TECHNOLOGIA I ORGANIZACJA ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY MONOLITYCZNE – ZBROJENIE NA PODSTAWIE WYKŁADÓW P. WOYCIECHOWSKI I A. CHUDAN

PODSTAWY Konstrukcja żelbetowa - Konstrukcja z betonu zbrojona wiotkimi prętami stalowymi w taki sposób, że sztywność i nośność konstrukcji uwarunkowana jest współpracą betonu i stali Konstrukcja sprężona - konstrukcja z betonu zbrojona cięgnami, których wstępny naciąg wywołuje trwałe naprężenia w betonie

PODSTAWY Współpraca stali i betonu - beton przenosi naprężenia ściskające, stal - rozciągające W konstrukcji żelbetowej współpraca stali i betonu jest możliwa dzięki przyczepności, na którą składają się: adhezja betonu do stali, tarcie stali o beton zaciskający się wokół stali w wyniku skurczu betonu, opory mechaniczne związane z ukształtowaniem powierzchni pręta i jego ukształtowanie.

FUNKCJE ZBROJENIA zbrojenie konstrukcyjne przenoszenie sił wewnętrznych występujących podczas pracy konstrukcji zbrojenie montażowe powiązanie prętów zbrojenia konstrukcyjnego w celu utworzenia sztywnego szkieletu nieodkształcalnego w czasie wykonywania konstrukcji

FUNKCJE ZBROJENIA zbrojenie transportowe i inne o specjalnym przeznaczeniu np. haki transportowe, łączniki wewnętrzne i zewnętrzne - przenoszą obciążenia np. w okresie produkcji i transportu elementów, czasem w czasie wykonywania konstrukcji

ZBROJENIE KONSTRUKCYJNE Podłużne - przenosi obciążenia od momentów zginających lub dużych sił ściskających Poprzeczne - przenosi obciążenia od sił poprzecznych Przeciwskurczowe - przenosi obciążenia od skurczu betonu

ZBROJENIE KONSTRUKCYJNE - ZBROJENIE PODŁUŻNE Pręty główne - przenoszą naprężenia w strefie rozciąganej - wzmacniają strefę ściskaną Pręty rozdzielcze - głównie w płytach - zbrojenie prostopadle do prętów głównych, służące równomierniejszemu przekazaniu obciążeń na pręty główne Zbrojenie sprężające - przekazanie na beton naprężeń ściskających (poprzez zwolnienie wstępnego naciągu ), które mają zrównoważyć naprężenia rozciągające od obciążeń użytkowych

ZBROJENIE KONSTRUKCYJNE – POPRZECZNE I PRZECIWSKURCZOWE Zbrojenie poprzeczne Strzemiona - przenoszą naprężenia ścinające (od sił poprzecznych) i jednocześnie pełnią funkcje pomocnicze (konstrukcja szkieletu przestrzennego) Pręty odgięte - przenoszą naprężenia ścinające Uzwojenia - zbrojenie specyficzne zwłaszcza dla słupów okrągłych Zbrojenie przeciwskurczowe Siatki przejmujące naprężenia skurczowe w celu zmniejszenia zarysowań

RODZAJE ZBROJENIA Zbrojenie zwykłe pręty pojedyncze średnic od 5 do 40 mm, w postaci odcinków lub kręgów (mniejsze średnice) siatki płaskie zgrzewane (rzadziej spawane), w postaci rulonów(pręty do 6 mm) lub arkuszy - pręty tej samej średnicy szkielety płaskie lub przestrzenne spawane lub wiązane drutem wiązałkowym - pręty różnych średnic Zbrojenie sprężające druty ( struny) sploty z drutów pręty ze stali stopowej wysokowartościowej

WYMAGANIA MATERIAŁOWO - TECHNOLOGICZNE Dwie grupy wymagań: Wymagane właściwości stali zbrojeniowej do różnych zastosowań Wymagania dla mieszanki betonowej wynikające z konstrukcji szkieletu zbrojeniowego

RODZAJE STALI ZBROJENIOWEJ Stale zwykłe Wyroby zbrojeniowe oznaczone są następującymi znakami: klasa stali - oznacza granice plastyczności stali (A0 do AIII) znak gatunku stali - informacja o składzie stali, jej przydatności do spawania np. St3SX nominalna średnica prętów, mm rodzaj stali - np. gładka, żebrowana

ZAKRES STOSOWANIA KLAS STALI ZWYKŁEJ Stal A0 – gładka zbrojenie pomocnicze strzemiona siatki zbrojeniowe produkowane fabrycznie zbrojenie główne w betonach niskich klas Stal AI – gładka zbrojenie główne betonów niskich klas

ZAKRES STOSOWANIA KLAS STALI ZWYKŁEJ Stal AII – żebrowana zbrojenie główne betonów wyższych klas powyżej C25/30 zbrojenie elementów pracujących na obciążenia zmienne, dynamiczne Stal AIII – żebrowana zbrojenie przeciętnych betonów od C15/20 – najczęściej stosowany rodzaj stali ( nie zalecana w przypadku obciążeń zmiennych)

UWARUNKOWANIA DLA MIESZANKI BETONOWEJ WYNIKAJĄCE ZE ZBROJENIA KONSTRUKCJI Otulina – warstwa betonu pomiędzy zewnętrzną powierzchnią elementu a powierzchnią pręta zbrojeniowego Otulina pełni następujące funkcje: zapewnienie właściwego przekazania sił przyczepności pomiędzy betonem i stalą – wymaganie: otulina nie mniejsza niż średnica pręta ochrona zbrojenia przed korozją – wymaganie: zależna od środowiska ochrona przeciwpożarowa – wymaganie: klasy odporności ogniowej Z grubości otuliny wynika ograniczenie co do maksymalnego ziarna kruszywa w mieszance betonowej

UWARUNKOWANIA DLA MIESZANKI BETONOWEJ WYNIKAJĄCE ZE ZBROJENIA KONSTRUKCJI Rozstaw prętów zbrojenia – minimalna odległość mierzona w świetle pomiędzy prętami zbrojenia w kierunku ┴ i ║ do kierunku betonowania - wynika z obliczeń i konstrukcji zbrojenia Z rozstawu prętów zbrojenia wynika ograniczenie co do maksymalnego ziarna kruszywa w betonie

WYKONYWANIE ZBROJENIA KONSTRUKCJI NA PLACU BUDOWY Obejmuje następujące działania: kontrola stanu stali przygotowanie elementów zbrojenia montaż zbrojenia w deskowaniu (formie) odbiór zbrojenia

KONTROLA STANU STALI w zakresie: uszkodzeń chemicznych i mechanicznych (niedopuszczalne wżery, karby itp.) korozji powierzchniowej ( niedopuszczalna zendra(efekt korozji gazowej, warstwa tlenków metali powstająca na powierzchni nagrzanych przedmiotów metalowych w wyniku ich styczności z powietrzem. Występuje w postaci powłoki lub łusek) powierzchniowa osłabiająca przyczepność – konieczne czyszczenie)

PRZYGOTOWANIE ELEMENTÓW ZBROJENIA może odbywać się na placu budowy lub gotowe elementy mogą być dostarczane z wyspecjalizowanej wytwórni (zbrojarni) Obejmuje: prostowanie, cięcie, gięcie, łączenie na zimno i gorąco prętów, siatek i szkieletów zbrojeniowych, ewentualnie montaż do zbrojenia wkładek dystansowych. Szkielet zbrojeniowy wykonywany poza deskowaniem powstaje na szablonach, które zapewniają zgodny z projektem kształt szkieletu i rozmieszczenie prętów.

MONTAŻ ZBROJENIA W DESKOWANIU (FORMIE) Montaż zbrojenia rozpoczyna się po odbiorze deskowania gotowe szkielety przestrzenne i wielkowymiarowe siatki umieszcza się w deskowaniu przy pomocy żurawia pojedyncze pręty umieszczane się w deskowaniu ręcznie, łącząc je w szkielet już w deskowaniu (np. konstrukcje płytowe); w przypadku ścian deskowanie może być zmontowane tylko jednostronnie i na jego powierzchni wyznacza się prawidłowe położenie prętów; po zmontowaniu zbrojenia montuje się pozostałą część deskowania.

STABILIZACJA ZBROJENIA W DESKOWANIU służą do tego wkładki dystansowe z tworzywa sztucznego, betonu lub zaprawy, najczęściej mocowane do zbrojenia przed jego umieszczeniem w deskowaniu. Rolą wkładek dystansowych jest zapewnienie, aby zbrojenie nie przemieściło się pod wpływem układania mieszanki betonowej i wibrowania, zabezpiecza także wiotkie pręty przed ugięciem się pod ciężarem własnym. Efektem jest prawidłowa praca zbrojenia pod obciążeniem oraz zapewnienie wymaganej otuliny.

WYTYCZNE DO MONTAŻU W DESKOWANIU SIATEK I SZKIELETÓW ZBROJENIA Przeznaczenie zbrojenia Sposób montażu –rodzaj zbrojenia Warunki montażu SŁUPY Ręczny - szkielet Masa szkieletu < 120 kg i wysokości < 3,5m. Montaż w deskowaniu, przez 3 zbrojarzy, poprzez obrót dokoła dolnego końca Żurawiem - szkielet Masa > 120 kg i wysokości >3,5m Do ustawiania szkieletu w deskowaniu 3 zbrojarzy. BELKI Masa szkieletu < 180kg; Do ustawianiu szkieletu w deskowaniu 4 zbrojarzy. Masa szkieletu > 180kg; Do ustawiania szkieletu w deskowaniu 3 zbrojarzy PŁYTY   Ręczny- siatki Masa siatki < 180kg – 3 zbrojarzy Masa siatki 180 – 210 kg – 4 zbrojarzy. Żurawiem – siatki lub szkielety Masa półfabrykatu zbrojenia > 180kg; Do ustawiania w deskowaniu 3 zbrojarzy

SZCZEGÓLNE WYMAGANIA KONSTRUKCYJNE zakotwienie prętów – wg wymagań norm konstrukcyjnych pręt powinien być zakotwiony w betonie, w obszarze, w którym już nie pracuje (tzn. nie jest potrzebny obliczeniowo). W związku z tym istnieją różne formy zakończenia pręta: proste: tylko pręty żebrowane; muszą być przeciągnięte za przekrój w którym są jeszcze niezbędne obliczeniowo na długość zakotwienia la ( wielkości w normie żelbetowej) w kształcie haka lub pętli ( zwłaszcza dla stali gładkiej) w postaci dodatkowego elementu poprzecznego zamocowanego na końcu pręta – płytka przyspawana, pręt poprzeczny, nakrętka na nagwintowanym końcu

SZCZEGÓLNE WYMAGANIA KONSTRUKCYJNE łączenie podłużne prętów – powinno się unikać łączenia podłużnego jeżeli konieczne to nie może być w przekroju gdzie występują znaczne naprężenia; możliwe jest spajanie czołowe prętów lub łączenie na zakład drutem wiązałkowym

wymiary zbrojenia ( długość, szerokość, wysokość) KONROLA WYKONANIA ZBROJENIA I USYTUOWANIA W DESKOWANIU - TZW. ODBIÓR ZBROJENIA ZAKRES KONTROLI A. Jakość wykonania zbrojenia ( kontrola w miejscu wykonania tj. poza deskowaniem lub w deskowaniu) zgodność z projektem : wymiary zbrojenia ( długość, szerokość, wysokość) wymiary „ wypuszczonego” zbrojenia ( służy do połączenia ze zbrojeniem innego elementu np. zbrojenia stopy fundamentowej ze zbrojeniem słupa) liczba i średnice prętów i ich rozmieszczenie w poszczególnych miejscach konstrukcji

zgodność z projektem (CD) : KONROLA WYKONANIA ZBROJENIA I USYTUOWANIA W DESKOWANIU - TZW. ODBIÓR ZBROJENIA zgodność z projektem (CD) : rozstaw strzemion i trwałość ich połączenia z prętami nośnymi dokładność wykonania odgięć rodzaj i liczba, usytuowanie oraz jakość połączenia ze zbrojeniem elementów wyposażenia ( tzw.marki) tj. kształtowniki, płaskowniki , tuleje itp. ( służą do mocowania różnych elementów do gotowej konstrukcji)

stan prętów zbrojenia : korozja odkształcenie KONROLA WYKONANIA ZBROJENIA I USYTUOWANIA W DESKOWANIU - TZW. ODBIÓR ZBROJENIA stan prętów zbrojenia : korozja odkształcenie zabrudzenie: ziemią , środkami antyadhezyjnymi jakość połączeń prętów: występowanie uszkodzonych skrzyżowań w siatkach lub szkieletach płaskich spawanych lub zgrzewanych trwałość połączeń wiązanych

B. Jakość usytuowania zbrojenia w deskowaniu KONROLA WYKONANIA ZBROJENIA I USYTUOWANIA W DESKOWANIU - TZW. ODBIÓR ZBROJENIA ZAKRES KONTROLI B. Jakość usytuowania zbrojenia w deskowaniu grubość otuliny między zbrojeniem i deskowaniem oraz rodzaj, rozstaw i jakość mocowania do zbrojenia podkładek dystansowych trwałość stabilizacji w deskowaniu zbrojenia mogącego przemieścić się podczas betonowania ( np. zbrojenie górne w płytach wspornikowych )

DOKUMENTACJA Z ODBIORU ZBROJENIA Dokumentację stanowią: protokół, zawierający : nazwę i oznaczenie, zgodne z projektem, zbrojenia elementu konstrukcji numery rysunków roboczych zbrojenia odstępstwa od projektu informację o usunięciu występujących wad i usterek zbrojenia wniosek o dopuszczenie ( lub niedopuszczenie) do betonowania

DOKUMENTACJA Z ODBIORU ZBROJENIA załączniki do protokołu, stanowiące: zaświadczenie od producentów o jakości siatek i szkieletów zgrzewanych protokoły z badania połączeń zgrzewanych i spawanych na placu budowy odpisy lub wykaz dokumentów o pozwolenie na wprowadzenie zmian w projekcie roboczym wpis do dziennika budowy o dopuszczeniu ( lub niedopuszczeniu) do betonowania

DOPUSZCZALNE ODCHYLENIA WYMIARÓW W WYKONANIU ZBROJENIA Odchylenie Wartość odchylenia   Od wymiarów siatek i szkieletów wiązanych lub zgrzewanych: a) na długości elementu + 10 mm b) na szerokości ( wysokości) elementu przy wymiarze do 1m + 5 mm przy wymiarze powyżej 1m + 10 mm W rozstawie prętów podłużnych, pop- rzecznych i strzemion: a) przy średnicy d < 20 mm + 10 mm b) przy średnicy d > 20 mm + 0,5 d W położeniu odgięć prętów + 2d W grubości warstwy otulającej + 10 mm - 0 W położeniu połączeń ( styków ) prętów + 25mm

PRZEMYSŁOWA PRODUKCJA ZBROJEŃ Odbywa się w wyspecjalizowanym oddziale wytwórni prefabrykatów (zbrojarnia) lub w skali masowej w wytwórni zbrojenia. Produkcja zbrojeń może obejmować następujące grupy działań: polepszanie właściwości stali przygotowanie elementów zbrojeń łączenie elementów zbrojeń zabezpieczenie antykorozyjne zbrojeń

POLEPSZANIE WŁAŚCIWOŚCI STALI Oprócz kształtowania cech stali na etapie jej wytwarzania możliwe jest także poprawianie pewnych jej właściwości w wytwórni zbrojenia. profilowanie ( walcowanie na zimno – wgnioty w celu poprawy przyczepności) przeciąganie na zimno, wzmacnianie elektrotermiczne (hartowanie), skręcanie – służą podwyższeniu granicy plastyczności i wytrzymałości falowanie – trwałe odkształcenie w celu zwiększenia przyczepności stali sprężającej

PRZYGOTOWANIE ELEMENTÓW ZBROJEŃ prostowanie, cięcie i czyszczenie drutów z kręgów proces mechaniczny wykonywany przy użyciu prościarek z nożycami, jw. prętów prostych proces ręczny wykonywany przy użyciu stołu zbrojarskiego i kluczy, kleszczy zbrojarskich, nożyc ręcznych, mechanicznych lub hydraulicznych gięcie prętów – wykonuje się mechaniczną giętarką w przypadku prętów grubych lub ręcznie (stół zbrojarski) w przypadku prętów małych średnic cięcie siatek gięcie siatek

ŁĄCZENIE ELEMENTÓW ZBROJEŃ wiązanie ręczne – miękkim wyżarzonym drutem wiązałkowym z motka przy pomocy cążków spawanie – łukowe lub gazowe, dotyczy stali spawalnej: rozgrzanie prętów powoduje nadtopienie brzegów części łączonych i wypełnienie szczeliny płynnym metalem elektrody ( drutu spoinowego): sprzęt – spawarka, elektroda lub butle acetylenowe i tlenowe z drutem spoinowym zgrzewanie – części zgrzewane włączone są w obwód prądu, zamykany w chwili zetknięcia się tych części ze sobą. Opór elektryczny powoduje wzrost temperatury i nadtopienie się powierzchni styku; wtedy następuje silny docisk mechaniczny

ZABEZPIECZENIE ANTYKOROZYJNE STALI Stal zbrojeniowa jest nieodporna na korozję ( zwłaszcza utlenianie) – pojawianie się rdzy na powierzchni prętów pogarsza przyczepność do betonu, korozja w betonie może powodować z czasem zmniejszanie przekrojów prętów Zasadniczo beton, który ma odczyn alkaliczny stanowi dobrą ochronę przed korozją o ile jest szczelny – stąd wymagania co do grubości otuliny Do zabezpieczeń antykorozyjnych stosuje się powłoki metaliczne – natrysk roztopionym metalem, bądź powłoki malarskie – bogata oferta środków do powierzchniowej pasywacji zbrojenia, także mleczko cementowe.