Podstawy projektowania konstrukcji żelbetowych i sprężonych według Eurokodu 2.pdf

(64549 KB) Pobierz
Sekcja
Konstrukcji Betonowych KILiW PAN
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
z e l b e t o w y c h
I s p r ^ z o n y c h
wedhig
R a d a Programowa
r d z i m S S S !
Leonard Runkiewicz. WitCd WCowioki,
Sekcja Konstrukcji Betonowych KILiW PAN
Zespo} Autorow
Rozdziaf 1
Rozdziaf 2
Rozdzial 3
Mlchai Knauff
^'^^^^Knauff,AdamZybura(2.12)
Andr?
Janu
(3.1, 3.3, 3.6, 3.7), Marian Gichocki (3.8),
^^^^^^cki (3.1, 3.2, 3.5), Mieczyslaw Kaminski (3.2, 3.4).
KarlikowskI (3.6), Arkadiusz Madaj (3.7)
P o d s t a w y
konstrukcji
i
p r o j e k t o w a n i a
z e l b e t o w y c h
Rozdzlal 4
Rozdziaf 5
Rozdzial 6
Rozdzial 7
Rozdzial 8
Rozdzial 9
Rozdzial 10
Rozdzial 11
Rozdzial 12
Rozdzial 13
Stanisi^ '^yikievvicz, Mieczyslaw Kaminski, Jozef Koctianowski,
law Kus
•^rtem Czkwianianc, Maria Kamlrtska,
Tad6us2 Godycki-^wirko, Marek Wesolowski (7,8)
Tad^Usz Godycki-Cwirko, Marek Wesolowski (8.6)
^"^^^^iAjdukiewicz
^!^5iisSh^^kuiiki], Zdzislaw Sulimowski
• ^ ' ^ ^ l Knauff
Kr^ys2tof Dyducf.
Wlodzi^ierz Starosolski (13.1, 13.5, 13.8), Andrzej A]dukiewicz
^'li-'^
13.9). Ireneusz Jozwiak (13.1). Ryszard Kliszczewicz
3-2;1-8). Jan Kubica (13.7), Bof^dan Lewicki (13.8). Edward
^bigniew Pajqk (13.6), Wieslaw Zamorowsk, 13.3.1-3.
13.3.5-e,
^^^^
Zybura (13.3.4, 13.3.7-9. 13.3.11)
Leonard Runkiewicz Anna Halicka. Jozef Koctianowski,
Mieczysiq^ Kroi, sianisiaw Kus
Andrzej Sadowski
Zdzisla,^ Sulimowslfl
Mictial
Knauff
Artem Czkwianianc, Maria Kaminska,
'^''=hal
Knauff
s p r § z o n y c h
E u r o k o d u
2
w e d t u a
Rozdzial 14
Rozdzial 15
Rozdzial 16
Rozdzial 17
Rozdzial 18
Koordynator
dCD^
Doinosl^skie Wydawnictwo Edukacyjne
Wroclaw 2006
6
3.4.4. Przyldad
3.5. Analiza nieliniowa
3.5.1. Zasady ogolne nieliniowej analizy konstrukcji
.
3.5.2. Udoskonalona metoda analizy elementow pr?towych poddanych zginaniu
z udziaiem lub bez udziaiu siiy osiowej
3.5.3. Uproszczone metody analizy elementow pr^towych poddanych zginaniu
z udziaiem lub bez udziaiu sily osiowej
3.5.4. Sprawdzanie niespr^zystego obrotu przekroju zelbetowego
3.5.5. Przyldad
^
3.6. Analiza plastyczna wedlug teorii nosnosci granicznej
3.6.1. Zalozenia, podstawowe zaleznosci i metody teorii ustrojow zginanych . .
3.6.2. Nosnosc w przegubach i zalomach plastycznych
3.6.3. Warunki stosowania metod teorii nosnosci granicznej
3.6.4. Belki i nieprzesuwne ramy
3.6.5. Piyty
3.7. Metoda kratownicowa . . . - ,
3.7.1. Podstawy metody
3.7.2. Podstawy modelowania
3.7.3. Nosnosc obliczeniowa modelu kratownicowego
3.7.4. Zastosowanie modelu kratownicowego do wymiarowania konstrukcji . .
3.7.5. Przyldady
3.8. Wymiarowanie tarcz i plyt
3.8.1. Uwagi ogolne
3.8.2. Wymiarowanie zbrojenia ortogonalnego w tarczach/. . . . . . . . . . .
3.8.3. Wymiarowanie zbrojenia ortogonalnego w plytach . . . . . .
. . . .
3.8.4. Przyldady obliczeniowe
Pismiennictwo
- • •
4. Wlasciwosci betonu
4.1. Wprowadzenie
• -
-
4.2. Wlasciwosci betonu wedlug EC2 z 2004 r. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . • -
4.2.1. Postanowienia ogolne
-; '
422.
Wytrzymalosc na sciskanie . . .
.
. .... . .
4.2.3. Wytrzymalosc na rozci^ganie . . . . . . . . ,. . . . . . . . . . . . . .
4.2.4. Klasy wytrzymaiosci betonu
. . . . . . . . .
4.2.5. Zaleznosc napr^zenie — odksztalcenie przy sciskaniu stosowana do nielinio-
wej analizy konstrukcji
4.2.6. Obliczeniowe wytrzymaiosci betonu na sciskanie i r.ozci^ganie
4.2.7. Zaleznosc napr^zenie — odksztalcenie przy sciskaniu stosowana do ob-
liczania nosnosci granicznej przekroju
4.2.8. Modul spr^zystosci
4.2.9. Wspoiczynnik odksztalcenia poprzecznego
- . . ^. .
4.2.10. Wspolczynnik rozszerzalnosci termicznej .
4.2.11. Cechy wytrzymalosciowe i odksztalceniowe „zamkni?tego" betonu . . . .
4.2.12. Skurcz
4.2.13. Pelzanie .
-
4.2.14. L^czne oddzialywanie pelzania i skurczu
4.3. Uzasadnienia przepisow EC2 i komentarze
4.3.1. Wytrzymalosc na sciskanie i klasy wytrzymaiosci betonu
4.3.2. Wytrzymalosc na rozci^ganie
. .
4.3.3. Modul spr^zystosci
4.3.4. Wspolczynnik odkszt^cenia poprzecznego
4.3.5. Wspolczynnik rozszerzalnosci termicznej . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
98
104
108
109
110
126
126
130
133
135
140
150
152
156
163
169
172
172
174
180
184
1^^
189
191
191
193
194
196
197
198
200
201
201
201
202
206
211
212
212
216
222
224
228
-
^
4.3.6. Zaleznosc napr^zenie — odksztaicenie przy sciskaniu stosowana do nielinio-
wej analizy konstrukcji
4.3.7. Zaleznosc napr^zenie — odksztalcenie przy sciskaniu stosowana do obli-
czania nosnosci przekrojow
4.3.8. Skurcz
4.3.9. Pelzanie
4.4. Porownanie podstawowych wlasciwosci betonu wg PN-84/B-03264 i EC2 . . .
4.4.1. Klasy betonu, wytrzymalosc na sciskanie i rozci^ganie, modul spr^zy-
stosci
4.4.2. Wspolczynniki odksztalcenia poprzecznego i rozszerzalnosci termicznej .
4.4.3. Zaleznosc napr^zenie — odksztalcenie przy sciskaniu
4.4.4. Skurcz betonu :
4.4.5. Pelzanie betonu
4.4.6. Przyklad obliczenia wartosci wspolczynnika pelzania wg EC2
Pismiennictwo
5. Wlasciwosci stali i wyrobow stalowych
. 5.1. Stal do konstrukcji zelbetowych
5.1.1. Wst^p, podstawowe dejQnicje i oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . .
5.12. Wymagania EC2
5.1.3. Wymagania normy EN. 10080
5.1.4. Wymagania polskich norm i zalecen
, .
5.1.5. Spajalnosc stali zbrojeniowej
5.2. Stal spr?zajq,ca i wyroby do konstrukcji spr^zonych
5.2.1. Wprowadzenie
5.2.2. Podstawowe ustalenia normy prEN-10138
5.2.3. Uzasadnienie ustalen normy prEN-10138
5.2.4. Wyroby i urz^dzenia do konstrukcji spr^zonych .' . . . . . . . . . . .
5.2.4.1. Uwagi ogolne
5.2.4.2. Zakotwienia kabH . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . .
Pismiennictwo
6. Nosnosc przekrojow pbci^zonych momentem zginaj^cym i sil^ podluzn^ . . . . . .
6.1. Postanowienia ogolne . . .
. . . . .
6.2. Zalozenia .
6.3. Omowienie zalozeh
6.4. Przekroj prostok^tny
.
6.4.1. Tablice pomocnicze . . . .
6.4.2. Okreslanie nosnosci
.
6.4.3. Diagramy interakcji momentu zginaj^cego i sily osiowej
6.4.4. Procedura wymiarowania
.
6.5. Przekroj teowy
6.6. Przekroj kolowy i rurowy
6.7. Przekroj ukosnie mimosrodowo sciskany
6.8. Postanowienia dodatkowe
Pismiennictwo
7. iScinanie
7.1. Modele zjawiska scinania i geneza metody EC2
7.2. Model kratownicowy wedlug EC2
7.3. &inanie wedlug EC2 z 2004 r
7.3.1. Ogolne zasady
7.3.2. Obliczeniowe wartosci sil scinaj^cych .
7.4.. Elementy niewymagaj^ce zbrojenia poprzecznego na scinanie .
- •
228
230
230
235
238
239
241
241
241
242
242
244
247
247
247
249
251
259
262
267
267
268
274
288
288
289
292
295
295
295
297
304
304
316
326
327
340
346 '
346
353
359
409
409
420
423
423
423
425
8
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
Elementy wymagaj^ce obliczeniowego zbrojenia na scinanie
fcinanie pomi?dzy zebrem i plyt^
fcinanie pomi^dzy warstwami betonu wykonywanymi w roznych terminach . .
Przykiad
'.
7.8.1. Zbrojenie strzemionami
7.8.2. Zbrojenie strzemionami i pr^tami odgi^tymi
7.8.3. Sprawdzenie styku zebra z plytq,
7.8.4. Porownawcza analiza belki swobodnie podpartej
Pismiennictwo
8. Skr?canie .
8.1. Wprowadzenie
.
8.2. Skr^cany element w fazie 11
8.3. Sztywnosc skr^cania w fazie I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4. Sztywnosc skr^cania w fazie n
8.5. Skr^canie w ujeciu EC2 z 2004 r. .
8.5.1. Uwagi ogolne
8.5.2. Procedura wymiarowania wg EC2
8.5.3. Sprawdzanie nosnosci i obliczanie zbrojenia . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6. Przyklad
Pismiennictwo
. . . . . . . .• . . . . . . : . . .
9. Przebicie
. . . . . . > . . . . . . . . . .
9.1. Wprowadzenie . ,
9.2. Przebicie osiowo symetryczne
9.2.1. Model obliczeniowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . , .
9.2.2. Pole obci^zenia
. . . . . . . . . . . .
9.2.3. Obwod i przekroj kontrolny (krytyczny) . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.4. Zasady obliczania przebicia przez scinanie
9.2.5. Nosnosc na przebicie plyt i fundamentow bez zbrojenia poprzecznego . .
9.2.5.1. Przyklad
9.2.6. Nosnosc na przebicie plyt i fundamentow ze zbrojeniem poprzecznym . .
9.2.7. Nosnosc na przebicie plyt stropowych z glowicami podporowymi . . '. .
9.3. Przebicie mimosrodowe
9.3.1. Ogolna charakterystyka
9.3.2. Porownanie i ocena zalecejd
9.4. Otwory w strefie przebicia
9.5. Analiza mechanizmu przebicia wedlug wspolczesnych uj^c problemu . . . . . .
9.6. Podsmnowanie
9.6.1. Przyklad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pismiennictwo'
10. Stan graniczny nosnosci z udziaiem efektow odksztalcen konstrukcji
10.1. Wprowadzenie
:
10.2. Modelowanie ukladu
10.2.1. Modelowanie geometrii i wi^zow
10.2.2. Model fizyczny
10.2.3. Niepewnosci modelu — imperfekcje
10.2.4. Wspolczynniki bezpieczenstwa
10.3. Metody anaUzy E rz?du
10.4. Slupy wydzielone
10.4.1. Dlugosc efektywna
10.4.2. Smuklosc
10.4.3. Ogolne metody obliczen
,
.
428
432
435
437
439
441
442
445
451
453
453
457
461
462
465
465
466
468
470
473
475
475
476
476
478
479
481
484
486
488
492
493
493
494
497
497
501
501
503
505
505
509
510
515
518
520
521
526
526
530
533
10.4.4. Uproszczone metody obliczen
10.4.5. Metoda slupa modelowego
10.4.6. Porownanie metod EC1992 z innymi metodami normowymi . . . . .
10.4.7. Analiza I I rz?du oparta na sztywnosci nominalhej wedlug EC2 z 2004 r.
10.4.8. Analiza n rz?du oparta na nominalnej krzywiznie wedlug EC2 z 2004 r.
10.5. Wplyw pelzania
10.6. Elementy sciskane dwukierunkowo
.
10.7. Zwichrzenie belek smuktych
10.8. Materialy pomocnicze do projektowania
10.9. Przyklady
Pismiennictwo
11. Stany graniczne uzytkowalnosci
11.1. Wymagania ogolne
11.2. Napr?zenia i odksztalcenia w fazach I i n
11.2.1. Teoria
11.2.2. Zestawienie wzorow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.2.3. Ograniczenia napr^zen
11.3. Zjawisko zarysowania i wymagania EC2
11.3.1. Najwazniejsze zjawiska
11.3.2. Ogolne zasady i wymagania EC2 , . . :
11.4. Obliczanie szerokosci rys .
11.4.1. Podstawowe zalozenia
11.4.2. Odksztalcenia
i e,^ .
11.4.3. Maksymalny rozstaw rys
s^^^^
.
11.5. Minimalne zbrojenie
11.5.1. Zasady ogolne
11.5.2. Pole
i wspolczynnik
k,
.
. . . . . . . . .
11.5.3. Wytrzymalosc /^^^^^ i wspolczynnik
k
11.5.4. Minimum zbrojenia wedlug EC2 i normy polskiej..
11.6. Uproszczone sprawdzanie SG zarysowania
11.6.1.' Moment rysuj^cy i sila rysuj^ca
.
11.6.2. Maksymalna srednica zbrojenia
.
11.7. Ugi^cia
11.7.1. Wymagania
.
11.7.2. Zjawiska wptywaj^ce na odksztalcenia konstrukcji i metody obliczania
ugi^c
11.7.3. Obliczanie ugi^c metody przyblizon^
11.7.4. Maksymalne smuklosci elementow zginanych . . . . . . . . . . . . .
11.8. Teoretyczne podstawy i uzasadnienia metod EC2
11.8.1. Srednie odksztalcenia elementow zarysowanych
11.8.2. Rozstaw i szerokosc rys
11.8.3. Ugi?cia
11.8.4. Uproszczone sposoby sprawdzania SG zarysowania
11.9. Przyldady
11.9.1. Zastosowanie tablicy 11.1 do obliczania momentow bezwladnosci . .
11.9.2. Zginanie — szerokosc rys w przekroju prostok^tnym
11.9.3. Rozci^ganie osiowe — szerokosc rys przy obci^eniu bezposrednim .
11.9.4. Rozci^ganie osiowe obci^zeniem posrednim — zastosowanie tablic i ob-
liczenie bez tablic
11.9.5. ObHczanie ugi^c
Pismiennictwo
537
538
542
546
549
550
554
559
559
565
577
579
579
580
580
583
586
589
589
591
592
592
594
595
598
598
602
606
607
609
609
609
611
611
612
615
618
620
620
^24
630
631
635
635
636
639
641
642
xr
IZ Konstrukcje spr^zone
12.1. Wprowadzenie
12.2. Podstawowe wymagania i zalozenia
12.2.1. Wymagania ogolne .
• • - -
12.2.2. Obliczeniowe wartosci sily spr^zaj^cej w stanie • granicznym nosnosci .
12.2.3. Charakterystyczna sila spr^zaj^ca w stanach granicznych uzytkowakosci
12.3. Wymagania dotycz^ce materialow w konstrukcjach spr?zonych .
o
12.4. Sila spr?zaj^ca i jej przebieg w czasie
12.4.1. Straty dorazne sily spr?zaj^cej
12.4.2. Odksztalcenia opoznione w betonie
-
12.4.3. Relaksacja stali spr^zaj^cej
12.4.4. Straty reologiczne sily spr?zajq.cej
12.5. Stany graniczne uzytkowalnosci w konstrukcjach spr?zonych
.
12.5.1. Sprawdzanie napr^zen w betonie i w stali
12.5.2. Minimalna powierzchnia zbrojenia w przekroju spr^zonym . . . . . .
12.5.3. Analiza stanu granicznego zarysowania
12.5.4. Stan graniczny ugi?6 belek spr^zonych .
12.6. Stan graniczny nosnosci przekrojow spr^zonych ci^gnami o pelnej przyczepnbsci
12.6.1. Analiza stanu granicznego nosnosci zginanych przekrojow spr?zonych
12.6.2. Nosnosc przekrojow spr^zonych na scinanie
12.6.3. Stan graniczny nosnosci zm^czeniowej w konstrukcjach spr^zonych .
12.7. Strefy zakotwien
12.7.1. Zakotwienie ci^gien spr^zaj^cych w strunobetonie . . . . . . . . . .
12.7.2. Strefa zakotwienia w elementach kablobetonowych . . . . . . . . . .
12.8. Przyklady obHczeh
12.8.1. Przyklad 1. Straty sily spr^zaj^cej w elemencie kablobetonowym . . .
12.8.2. Przyklad 2. Sprawdzenie stanu granicznego nosnosci w sytuacji trwalej
w zginanej belce kablobetonowej . . . ,
Pismiennictwo
649
649
650
650
651
652
652
653
654
657
657
661
665
666
668
669
672
674
675
679
681
685
685
687
691
691
698
702
Rozmieszczenie zbrojenia glownego
Prostopadle do glownego zbrojenie plyt jednokierunkowo zbrojonych .
Zbrojenie narozy i kraw?dzi
Zbrojenie na przebicie
- . :
Wymiary przekroju i gl^bokosc oparcia na podporach . . . . . . .
Minimalne i maksymalne zbrojenie podluzne, rozmieszczenie pr^tow
w przekroju poprzecznym
13.3.3. Zakotwienie zbrojenia prz^slowego na podporach
13:3.4. Dodatkowe zbrojenie poprzeczne wspomagajq.ce zakotwienia pr?t6w na
podporach i w prz^slach
13.3.5. Konstrukcyjne zbrojenie gome nad podporami
13.3.6. Rozmieszczanie i kotwienie zbrojenia podluznego
13.3.7. Ksztaltowanie, kotwienie i l^czenie zbrojenia na scinanie
13.3.8. &ednice, rozstawy i minimalny stopien zbrojenia na scinanie . . . .
13.3.9. Zbrojenie na skr?canie
13.3.10. Zbrojenie przypowierzchniowe
13.3.11. Zbrojenie w strefie skrzyzowania belek
13.4. Shipy
13.4.1. Ksztaltowanie
13.4.2. Zbrojenie podtuzne
13.4.3. Zbrojenie poprzeczne
13.5. &iany i tarcze
13.5.1. J^ciany
'
13.5.1.1. Zbrojenie pionowe scian .
13.1.5.2. Zbrojenie poziome scian
13.1.5.3. Zbrojenie poprzeczne . . . . . . . . . . . . . . . ^ . . . .
13.1.5.4. Zbrojenie w narozach otworow
13.5.2. Tarcze
13.6. Dziaianie sil skupionych
13.6.1. Nosnosc strefy niezbrojonej
^
13.6.2. Nosnosc strefy zbrojonej
13.6.3. Konstrukcja zbrojenia strefy docisku
• • -
13.7. Krotkie wsporniki i belki podci^te
13.7.1. Krotkie wsporniki
13.7.1.1. Ksztaltowanie
13.7.1.2. Zbrojenie
13.7.-2. Belki podci?te
13.7.2.1. Ksztaltowanie
13.7.2.2. Zbrojenie
13.8. Ograniczenie zakresu szkod wywolanych przez wypadek
.
13.8.1. Uwagi ogolne
13.8.2. Zbrojenie
13.8.2.1. Zbrojenie zewn^trzne (obwodowe)
13.8.2.2. Zbrojenie wewn^trzne
13.8.2.3. Zbrojenie lq,cz^ce sciany i shipy ze stropami
13.8.2.4. Zbrojenie i^cz^ce pionowe
13.8.3. Konstrukcja wiencow
13.8.4. Polq^czenie plyt stropowych
;
13.8.5. Uwagi o zachowaniu si? cz?sciowo uszkodzonego budynku ze scianami
nosnymi
13.9. Elementy spr^zone
13.2.6.
13.2.7.
13.2.8.
13.2.9.
13.3. Belki
13.3.1.
13.3.2.
756
759
760
764
770
770
771
774
775
777
777
780
786
793
796
797
800
800
801
803
810
810
810
812
813
815
816
817
817
820
821
823
823
823
825
836
836
836
840
840
843
843
844
845
845
846
847
847
13. Podstawy konstrukcyjne
703
13.1. Ogolne zasady rozmieszczania, kotwienia, zaginania i l^czenia zbrojenia . . 703
13.1.1. Uwagi szczegolowe
703
13.1.2. Odle^osci pomi^dzy pr^tami zbrojeniowymi
704
13.1.3. Zakotwienia
707
. 13.1.3.1. Podstawowa dlugosc zakotwienia
707
13.1.3.2. Warunki dobrej przyczepnosci
711
13.1.3.3. Rodzaje zakotwien; haki, p^tle
714
13.1.3.4. Obliczeniowa dlugosc zakotwienia
719
13.1.4. Krzywizna odgi^c
730
13.1.4.1. Pr^ty
730
13.1.4-2. Siatki zbrojeniowe
731
13.1.5. Pol^czenia na zaklad
733
13.1.5.1. Pr?ty i druty
733
13.1.5.2. Zbrojenie poprzeczne w strefie zakladu
741
13.1.5.3. Siatki zbrojeniowe — polq.czenie zbrojenia glownego . . . .
742
13.1.5.4. Siatki zbrojeniowe — pol^czenie zbrojenia poprzecznego . , 745
13.2. Plyty
, . ,
746
13.2.1. Uwagi wst^pne
, 746
13.2.2. Grubosc i gl^bokosc oparcia na podporach
747
13.2.3. Minimalne i maksymabie zbrojenie glowne
749
13.2.4. Zakotwienie zbrojenia prz^slowego na podporach . . . . . . . . .
752
13.2.5. Zakotwienie gornego zbrojenia przypodporowego
754
Zgłoś jeśli naruszono regulamin