Czerwiec 2007 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa
Czerwiec 2007 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa
Czerwiec 2007 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
TECHNOLOGIE<br />
Lekkie konstrukcje<br />
w budownictwie – rozwój, stan obecny<br />
W budownictwie nieustannie poszukuje się nowych rozwiązań. Ich rozwój warto<br />
prześledzić na przykładach konstrukcji wykonanych zarówno na świecie, jak i w Polsce.<br />
Szybko dochodzi się do wniosku, że wznoszone obiekty są coraz lżejsze i bardziej<br />
zaawansowane technologicznie.<br />
Omawiane obiekty pokazano<br />
na zdjęciach<br />
i zaopatrzono krótkimi<br />
komentarzami dotyczącymi<br />
podstaw teoretycznych,<br />
badań doświadczalnych, zastosowań<br />
nowych systemów konstrukcyjnych<br />
i materiałów.<br />
Lekkie konstrukcje<br />
w inżynierii lądowej<br />
Fot. 1. Powłoka żelbetowa<br />
zaprojektowana przez Islera<br />
Fot. 2. Powłoka żelbetowa nad halą<br />
lotniska w Kijowie, Rosja<br />
Jako pierwsze wskazać można<br />
kopuły żelbetowe, fot. 1, 2. Do najbardziej<br />
znanych należą te zaprojektowane<br />
przez Torroja i Islera (patrz LSCE<br />
’95 księgi [24] lub [17]). Szczególnie<br />
powłoki Islera są projektowane w niemal<br />
stanie bezmomentowym.<br />
Różne typy ciągłych powłok drewnianych<br />
czy żebrowo-powłokowych<br />
były budowane na całym świecie. Największa<br />
powłoka drewniana ma 162 m<br />
swobodnej rozpiętości (Takoma, USA,<br />
1983 – za Makowskim LSCE’ 95 [24]).<br />
Z kolei przestrzenne konstrukcje<br />
prętowe pozwalają osiągać duże<br />
rozpiętości przekryć bez stosowania<br />
podpór pośrednich. Projekty takie dotyczą<br />
dachów lub stropów płaskich,<br />
walcowych, beczkowych i kopuł. Największe<br />
kopuły prętowe, wykonane ze<br />
stali, osiągały nawet powyżej 200 m<br />
rozpiętości. Te konstrukcje wykazują<br />
dobrą sztywność. Ich podstawową ideą<br />
jest zastosowanie najlepiej jednego typowego<br />
pręta i węzła lub najwyżej kilków.<br />
Ciężar własny dla konstrukcji<br />
nie jest korzystny.<br />
Warto tu przypomnieć mądrą sentencję,<br />
wypowiedzianą przez założyciela<br />
IASS (International Association for<br />
Shell and Spatial Structures) – Eduardo<br />
Torroja (1899–1961): „z konstrukcji należy<br />
usunąć cały zbędny materiał”.<br />
Lekki dach, ściany, ścianki działowe<br />
i tymczasowe oraz stropy generują lżejsze<br />
elementy podpierające: ściany nośne,<br />
słupy i fundamenty. W konsekwencji<br />
mamy mniej wbudowanego materiału,<br />
łatwiejszy montaż przy zastosowaniu<br />
lżejszych dźwigów czy nawet montaż<br />
ręczny, krótszy czas budowy i w sumie<br />
znacznie tańszą inwestycję.<br />
Najlepsze przykłady rozwoju konstrukcji<br />
lekkich prezentują podane<br />
w bibliografii książki. Wskazane zostały<br />
jedynie ciekawsze opracowania mono-<br />
W 1995 r. Komitet Naukowy konferencji<br />
na temat Konstrukcji Lekkich<br />
w Inżynierii Lądowej (skrót ang.<br />
LSCE) opracował następującą definicję:<br />
konstrukcje lekkie należą do<br />
obiektów budowlanych wzniesionych<br />
przez ludzi, które wyróżniają się<br />
w porównaniu do podobnych, wybudowanych<br />
poprzednio, stosunkowo<br />
małą ilością wbudowanego materiału<br />
i zapewniają jednocześnie ekstremalnie<br />
wysokie parametry eksploatacyjne:<br />
duże rozpiętości dachów lub<br />
mostów bez stosowania podpór pośrednich,<br />
wysokość budynku, masztu<br />
lub wieży, ekstremalnie duże swobodne<br />
powierzchnie lub objętości użytkowe<br />
hal, zbiorników i rezerwuarów.<br />
W obecnym budownictwie są stosowane<br />
niemal wszystkie znane dotąd<br />
tradycyjne i nowe materiały, lecz<br />
użyte niekonwencjonalnie. Pozwala<br />
to osiągać bardzo często wyjątkowe<br />
parametry wznoszonego obiektu.<br />
Niebywałe wcześniej możliwości<br />
osiąga się dzięki nowym schematom<br />
konstrukcyjnym w połączeniu z zastosowaniem<br />
lekkich, lecz bardzo<br />
wytrzymałych materiałów. Pozwala<br />
to osiągać większe rozpiętości lub<br />
wysokości wież, masztów i budyngraficzne.<br />
Przegląd literatury dowodzi,<br />
że szybki rozwój konstrukcji lekkich<br />
obserwowano od połowy XX w.<br />
Niemożliwe jest wspomnienie<br />
w jednym artykule wszystkich typów<br />
budowanych obiektów. Z tego powodu<br />
omówiono krótko jedynie niektóre<br />
z nich, bardziej typowe. Szerszą<br />
dokumentację konstrukcji lekkich<br />
zbudowanych na świecie podano np.<br />
w książkach: Makowskiego [19],<br />
Bródki [3], Isono [15–17], Saitoha [27],<br />
Obrębskiego [24] oraz księgach konferencyjnych<br />
LSA ’86, ’98 [10, 28].<br />
Dachy dużych rozpiętości<br />
bez podpór pośrednich<br />
62 INŻYNIER BUDOWNICTWA CZERWIEC <strong>2007</strong>
Change language