Konstrukcja strunobetonowa - Polski Serwis Naukowy

Konstrukcja strunobetonowa, strunobeton – rodzaj żelbetowej konstrukcji sprężonej charakteryzującej się naciągiem cięgna sprężającego przed zabiegiem betonowania oraz przekazaniem siły sprężającej z cięgna na beton przez przyczepność. Polska nazwa technologii pochodzi od zarzuconego już w praktyce stosowania jako cięgien stosunkowo cienkich (do 3 mm) drutów. Obecnie do sprężania konstrukcji strunobetonowych stosuje się sploty wielodrutowe oraz pręty sprężające.

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).

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,06%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Do wykonania strunobetonu używa się materiałów (betonu i stali) o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Są to zazwyczaj elementy prefabrykowane.

Podczas produkcji elementów strunobetonowych, w przygotowane wcześniej formie układa się cięgna. Po zakotwieniu ich w zewnętrznych elementach oporowych na torze naciągowym a następnie wprowadzeniu siły sprężającej wypełnia się formy betonem. Naciąg zewnętrzny cięgien usuwa się po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości na ściskanie.

Wiadukt – przeprawa pozwalająca na pokonanie każdej przeszkody typu: dolina, wąwóz, inna droga kołowa, tory kolejowe, z wyłączeniem przeszkód wodnych (do ich pokonania służą mosty, jeśli jednak na dnie wąwozu lub doliny znajduje się rzeka lub potok, to używa się nazwy wiadukt) poprzez przejechanie nad nią. Pierwotnie tym terminem była określana droga rzymska przeprowadzona nad wąwozem, na konstrukcji opartej na arkadach. Wiadukty budowane są podobnie jak mosty, z wykorzystaniem podobnych rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych.

Beton - materiał powstały ze zmieszania cementu, kruszywa grubego i drobnego, wody oraz ewentualnych domieszek i dodatków, który uzyskuje swoje właściwości w wyniku hydratacji cementu. Jest jednym z najbardziej powszechnych materiałów budowlanych we współczesnym budownictwie.

Uzyskana konstrukcja ma większą wytrzymałość, sztywność i rysoodporność przy zginaniu niż tradycyjny beton zbrojony (żelbet).

Moment osiągnięcia wytrzymałości przez beton można przyśpieszyć przez zastosowanie odpowiedniego składu mieszanki betonowej (np. z dodatkiem środków chemicznych przyśpieszających wiązanie) albo przez naparzanie elementów. Tor ułożenia cięgien w strunobetonie przebiega wzdłuż linii prostych (w kablobetonie jest możliwość wytrasowania toru po łuku), aczkolwiek obecnie często uzyskuje się trasy łamane poprzez odginanie cięgien przy użyciu traconych dewiatorów.

Żelbet (stalbet, stalobeton, żelazobeton; niewłaściwie: żelbeton) – element konstrukcyjny powstały przez połączenie betonu z wkładkami stalowymi. Połączenie tych dwóch elementów jest powszechnie stosowane w budownictwie. Beton jest materiałem przenoszącym naprężenia ściskające, jednak jego wytrzymałość na naprężenia rozciągające jest bardzo mała. Stal w elemencie żelbetowym przenosi głownie naprężenia rozciągające, choć często stosuje się zbrojenie ściskane. Połączenie stali i betonu pozwala budować konstrukcje różnego typu. Do zbrojenia stosuje się wkładki w postaci prętów, lin, strun, kabli i siatek. Można spotkać także konstrukcje ze "sztywnym zbrojeniem", tzn. takie, w których elementy stalowe o dużych przekrojach (np. dwuteowniki, ceowniki) są wykorzystane jako rdzeń np. w słupie kompozytowym.

Hala – jest to duże, przestronne pomieszczenie albo budynek o podziale nawowym, zwykle jednokondygnacyjny. W zależności od przeznaczenia może pełnić różne funkcje.

Do naciągu strun używa się naciągarek umieszczonych pomiędzy czołem formy a ramą, do której struny są przymocowane.

Produkcja może się odbywać na długich torach pozwalających na jednoczesne formowanie kilku podobnych elementów, np. belek lub w pojedynczych formach.

Konstrukcje strunobetonowe stosowane są do wykonywania przekryć o dużych rozpiętościach (ograniczonych w zasadzie warunkami transportowymi, czyli do ok. 25m) (np. w halach przemysłowych, widowiskowych itp. mostach, wiaduktach, do produkcji słupów energetycznych, podkładów kolejowych, stropów typu "Filigran", belek podsuwnicowych, dźwigarów itp.

Konstrukcja kablobetonowa, kablobeton – betonowa konstrukcja sprężona charakteryzująca się wprowadzeniem siły sprężającej po częściowym lub całkowitym stwardnieniu mieszanki betonowej oraz przekazywaniem jej na konstrukcję głównie przez docisk za pomocą specjalnych systemów zakotwień. Cięgno sprężające prowadzi się w kanale umieszczonym w elemencie przed zabetonowaniem lub poza elementem. Trasa przebiegu cięgien sprężających jest projektowana w taki sposób, aby możliwie racjonalnie wykorzystać wytrzymałość elementu w każdym jego przekroju. Sprężać można konstrukcje betonowe wykonywane bezpośrednio na placu budowy jak również prefabrykaty. Obecnie często stosuje się zewnętrznie prowadzone cięgna do remontu lub zwiększania nośności istniejących konstrukcji żelbetowych (zbiorników, mostów). Do naciągu cięgien stosuje się specjalne lewary (prasy naciągowe). W przypadku użycia cięgna z przewidzianą przyczepnością po zakotwieniu naprężonego cięgna przestrzeń pomiędzy nim a ściankami tunelu wypełnia się materiałem iniekcyjnym (np. zaczynem cementowo-wodnym) o odpowiedniej wytrzymałości. Iniekt spełnia rolę ochronną dla wrażliwego na korozję cięgna, jak również uczestniczy w przekazywaniu sił sprężających na konstrukcję.

Dźwigar strunobetonowy - pojęcie z dziedziny konstrukcji budowlanych. Jest to element konstrukcyjny (nośny) np. dachu budynku bądź stropu wykonany w specjalistycznym zakładzie betoniarskim z betonu wysokiej wytrzymałości, w którym umieszczono struny stalowe (druty o dużej wytrzymałości), naciągnięte w trakcie produkcji elementu.

Zapoznaj się również z: konstrukcja sprężona

Bibliografia

Andrzej Ajdukiewicz,Jakub Mames Konstrukcje z betonu sprężonego, 2004, ISBN 83-89478-04-8.