Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki

Konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe. Podstawy diagnostyki
Nazwa serii: Prace Naukowe Instytutu Techniki Budowlanej - Monografie

rok wydania: 2020
ISBN: 978-83-249-8566-1
ilość stron: 192
oprawa: miękka

Opis

Przedmiotem monografii są konstrukcje wieżowe żelbetowe i murowe (kominy żelbetowe i murowane, wieże telekomunikacyjne, wieże antenowe, widokowe 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. W pracy 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. Ukazano wiele oryginalnych rozwiązań w postaci analitycznej (zależności matematycznych), z uwzględnieniem fizycznej nieliniowości materiałów. Otrzymane rozwiązania przedstawiono w postaci krzywych interakcji siła osiowa – moment zginający. 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). Ukazano także diagnostykę poszczególnych typów konstrukcji wieżowych oraz przedstawiono system komputerowo wspomaganego monitoringu konstrukcji wieżowych wraz z programami komputerowymi powstałymi na bazie opracowanych w monografii algorytmów obliczeniowych.

Spis treści

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 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 / 123
6.1. Uwagi ogólne
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