Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki

Marek Lechman

Przedmiotem monografii są konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe (kominy żelbetowe i murowane, wieże telekomunikacyjne, wieże antenowe, widokowe itp.). Od innych konstrukcji odróżnia je szerokie spektrum oddziaływań i wpływów, jakim są poddane (obciążenia zewnętrzne statyczne i dynamiczne, wpływy termiczne, wpływy fizykochemiczne, obciążenia klimatyczne, w tym insolacja, czynniki natury reologicznej itp.). Żelbetowe i murowe konstrukcje wieżowe są z jednej strony obiektami budowlanymi, z drugiej zaś mogą pełnić funkcje urządzeń technologicznych o istotnym znaczeniu dla funkcjonowania zakładów przemysłowych i elektrowni (np. kominy przemysłowe). W monografii prezentowane są wyniki prac badawczych i ekspertyzowych oraz obserwacji prowadzonych w okresie ostatnich trzydziestu lat, dotyczących żelbetowych i murowych konstrukcji wieżowych w zakresie obejmującym zarówno badania poligonowe (in situ), laboratoryjne, jak i wyniki analiz obliczeniowych. W tym okresie wdrożono w Polsce do praktyki projektowania i wykonawstwa postanowienia norm europejskich, związane z zaostrzonymi wymaganiami ochrony środowiska i zapewnieniem trwałości tych konstrukcji. Dużą część rozpatrywanych obiektów, zaprojektowanych i zrealizowanych według wcześniej obowiązujących norm, poddano modernizacji i remontom przy zastosowaniu nowych rozwiązań materiałowo-technologicznych i konstrukcyjnych. W rozdziale 2., poprzedzonym wstępem, przedstawiono zasady ustalania wartości obciążeń i oddziaływań, jak również podstawowe ustalenia dotyczące projektowania i wymiarowania konstrukcji wieżowych według norm PN-EN. Szczegółowo opisano procedurę dotyczącą wyznaczania charakterystycznego obciążenia wiatrem w kierunku działania wiatru w odniesieniu do konstrukcji wieżowych cylindrycznych i zbieżnych. Zasadniczą część monografii poświęcono diagnostyce rozpatrywanych typów konstrukcji, zgodnie z wymaganiami przyjętymi w aktualnych normach europejskich, wraz z przykładami zastosowań w odniesieniu do istniejących obiektów. W rozdziałach 3., 4. i 6. przedstawiono naukowe podstawy dotyczące nośności przekrojów pierścieniowych i prostokątnych wież, poddanych zginaniu z udziałem siły osiowej. Uzyskano w tym zakresie szereg oryginalnych rozwiązań w postaci analitycznej (zależności matematycznych), z uwzględnieniem fizycznej nieliniowości materiałów. Otrzymane rozwiązania przedstawiono w postaci krzywych interakcji siła osiowa – moment zginający. Porównano je z wynikami badań słupów żelbetowych ściskanych mimośrodowo, uzyskując dobrą zgodność. Oddziaływania termiczne, jakim poddane są rozpatrywane konstrukcje wieżowe, omówiono w rozdziale 5. Według zastosowanego w monografii podejścia, momenty w przekrojach pionowych i poziomych, wynikające z odkształceń wymuszonych spowodowanych różnicą temperatury oraz owalizacją, wyznaczane są na podstawie zależności moment – krzywizna, z uwzględnieniem rozciągania betonu między rysami (tension stiffening). Rozdziały 5 – 8 poświęcone są głównie diagnostyce poszczególnych typów konstrukcji wieżowych, zaś w rozdziale 9. przedstawiono system komputerowo wspomaganego monitoringu konstrukcji wieżowych wraz z programami komputerowymi powstałymi na bazie opracowanych w monografii algorytmów obliczeniowych.

Wolno stojące kominy żelbetowe. Obliczanie i projektowanie według norm PN-EN

Marek Lechman

Przedmiotem wytycznych są obliczenia statyczne oraz zasady projektowania i wykonywania wolno stojących kominów żelbetowych według wymagań norm PN-EN 13084-1 i PN-EN 13084-2. W opracowaniu określono szczegółowe wymagania i kryteria oceny dotyczące projektowania i wykonywania betonowych kominów monolitycznych i prefabrykowanych zgodnie z PN-EN 13084-2. Wymagania te są związane z zapewnieniem wytrzymałości i stateczności kominów betonowych zgodnie z wymaganiami ogólnymi podanymi w PN-EN 13084-1. W stosunku do dotychczas obowiązujących przepisów (PN-88/B-03004) najważniejsze zmiany w zakresie obliczania i wymiarowania kominów żelbetowych to: wprowadzenie metody częściowych współczynników w odniesieniu do obciążeń i materiałów, przyjęcie nieliniowych związków fizycznych betonu i stali według PN-EN 1992-1-1:2004, sposób wymiarowania przekrojów w stanach granicznych nośności.

Wymiarowanie przekrojów elementów z betonu zginanych z udziałem siły osiowej według Eurokodu 2. Przykłady obliczeń

Marek Lechman

W pracy przedstawiono algorytmiczny sposób wymiarowania elementów z betonu zginanych z udziałem siły osiowej według ustaleń Eurokodu 2. Omówiono ogólne zasady projektowania rozpatrywanych konstrukcji wraz z podaniem charakterystyk materiałowych betonu i stali zbrojeniowej według ustaleń Eurokodu 2. Podano analityczne zależności do wyznaczania nośności przekrojów żelbetowych prostokątnych i pierścieniowych, wyprowadzone z uwzględnieniem nieliniowych związków fizycznych betonu i stali. Na tej podstawie opracowano pomocnicze nomogramy w postaci krzywych interakcji nu – mu do wymiarowania przekrojów żelbetowych zbrojonych stalą klasy A-II oraz A-IIIN. Przedstawione podejście zilustrowano praktycznymi przykładami wymiarowania przekrojów rozpatrywanych elementów z betonu.