E-book details

Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki

Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki

Marek Lechman

Ebook

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.

Streszczenie  5

Summary  7

1. Wstęp 9

2. Wymagania w zakresie projektowania konstrukcji wieżowych 15

2.1. Zasady ogólne 15

2.2. Wyznaczanie sił podłużnych N od ciężaru własnego 19

2.3. Obciążenie wiatrem zgodnie z normą PN-EN 1991-1-4  20

3. Podstawy wymiarowania przekrojów wież żelbetowych zginanych z udziałem siły osiowej 25

3.1. Wstęp 25

3.2. Związki fizyczne 28

3.3. Rozwiązania dla przekroju żelbetowego metodą naprężeń liniowych (NL) 31

3.4. Zależności określające nośność przekrojów pierścieniowych dla wykresu paraboliczno-prostokątnego 34

3.5. Zależności określające nośność przekrojów prostokątnych dla wykresu paraboliczno-prostokątnego 46

4. Nieliniowa analiza nośności przekrojów wież żelbetowych zginanych z udziałem siły osiowej 53

4.1. Wprowadzenie 53

4.2. Zależności i rozwiązania dla przekroju pierścieniowego 54

4.3. Zależności i rozwiązania dla przekroju prostokątnego 60

4.4. Porównanie wyników obliczeń z wynikami badań 67

5. Kominy żelbetowe 71

5.1. Wstęp 71

5.2. Ważniejsze ustalenia dotyczące zasad projektowania kominów żelbetowych według norm PN-EN 13084-1 i PN-EN 13084-2  73

5.3. Oddziaływania termiczne 88

5.4. Sprawdzanie przekrojów poziomych. Przykład 95

5.5. Obliczenia termiczne. Przykład 96

5.6. Diagnostyka kominów 97

5.7. Zasady naprawy i ochrony kominów 114

5.8. Wzmacnianie kominów żelbetowych 121

5.9. Rozwiązania konstrukcyjne i zabezpieczenia antykorozyjne przewodów kominowych 123

6. Kominy murowane 127

6.1. Uwagi ogólne 127

6.2. Sprawdzanie przekrojów metodą naprężeń liniowych 127

6.3. Sprawdzanie przekrojów metodą stanów granicznych 131

6.4. Typowe uszkodzenia kominów murowanych 145

6.5. Diagnostyka kominów murowanych użytkowanych jako wieże antenowe 147

6.6. Zakres i sposoby napraw 151

6.7. Zakres oraz metody wzmacniania 152

7. Żelbetowe konstrukcje wież antenowych 155

7.1. Wstęp 155

7.2. Zasady diagnostyki wież antenowych 155

7.3. Rozwiązania konstrukcyjne żelbetowych wież antenowych 157

7.4. Diagnostyka wieży betonowej H = 60 m 160

7.5. Ocena stanu technicznego wieży żelbetowej o wysokości H = 143 m 163

8. Inne konstrukcje wieżowe 167

9. System komputerowo wspomaganego monitoringu konstrukcji wieżowych. Programy komputerowe 171

Bibliografia 183

Literatura 183

Normy, instrukcje, wytyczne, obwieszczenia 189

  • Title: Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki
  • Author: Marek Lechman
  • ISBN: 978-83-249-8566-1, 9788324985661
  • Date of issue: 2021-12-13
  • Format: Ebook
  • Item ID: e_29r1
  • Publisher: Instytut Techniki Budowlanej