM
8
22
1
llwM
![Page 6: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/6.jpg)
Rodzaje stropów płytowo-słupowych
Czysta forma płyta-słup : 4,5 – 6 m Strop kasetonowy: 7,5 – 12 m
Strop grzybkowy: 5– 10 m Strop z pogrubieniami w pasach podparcia
![Page 7: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/7.jpg)
Stropy sprężone
Stosunek rozpiętości do grubości płyty może wynosić 30-50
![Page 8: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/8.jpg)
Działanie sprężenia
![Page 9: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/9.jpg)
Zalety i wady płaskich stropów sprężonych cięgnami bez przyczepności
zwiększenie, w porównaniu do stropów żelbetowych, rozpiętości przęseł nawet do kilkunastu metrów
mniejsze grubości stropu redukcja siły przebijającej zwiększona sztywność i
rysoodporność ograniczone straty od tarcia większe wartości siły sprężającej i
jej bardziej równomierny rozkład na długości cięgna
możliwość wymiany kabli
konieczna większa precyzja wykonania
uszkodzenie cięgna powoduje spadek siły na całej jego długości
niezależność odkształceń stali i betonu, co niesie za sobą trudności obliczeniowe
większa zdolność do deformacji cięgien
![Page 10: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/10.jpg)
Wstępne kształtowanie
rozplanowanie stropu• rozpiętość przęseł skrajnych równa 0.8÷0.9 rozpiętości przęseł środkowych• przedłużenie obrysu stropu poza krawędź słupów zewnętrznych• dobór układu podpór w jak najmniejszym stopniu ograniczający poziome
odkształcenia stropu grubość płyty• spełnienie warunków nośności oraz ugięć• zależna od rozpiętości przęseł i zadanego obciążenia
![Page 11: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/11.jpg)
Wyznaczenie ilości i profili cięgien
![Page 12: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/12.jpg)
Wyznaczenie ilości i profili cięgien
Obciążenie w 100% jest przenoszone w obu kierunkach
![Page 13: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/13.jpg)
Trasowanie cięgien
![Page 14: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/14.jpg)
Trasowanie cięgien w przekroju podłużnym
Zakłada się paraboliczne profile kabli sprężających o kształcie odpowiadającym przebiegowi wykresu momentów zginających od obciążeń stałych. Proces kształtowania odbywa się w 3 etapach:
1. Przyjęcie maksymalnego mimośrodu w obszarach podpór pośrednich i w przekrojach maksymalnych momentów przęsłowych oraz zerowy mimośród dla podpór skrajnych.
![Page 15: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/15.jpg)
Trasowanie cięgien w przekroju podłużnym
2. Na podstawie równania trasy swobodnego zwisu cięgna oraz warunku wykorzystania maksymalnej strzałki ugięcia dla przęsła o największym momencie zginającym dobierana jest wartość siły sprężającej i na jej podstawie określane zostają mimośrody w pozostałych przęsłach.
3. W obszarach podpór pośrednich, na długości 0.1l po obu stronach podpory teoretyczne profile cięgien zostają wygładzone.
![Page 16: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/16.jpg)
Trasowanie cięgien
Dla wyznaczonej liczby kabli sprężających dokonujemy ich rozkładu na rzucie stropu
W pasmach słupowych kable rozmieszczamy na jego szerokości
W pasmach płytowych kable są rozkładane na metr szerokości
![Page 17: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/17.jpg)
Trasowanie w rzucie stropu
Kable powinny być rozmieszczane w taki sposób, aby:przynajmniej 50% zbrojenia znajdowało się w pasmach słupowych minimum 2 kable przebiegały przez obrys słupa, lub w odległości nie
większej niż 0.5h od jego krawędzi maksymalny rozstaw w pasmach słupowych nie przekraczał czterokrotnej
grubości płyty, natomiast w pasmach środkowych nie powinien być większy niż jej sześciokrotna grubość
![Page 18: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/18.jpg)
Obciążenie równoważne
Na podstawie tak dobranych profili cięgien oraz wartości siły sprężającej określa się, na podstawie metody obciążeń równoważnych, siły generowane przez sprężenie. Należą do nich: Siły działające na długości cięgna
Siły i momenty w strefach zakotwień
![Page 19: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/19.jpg)
Naprężenia dopuszczalne
włókna górne włókna dolne
Tab.1 Dopuszczalne naprężenia w stropach płaskich
![Page 20: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/20.jpg)
Zarysowanie i zbrojenie minimalne
stosowane są wymagania jak w przypadku elementów żelbetowych nie uwzględnia się wpływu cięgien bez przyczepności na szerokość i rozstaw
rys konieczne jest umieszczenie w strefie rozciąganej zbrojenia zwykłego w ilości
odpowiadającej stopniowi zbrojenia 0,13%-długość większa niż 1/6 rozpiętości przęsła - rozmieszczane na obszarze oddalonym o 1.5h od lica słupa- w rozstawie nie większym niż 30cm-minimum 4 pręty w każdym z kierunków
-długość większa niż 1/3 rozpiętości przęsła- rozłożone równomiernie
![Page 21: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/21.jpg)
Ugięcia
o wartości ugięć decyduje przede wszystkim wielkość obciążenia użytkowego brak przyczepności cięgien uwzględniany jest poprzez wprowadzenie zastępczego modułu sprężystości stali sprężającej o wartości 0.67Epmoment bezwładności przekroju obliczany jest przy uwzględnieniu osłabienia przekroju kanałami kablowymi
![Page 22: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/22.jpg)
Zginanie
W stanach granicznych nośności w elementach sprężanych kablami bez przyczepności przyrost naprężeń w cięgnach należy obliczać jako efekt odkształcenia całego elementu. W uproszczeniu można przyjąć, że przyrost naprężeń w stali sprężającej wynosi ∆σp,ULS=100 MPa. Stąd wartość siły sprężającej przyjmowana jest jako:
Zgodnie z EC2 należy wykazać, że w elementach sprężonych cięgnami bez przyczepności, moment niszczący jest większy o 15% niż moment rysujący.
![Page 23: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/23.jpg)
Przebicie
Przy obliczaniu przebicia w elementach sprężonych kablami o zakrzywionej trasie uwzględnia się korzystny wpływ składowych siły sprężającej. składowa pionowa, uwzględniana w obciążeniu równoważnym, w znacznym
stopniu redukuje poprzeczne oddziaływania w obszarach podporowych składowa pozioma, uwzględniana w normowym wzorze, zwiększa nośność
elementu na przebicie
![Page 24: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/24.jpg)
Przebicie
przyjęcie zbrojenia na przebicie w postaci prętów odgiętych, stalowych trzpieni lub strzemion
zaprojektowanie dodatkowych pasm lub belek położonych wzdłuż linii słupów
zwiększenie wymiarów słupów lub grubości stropu oraz, w celu poprawienia nośności słupów skrajnych, przedłużenie stropu poza krawędź słupów
zwiększenie wysokości stropu w obszarach podpór poprzez zastosowanie głowic lub drop paneli
![Page 25: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/25.jpg)
Przykłady realizacji
Platinum Towers w WarszawieWykonawca: Hochtief PolskaProjekt: Freyssinet PolskaRealizacja: 2008-2009 r.
![Page 26: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/26.jpg)
Przykłady realizacji
Galeria Niwa w OświęcimiuRealizacja : 2009 r.
![Page 27: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/27.jpg)
Przykłady realizacji
Wydział Nauk SpołecznychUniwersytet GdańskiRealizacja: 2009 r.
![Page 28: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/28.jpg)
Przykłady realizacji
Małopolskie Laboratorium Budownictwa Energooszczędnego
![Page 29: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/29.jpg)
Podsumowanie i wnioski końcowe
poprzez wykorzystanie sprężenia w znaczący sposób redukowane są oddziaływania ścinające w obrębie słupów i ugięcia mające istotne znaczenie w przypadku projektowania tradycyjnych stropów płaskich.
wskutek tego możliwe jest kształtowanie stropów o większych rozpiętościach i mniejszej wysokości, a co za tym idzie o zredukowanym ciężarze własnym.
dzięki powyższym korzyściom stropy tego typu zaczynają się cieszyć coraz większym zainteresowaniem zarówno za granicą jak i w Polsce.
obecnie realizowane obiekty tego typu obliczane są najczęściej przy pomocy specjalistycznych programów umożliwiających modelowanie konstrukcji i obciążeń, jak również tras i profili cięgien sprężających. Konieczna jest jednak weryfikacja otrzymanych w ten sposób wyników, dlatego też, w celu poznania zasad ich pracy oraz metod obliczania konieczne jest ciągłe poszerzanie wiedzy poprzez kolejne realizacje, analizy i projekty.
![Page 30: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/30.jpg)
Literetura
[1] PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2, Projektowanie konstrukcji z betonu Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków
[2] Ajdukiewicz A., Golonka K., Płaskie stropy sprężone kablami bez przyczepności – specyfika projektowania, Inżynieria i budownictwo nr 6/2007
[3] Concrete Society Technical Report No. 43, Post-tensioned concrete floors. Design handbook, Second Edition, 2005
[4] Naaman Antoine E., Prestressed Concrete Analysis and Design, Techno Press 3000, Michigan, 2004
[5] Silva R.J.C, Regan P.E., Melo G.S.S.A., Punching resistances of unbonded post-tensioned slabs by decompression methods.
[6] www.freyssinet.pl
![Page 31: Projektowanie sprężonych stropów płytowo-słupowych](https://reader037.vdocuments.site/reader037/viewer/2022103101/568143bc550346895db04820/html5/thumbnails/31.jpg)
Dziękuję za uwagę