33-44 kiernozycki.indd - Przegląd Budowlany
33-44 kiernozycki.indd - Przegląd Budowlany
33-44 kiernozycki.indd - Przegląd Budowlany
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
Przerwy dylatacyjne w konstrukcjach<br />
żelbetowych<br />
Prof. dr hab. inż. Włodzimierz Kiernożycki, Politechnika Szczecińska,<br />
mgr inż. Mirosław Lipski, Intop, Szczecin<br />
1. Wprowadzenie<br />
Przerwy dylatacyjne wyznaczają<br />
miejsca całkowitego lub częściowego<br />
podziału konstrukcji na poszczególne<br />
wyodrębnione jej części lub<br />
elementy. Mogą występować czasowo<br />
– w fazie realizacji budowli<br />
bądź też określać miejsca trwałego<br />
podziału konstrukcji – stanowiąc<br />
element świadomego kształtowania<br />
schematu statycznego ustroju.<br />
Umożliwiają zazwyczaj ograniczoną<br />
swobodę przemieszczeń oraz<br />
obrotów poszczególnych części<br />
budowli lub jej elementów względem<br />
sąsiednich, bądź tylko w fazie<br />
realizacji obiektu, bądź w fazach<br />
jego realizacji, jak i użytkowania.<br />
Występują zarówno w obiektach<br />
wznoszonych z elementów prefabrykowanych,<br />
jak i wykonywanych<br />
w technologii betonu monolitycznego.<br />
Przerwy dylatacyjne kształtując<br />
schemat statyczny konstrukcji<br />
wywierają wpływ na wartości sił<br />
wewnętrznych w poszczególnych<br />
jej elementach.<br />
Konieczność wprowadzania przerw<br />
dylatacyjnych we wznoszonych<br />
obiektach wynika zazwyczaj z uwarunkowaństatyczno-konstrukcyjnych,technologiczno-organizacyjnych,<br />
funkcjonalnych, a nierzadko<br />
też estetycznych. Często wymienione<br />
uwarunkowania występują<br />
łącznie, co może ułatwić, ale również<br />
komplikować wybór właściwego<br />
rozwiązania.<br />
Zróżnicowane funkcje przerw dylatacyjnych,<br />
wynikające ze ściśle<br />
określonych uwarunkowań statyczno-konstrukcyjnych,technologiczno-organizacyjnych<br />
i funkcjonalnych,<br />
a także obciążeń wyko-<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
nanego elementu budowlanego<br />
oraz innych zewnętrznych warunków<br />
jego eksploatacji, wpływają<br />
na techniczny sposób ich wykonania.<br />
Poza prostym podziałem konstrukcji<br />
na poszczególne jej części,<br />
z zachowaniem między nimi<br />
niezbędnego odstępu z ewentualnym<br />
uszczelnieniem przestrzeni<br />
powstałych pomiędzy sąsiednimi<br />
elementami, coraz częściej<br />
w przekroju przerwy dylatacyjnej<br />
montuje się złożone profile ochronne<br />
oraz mechanizmy umożliwiające<br />
wybiórczo przesuw lub obrót<br />
łączonych elementów konstrukcji.<br />
Zaawansowane mechanicznie<br />
„urządzenia dylatacyjne” gwarantują<br />
nie tylko założoną liczbę stopni<br />
swobody łączonych elementów<br />
w ściśle określonych kierunkach,<br />
ale również przejmowanie występujących<br />
między nimi niektórych<br />
oddziaływań statycznych, np. sił<br />
poprzecznych.<br />
2. Systematyka i rozwiązania<br />
konstrukcyjne przerw dylatacyjnych<br />
Tradycyjny podział przerw dylatacyjnych<br />
związany jest z występującymi<br />
na budowle oddziaływaniami,<br />
wywoływanymi różnymi warunkami<br />
ich eksploatacji oraz wpływem<br />
otoczenia. W pracy [2] wymieniono<br />
następujące rodzaje przerw dylatacyjnych:<br />
1. Dylatacyjne przerwy termiczne<br />
Przeciwdziałają negatywnym wpływom<br />
zmian temperatury zewnętrznej,<br />
której wahania dobowe oraz<br />
roczne wywołują skrócenie lub<br />
wydłużenie poszczególnych elementów<br />
konstrukcji, a w przypadku<br />
nierównomiernego rozkładu temperatury<br />
również ich wyginanie i skręcanie.<br />
W układach statycznie niewyznaczalnych<br />
zmiany temperatury<br />
generują wzrost sił wewnętrznych,<br />
które mogą doprowadzić do tworzenia<br />
się rys i pęknięć.<br />
2. Dylatacyjne przerwy skurczowe<br />
Przeciwdziałają następstwom<br />
skurczu twardniejącego betonu.<br />
Stosowane są w obiektach realizowanych<br />
w technologii betonu<br />
monolitycznego, szczególnie wówczas,<br />
gdy wymagana jest szczelność<br />
poszczególnych przegród<br />
– np. zbiorniki na ciecze.<br />
3. Przerwy dylatacyjne umożliwiające<br />
swobodę osiadania<br />
poszczególnych segmentów<br />
budowli<br />
Tego rodzaju pionowe przerwy dy-<br />
latacyjne obejmują zazwyczaj<br />
całość konstrukcji wraz z fundamentem.<br />
Stosowane są na terenach<br />
szkód górniczych, przy zmianie<br />
rodzaju fundamentów, różnej<br />
konstrukcji i obciążeniach poszczególnych<br />
segmentów budowli,<br />
w przypadku rozbudowy obiektu<br />
– pomiędzy obiektami już istniejącymi<br />
i nowo wznoszonymi.<br />
4. Przerwy dylatacyjne zabezpieczające<br />
obiekt lub jego poszczególne<br />
elementy przed wpływem<br />
oddziaływań dynamicznych lub<br />
akustycznych<br />
Ograniczają następstwa drgań na<br />
konstrukcje generowane np. trzęsieniami<br />
ziemi, ruchem ulicznym<br />
oraz innymi źródłami pochodzącymi<br />
z zewnątrz. W tej grupie<br />
mieszczą się również „dylatacyjne<br />
przerwy wewnętrzne”, stosowane<br />
wewnątrz budynków przemysłowych<br />
i mieszkalnych np.: izolacje<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
<strong>33</strong>
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
34<br />
Tabela 1. Rodzaje przerw dylatacyjnych<br />
Przerwa dylatacyjna<br />
(wymagane funkcje)<br />
1. Ruchome przerwy dylatacyjne<br />
(umożliwienie swobody przemieszczeń<br />
sąsiednich elementów:<br />
– poziomych<br />
– pionowych<br />
– obrotów<br />
– przemieszczenia złożone)<br />
2. Robocze przerwy dylatacyjne (umożliwienie<br />
etapowej realizacji obiektu z<br />
uwagi na:<br />
– zmienne w czasie właściwości stosowanego<br />
materiału<br />
– różnice czasowe wznoszenia<br />
poszczególnych elementów konstrukcji<br />
– różne właściwości fizyczne stosowanych<br />
materiałów)<br />
3. Konstrukcyjne przerwy dylatacyjne<br />
(umożliwiające połączenie sąsiednich<br />
elementów z zachowaniem ściśle<br />
określonych stopni swobody oraz<br />
gwarantujące przejęcie niektórych sił<br />
wewnętrznych)<br />
wibroakustyczne pod maszyny, izolacje<br />
akustyczne podłóg i ścian.<br />
5. Dylatacyjne przerwy konstrukcyjne<br />
W opracowaniu [2], do tej grupy<br />
przerw dylatacyjnych zaliczono<br />
min.: dylatacje dachów, tarasów,<br />
gzymsów, stropów i ścian oraz żelbetowych<br />
konstrukcji ramowych<br />
– monolitycznych i prefabrykowanych.<br />
Do przerw dylatacyjnych zaliczono<br />
również miejsca łączenia<br />
(podparcia) poszczególnych elementów<br />
prefabrykowanych.<br />
Bardziej ogólny podział przerw<br />
dylatacyjnych, związany z ich konstrukcją<br />
oraz uwarunkowaniami<br />
funkcjonalnymi, podaje E. Hampe<br />
[3]. Ogólnie, przerwy dylatacyjne<br />
dzieli na trzy grupy:<br />
1. Ruchome przerwy dylatacyjne<br />
– umożliwiające swobodę przemieszczeń<br />
przyległych elementów<br />
w wybranych lub we wszystkich<br />
kierunkach, wraz z ewentualną<br />
możliwością ich obrotów.<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
Przykłady oddziaływań Przykłady konstrukcji<br />
– wpływy termiczne, skurcz betonu<br />
– nierównomierne osiadanie, wpływy termiczne<br />
– zmienne obciążenie przęseł<br />
– łączny wpływ temperatury i obciążeń<br />
zewnętrznych<br />
– szybkość twardnienia betonu, wpływy<br />
termiczne generowane ciepłem twardnienia<br />
cementu<br />
– oddziaływania termiczne wywoływane ciepłem<br />
twardnienia cementu, różnice skurczu<br />
twardniejącego betonu<br />
– zmiany temperatury zewnętrznej, zróżnicowany<br />
skurcz lub pęcznienie stosowanych<br />
materiałów<br />
– zmiany temperatury zewnętrznej, skurcz<br />
twardniejącego betonu<br />
2. Robocze przerwy dylatacyjne<br />
– stosowane ze względów technologiczno-organizacyjnych,technologiczno-materiałowych<br />
oraz estetycznych<br />
(np. płaszczyzny zespolenia<br />
masywnych płyt fundamentowych<br />
betonowanych warstwowo).<br />
3. Konstrukcyjne przerwy dylatacyjne<br />
gwarantujące określoną liczbę<br />
stopni swobody w miejscach<br />
łączenia elementów, ale również<br />
przejmowanie niektórych sił statycznych<br />
(np. ślizgowe podparcia<br />
belek, przeguby itp.).<br />
Poza wymienionymi klasyfikacjami<br />
wyróżnia się:<br />
– otwarte przerwy dylatacyjne<br />
(przepuszczające wodę),<br />
– przerwy dylatacyjne odporne<br />
na działanie wilgoci i wody bez<br />
ciśnienia,<br />
– przerwy dylatacyjne odporne<br />
na działanie wody pod ciśnieniem.<br />
W wielu przypadkach stosuje się<br />
rozwiązania „bez przerw dylatacyjnych”.<br />
Dotyczy to szczególnie<br />
– stropodachy, posadzki, ściany zbiorników<br />
– obiekt realizowany na terenie o zróżnicowanym<br />
profilu geotechnicznym, wykładziny kominów energetycznych<br />
– prefabrykowane przęsła obiektów handlowych<br />
– przęsła konstrukcji mostowych<br />
– konstrukcje monolityczne, konstrukcje masywne<br />
wznoszone metodą betonowania warstwowego<br />
– połączenie ściany z płytą lub ławą fundamentową po<br />
dłuższej przerwie w betonowaniu<br />
– okładziny zewnętrzne elementów konstrukcyjnych,<br />
przejścia elementów instalacyjnych przez układ konstrukcyjny<br />
obiektu<br />
– połączenia elementów prefabrykowanych np.<br />
słup–rygiel, połączenia pomiędzy elementami realizowanymi<br />
w technologii betonu monolitycznego, łożyska<br />
i przeguby konstrukcji monolitycznych i prefabrykowanych<br />
oddziaływań związanych z wpływem<br />
zmian temperatury oraz skurczu<br />
twardniejącego betonu. Odpowiednio<br />
dobrane zbrojenie realizowanych<br />
elementów rozprasza rysy<br />
na ich długości, z zachowaniem<br />
dopuszczalnej szerokości ich rozwarcia,<br />
kompensując sumaryczne<br />
przemieszczenia, które mogłyby<br />
wystąpić w miejscach tradycyjnych<br />
przerw dylatacyjnych.<br />
W tabeli 1 podano ogólny podział<br />
przerw dylatacyjnych z uwagi<br />
na ich konstrukcje i wymagania<br />
funkcjonalne oraz występujące<br />
oddziaływania. Przedstawiono<br />
również przykłady stosowania tego<br />
typu rozwiązań w praktyce budowlanej.<br />
Wybór konstrukcji przerw dylatacyjnych<br />
związany jest przede<br />
wszystkim z ich przeznaczeniem<br />
funkcjonalnym oraz rodzajem<br />
i wielkością występujących obciążeń.<br />
Szczególnie znaczący wpływ<br />
na wybór rozwiązania technicz-<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
a)<br />
c)<br />
1 2<br />
5 6 7 8<br />
nego konstrukcji przerwy dylatacyjnej<br />
mają wielkości występujących<br />
obciążeń oddziaływujących<br />
na sąsiednie elementy obiektu<br />
wywoływane np. zmiennym obciążeniem<br />
użytkowym lub termicznym<br />
– w zależności od spodziewanych<br />
wahań temperatury i długości<br />
przyległych elementów oraz<br />
zachowanie warunku szczelności<br />
przed wpływem wilgoci lub wody<br />
pod ciśnieniem. Niektóre z wymienionych<br />
uwarunkowań omówiono<br />
szerzej w pukncie 2.3 artykułu.<br />
W zależności od sposobu kształtowania<br />
przerwy można wyróżnić:<br />
– przerwy dylatacyjne kształtowane<br />
tradycyjnie, pozostawiające<br />
zazwyczaj wolną przestrzeń pomiędzy<br />
poszczególnymi elementami<br />
lub segmentami budowli, do zabudowy<br />
której mogą być zastosowane<br />
rożne materiały, które nie są<br />
ze sobą bezpośrednio powiązane<br />
mechanicznie,<br />
– przerwy dylatacyjne wypełnione<br />
urządzeniami dylatacyjnymi, które<br />
jako całość stanowią bezpośrednio<br />
powiązaną ze sobą konstrukcję<br />
mechaniczną.<br />
2.1. Przerwy dylatacyjne kształtowane<br />
tradycyjnie<br />
Przerwy dylatacyjne kształtowane<br />
tradycyjnie stosowane są zazwyczaj<br />
w obiektach budownictwa<br />
ogólnego, w niektórych obiektach<br />
przemysłowych, w konstrukcjach<br />
zbiorników na ciecze oraz obiektach<br />
mostowych o małej rozpiętości<br />
przęseł.<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
9<br />
1<br />
2<br />
6<br />
b)<br />
d)<br />
3<br />
• Obiekty budownictwa ogólnego<br />
– Przerwy dylatacyjne ścian i stropodachów<br />
Ściany zewnętrzne tego typu<br />
budowli narażone są na wpływ<br />
temperatur zewnętrznych, działanie<br />
opadów atmosferycznych, wiatru,<br />
nieraz również na nierównomierne<br />
osiadanie. Na rysunku 1 przedsta-<br />
5<br />
6<br />
10<br />
11<br />
4<br />
wiono różne rozwiązania przerw<br />
dylatacyjnych ścian zewnętrznych<br />
według E. Cziesielskiego [4].<br />
Dylatacje budynków z elementów<br />
wielkopłytowych wykonywa-<br />
4<br />
8<br />
Rys. 2. Przykład przerwy dylatacyjnej tarczy stropodachu<br />
Piwnica<br />
1<br />
2<br />
2<br />
3<br />
7<br />
1 – izolacje powłokowe<br />
2 – ścianka dociskowa<br />
Rys. 3. Pionowa przerwa dylatacyjna ściany piwnicy [2]<br />
1<br />
Rys. 1. Rozwiązania przerw dylatacyjnych<br />
ścian zewnętrznych: a) uszczel<br />
nienie materiałem elastycznym,<br />
b) przerwa dylatacyjna wypełniona profilem<br />
uszczelniającym, c) przerwy dylatacyjne<br />
elementów wielkopłytowych,<br />
d) przerwy zabezpieczone taśmami<br />
(1 – wkładka elastyczna, 2 – masa uszczel<br />
niająca, 3 – profil uszczelniający,<br />
4 – profil zaciskowy, 5 – kanały pionowe,<br />
6 – uszczelnienie przeciwwiatrowe,<br />
7 – przestrzeń dekompresji,<br />
8 – uszczelnienie przeciwdeszczowe,<br />
9 – oddziaływania deszczu, 10 – klej,<br />
11 – taśma uszczelniająca) [4]<br />
no zazwyczaj przez ustawienie<br />
podwójnych poprzecznych ścian<br />
nośnych z przerwaniem na nich<br />
ciągłości stropów i ścian. Takie<br />
szczeliny wymagają zabezpieczenia<br />
budynku przed wnikaniem wód<br />
opadowych oraz stratami ciepła.<br />
Przerwy te muszą być jednocześnie<br />
wentylowane, co wymaga spe-<br />
1– płyty dachowe<br />
2 – warstwa poślizgowa<br />
3 – warstwa elastyczna<br />
4 – izolacja przeciwpoślizgowa<br />
5 – izolacja termiczna<br />
6 – szlichta cementowa<br />
7 – szczelina dylatacyjna<br />
8 – warstwy pokrycia<br />
cjalnego opierzenia na poziomie<br />
cokołu i dachu. Istotny problem<br />
stanowią również złącza prefabrykatów<br />
– rys. 1 c), które nie zawsze<br />
zachowują szczelność. W ścianach<br />
Piwnica<br />
1<br />
2<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
35
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
36<br />
a) b)<br />
5<br />
4 2 3 1<br />
Propozycja konstrukcji<br />
poziomej szczeliny<br />
dylatacyjnej w murze licowym<br />
6<br />
zewnętrznych często występują<br />
przecieki, szczególnie na wyższych<br />
kondygnacjach. Jednym z powodów<br />
nieszczelności tych złącz są<br />
termiczne ruchy nie zdylatowanej<br />
tarczy stropodachowej [1]. Tarcza<br />
stropodachowa powinna mieć<br />
swobodę odkształceń względem<br />
konstrukcji budynku. Przykładową<br />
konstrukcję przerwy dylatacyjnej<br />
tarczy stropodachu przedstawiono<br />
na rysunku 2.<br />
Tradycyjne konstrukcje pionowych<br />
przerw dylatacyjnych ścian<br />
zewnętrznych budynków narażonych<br />
na parcie wody przedstawiono<br />
na rysunku 3 [2].<br />
W obiektach budownictwa ogólnego<br />
stosowane są często warstwowe<br />
ściany zewnętrzne z pustką<br />
powietrzną lub z pustką powietrzną<br />
i izolacją cieplną, bądź tylko<br />
z izolacją cieplną. Zróżnicowany<br />
wpływy temperatury zewnętrznej<br />
na warstwę licową oraz konstrukcyjną<br />
wywołuje ich niejednakowe<br />
zmiany objętościowe. Z tego powodu,<br />
niezależnie od przerw dylatacyjnych<br />
warstwy konstrukcyjnej,<br />
należy stosować również pionowe<br />
i poziome przerwy dylatacyjne<br />
w zewnętrznej warstwie wykończeniowej.<br />
Poziome szczeliny dylatacyjne<br />
warstwy licowej sytuowane<br />
są wzdłuż linii jej podparcia.<br />
W zależności od grubości warstwy<br />
zewnętrznej, maksymalne odstępy<br />
w pionie pomiędzy poziomami<br />
podparcia warstwy licowej mieszczą<br />
się w granicach od 12÷20 m.<br />
Ze względów estetycznych, szcze-<br />
40–50 mm<br />
12–20 mm<br />
1<br />
20 mm<br />
(min 15 mm)<br />
Propozycja konstrukcji<br />
pionowej szczeliny<br />
dylatacyjnej w murze licowym<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
1 – linia muru po rozszerzeniu<br />
2 – linia muru po skurczeniu<br />
3 – profil z pianki elastycznej<br />
4 – zagruntowane podłoże<br />
5 – masa uszczelniająca<br />
6 – wspornik<br />
Rys. 4. Pozioma – a) i pionowa – b) przerwa dylatacyjna w murze licowym<br />
(propozycja rozwiązania technicznego wg [5])<br />
liny te sytuowane są zazwyczaj<br />
w górnej linii poziomej otworów<br />
okiennych. W zależności od usytuowania<br />
elewacji względem stron<br />
świata, co związane jest ze zmianami<br />
intensywności nasłonecznienia,<br />
odstępy pomiędzy pionowymi<br />
szczelinami dylatacyjnymi<br />
nie mogą być większe od 7÷14 m<br />
[5]. Przykłady uszczelnienia tych<br />
przerw dylatacyjnych, podane<br />
w jednym z katalogów firmowych<br />
mocowań murów licowych, przedstawiono<br />
na rysunku 4.<br />
4<br />
4<br />
3<br />
4<br />
2<br />
2<br />
– Przerwy dylatacyjne podłóg<br />
Pomijając nadmierne ugięcia podłóg<br />
betonowych wykonywanych<br />
bezpośrednio na gruncie, wynikających<br />
zazwyczaj z osiadania same-<br />
go podłoża lub nadmiernych<br />
odkształceń niewłaściwie dobranej<br />
izolacji cieplnej, można uznać,<br />
że potrzeba wykonywania szczelin<br />
dylatacyjnych związana jest przede<br />
wszystkim ze skurczem wysychającego<br />
betonu. Siły tarcia występujące<br />
w miejscu styku podkładu betonowego<br />
z podłożem ograniczają<br />
jej swobodę odkształceń, co generuje<br />
skurczowe naprężenia wymuszone<br />
prowadzące często do ich spękań,<br />
obejmujących cały przekrój<br />
konstrukcji. W zależności od miejsca<br />
usytuowania podłogi w budowli,<br />
jej konstrukcja może składać się<br />
z kilku warstw: posadzki, podkładu,<br />
izolacji cieplnej bądź przeciwdźwiękowej<br />
oraz izolacji przeciwwilgociowych<br />
lub przeciwwodnych. Sposób<br />
rozwiązania styku między warstwą<br />
konstrukcyjną podłogi a podłożem<br />
pozwala wyróżnić:<br />
– podłogi związane z podłożem,<br />
– podłogi pływające, układane na<br />
warstwie poślizgowej.<br />
Rys. 5. Betonowa podłoga związana z podłożem: 1 – posypka piaskowa,<br />
2 – podbudowa betonowa, 3 – podkład betonowy lub żelbetowy (warstwa nośna),<br />
4 – posadzka) [6]<br />
5<br />
1<br />
5<br />
3<br />
4<br />
2<br />
2<br />
Rys. 6. Betonowa podłoga nie związana z podłożem (pływająca): 1 – podsypka<br />
piaskowa, 2 – podbudowa betonowa, 3 – warstwa poślizgowa (pozioma<br />
przerwa dylatacyjna), 4 – podkład betonowy lub żelbetowy (warstwa nośna),<br />
5 – posadzka [6]<br />
3<br />
3<br />
1<br />
1<br />
1<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
3<br />
A A<br />
a<br />
Grubość podkładu betonowego<br />
układanego na podsypce piaskowej<br />
na gruncie, spełniającego funkcje<br />
nośnej warstwy konstrukcyjnej,<br />
w zależności od wielkości i rodzaju<br />
obciążeń, mieści się zazwyczaj<br />
w granicach od 10÷40 cm. Grubość<br />
warstwy wykończeniowej tradycyj-<br />
nej posadzki mineralnej nie przekracza<br />
3–5 cm, a przy stosowaniu<br />
specjalnych trudnościeralnych<br />
materiałów kompozytowych – kilku<br />
milimetrów.<br />
Minimalna grubość podkładu układanego<br />
na warstwie poślizgowej<br />
nie powinna być mniejsza niż 12<br />
cm. Wymagania zachowania minimalnej<br />
grubości podłóg „pływających”<br />
wynikają z ograniczenia<br />
niebezpieczeństwa ich deformowania<br />
się, w następstwie niejednorodnego<br />
skurczu i wpływu<br />
temperatury. Możliwość swobody<br />
odkształceń poziomych podłogi<br />
determinuje rodzaj zastosowanej<br />
warstwy poślizgowej oraz sposób<br />
jej ułożenia. Cienkie materiały<br />
foliowe układane są na wyrównanej<br />
podbudowie betonowej<br />
o różnicy poziomu nie większej<br />
niż ±10 mm na 300 cm jej długości.<br />
W podłogach można wyróżnić<br />
następujące szczeliny: dylatacyjne,<br />
izolacyjne i przeciwskurczowe.<br />
Szczeliny dylatacyjne powinny<br />
występować w miejscach dylatacji<br />
konstrukcji budowli, w celu<br />
wyeliminowania wpływu zmian<br />
temperatury i skurczu. Szczeliny<br />
izolacyjne oddzielają podłogę<br />
od innych elementów konstrukcji:<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
b<br />
4<br />
2<br />
1<br />
2 4 5<br />
1 – podłoże konstrukcyjne<br />
2 – warstwa wierzchnia<br />
betonowa – posadzka<br />
3 – szczeliny dylatacyjne<br />
przez obie warstwy<br />
4 – szczeliny dylatacyjne<br />
warstwy wierzchniej<br />
5 – ukosowanie krawędzi [1]<br />
Rys. 7. Przerwy dylatacyjne tradycyjnej podłogi betonowej<br />
1<br />
ścian, słupów itp. W podłogach<br />
„pływających” występują również<br />
w płaszczyznach poziomych<br />
dla oddzielenia ich konstrukcji<br />
od podłoża – rysunki 5 i 6.<br />
Przebieg dylatacji podłóg betonowych<br />
układanych na stropach,<br />
poza uwarunkowaniami wynikającymi<br />
z odkształceń termiczno-<br />
-skurczowych materiału, determinuje<br />
również różnica ugięć<br />
1 – podkład żelbetowy<br />
2 – warstwa sczepna<br />
3 – posadzka betonowa<br />
4 – przerwa dylatacyjna posadzki<br />
wypełniona piaskiem<br />
5 – wypełnienie elastyczne przerwy<br />
dylatacyjnej<br />
6 – elastyczny profil z PCV<br />
7 – klej pod płytki<br />
8 – płytki trudnościeralne<br />
9 – wypełnienie elastyczne<br />
ich poszczególnych elementów<br />
konstrukcyjnych. Z tego powodu<br />
należy je sytuować wzdłuż osi<br />
głównych belek nośnych oraz<br />
w połowie rozpiętości płyt stropowych.<br />
Podłogi betonowe, z uwagi na duże<br />
wymiary w planie oraz omówione<br />
wcześniej uwarunkowania, praktycznie<br />
zawsze wymagają dylatowania.<br />
Przykład układu przerw dylatacyjnych<br />
w tradycyjnej podłodze<br />
betonowej pokazano na rysunku 7.<br />
Podłoga zdylatowana jest szczelinami<br />
obejmującymi całą jej grubość.<br />
Niezależnie należy nacinać<br />
wierzchnie warstwy, dla uporządkowania<br />
rys skurczowych. Nacięcia<br />
o szerokości do 6 mm muszą być<br />
odpowiednio głębokie, by utworzyć<br />
przekrój osłabiony na rozciąganie<br />
wywoływany skurczem.<br />
Odstęp szczelin powinien wynosić<br />
ok. 1,5 m, gdyż przy większych<br />
odstępach i zbrojonej płycie, rysy<br />
pojawiają się między nacięcia-<br />
Rys. 8. Kształtowanie przerwy dylatacyjnej posadzki betonowej słabo obciążonej<br />
z zastosowaniem profili z PCV [6]<br />
2<br />
6<br />
3<br />
4 7 8<br />
1<br />
5<br />
7<br />
5<br />
4<br />
9<br />
6<br />
1 – podkład żelbetowy<br />
2 – warstwa sczepna<br />
3 – profil elastyczny<br />
wypełniający przerwę<br />
dylatacyjną<br />
4 – wypełnienie elastyczne<br />
6 – klej pod płytki<br />
7 – płytki trudno ścieralne<br />
8 – spoiny między płytkami<br />
Rys. 9. Wypełnienie przerwy dylatacyjnej wkładkami kompresyjnymi [6]<br />
1<br />
2<br />
8<br />
3<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
37
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
38<br />
mi i to niekoniecznie w środku<br />
odstępu między nimi. Krawędzie<br />
nacięć są szczególnie narażone<br />
na oddziaływania mechaniczne<br />
i często ulegają uszkodzeniom.<br />
Stosowane w praktyce tylko wypełnienie<br />
naciętych szczelin elastycznym<br />
silikonem względnie sztywną<br />
wkładką z PCV, nie daje pożądanych<br />
rezultatów. W przypadku<br />
występowania niewielkich obciążeń,<br />
zaleca się łagodne ukosowanie<br />
tych krawędzi, Wypełnianie<br />
nacięć w strefie głębszej może być<br />
wykonane pianką o zamkniętej<br />
strukturze porów. Wierzch szczeliny<br />
musi być wypełniony materiałem<br />
trwale elastycznym, przyklejonym<br />
do jej brzegów.<br />
Przykłady kształtowania przerw<br />
dylatacyjnych słabo obciążonych<br />
posadzek przedstawiono na rysunkach<br />
8 i 9. Górna, trudnościeralna<br />
warstwa posadzki – rysunek 8,<br />
zdylatowana została elastycznymi<br />
profilami z PCV umożliwiającymi<br />
swobodę jej odkształceń termiczno-skurczowych.<br />
Dolną część<br />
przerwy wykonano przez nacięcie.<br />
Przerwę dylatacyjną posadzki<br />
przedstawionej na rysunku 9<br />
wypełniono elastyczną jednokomorową<br />
wkładką kompresyjną.<br />
• Posadzki przemysłowe<br />
Posadzki przemysłowe są zazwyczaj<br />
obciążane ruchem wózków<br />
widłowych oraz innych pojazdów<br />
o znacznym nacisku kół. W linii<br />
przerw dylatacyjnych kształtowanych<br />
tradycyjnie, po dłuższym lub<br />
krótszym okresie eksploatacji<br />
posadzki – w zależności od wielkości<br />
nacisku kół – obserwuje się<br />
często ścinanie i miażdżenie betonu<br />
ich krawędzi. Związane jest<br />
to zazwyczaj z nierównomiernym<br />
osiadaniem poszczególnych fragmentów<br />
posadzki, podzielonych<br />
przerwami dylatacyjnymi. Na rysunkach<br />
10 i 11 przedstawiono tradycyjne<br />
rozwiązania techniczne złącz<br />
dylatacyjnych posadzek, ograniczające<br />
nierównomierne ich osiadanie.<br />
Zamiast ławy zabezpieczającej przed<br />
nierównomiernym osiadaniem kra-<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
6<br />
wędzi w szczelinie dylatacyjnej – rys.<br />
10, stosuje się również połączenia<br />
„na pióro i wpust” – rys. 11.<br />
Znane są również rozwiązania<br />
polegające na wzajemnym podparciu<br />
płyt przez ułożenie bolców<br />
łączących poszczególne segmenty<br />
posadzki. Bolce mogą być<br />
kotwione w betonie dwustronnie<br />
– zabezpieczenie przed nierównomiernym<br />
osiadaniem segmentów<br />
posadzki w przypadku stosowania<br />
przerw w betonowaniu z zachowaniem<br />
ciągłości jej zbrojenia, oraz<br />
kotwione jednostronnie – w przypadku,<br />
gdy projektuje się ruchome<br />
przerwy dylatacyjne umożliwiające<br />
2<br />
5 4<br />
3<br />
1<br />
1 – podłoże gruntowe<br />
2 – ława żelbetowa<br />
3 – warstwa poślizgowa<br />
4 – płyta żelbetowa<br />
5 – szczelina dylatacyjna<br />
6 – posadzka<br />
Rys. 10. Przerwa dylatacyjna warstwy nośnej posadzki podparta ławą [1]<br />
1 – podłoże gruntowe<br />
2 – płyta żelbetowa<br />
3 – szczelina dylatacyjna<br />
4 – warstwy posadzkowe<br />
4<br />
Rys. 11. Przerwa dylatacyjna warstwy nośnej podłogi na „pióro i wpust” [1]<br />
swobodę przemieszczeń sąsiednich<br />
segmentów posadzki ułożonej<br />
na warstwie poślizgowej – rys. 12.<br />
W przypadku znacznych obciążeń<br />
mechanicznych krawędzi szczelin<br />
skurczowych lub dylatacyjnych,<br />
konieczne jest ich wzmocnienie<br />
odpowiednimi profilami stalowymi,<br />
a gdy występują dodatkowe<br />
uwarunkowania – stosowanie specjalnych<br />
urządzeń dylatacyjnych<br />
– pkt 2.2.<br />
• Przerwy dylatacyjne w zbiornikach<br />
na ciecze<br />
Przerwy dylatacyjne zbiorników<br />
na ciecze muszą spełniać wymóg<br />
A B<br />
Złącza kotwione Złącza dyblowe<br />
Rys. 12. Zabezpieczenie przerwy dylatacyjnej bolcami: A) – kotwionymi dwustronnie,<br />
B) – kotwionymi jednostronnie w płycie posadzki [6]<br />
3<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
2<br />
1
b<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
4 5 6 7 4a<br />
3<br />
Rys. 13. Dylatacja płyty dennej zbiornika [1]<br />
~10 cm<br />
3<br />
szczelności. Z uwagi na oddziaływania<br />
termiczne wywoływane ciepłem<br />
twardnienia cementu, skurcz<br />
twardniejącego betonu, uwarunkowaniatechnologiczno-organizacyjne<br />
prowadzenia robót oraz uwarunkowania<br />
statyczno-konstrukcyjne<br />
kształtowania połączeń pomiędzy<br />
poszczególnymi ich elementami,<br />
stosuje się różne rozwiązania<br />
techniczne przerw dylatacyjnych.<br />
Przykładowe rozwiązanie konstrukcji<br />
przerwy dylatacyjnej dna zbiornika<br />
podano na rysunku 13 [1].<br />
Szczelność zbiornika przed infiltracją<br />
wody gruntowej zapewnia spe-<br />
1<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
2<br />
2<br />
miejsce tworzenia się rysy<br />
1<br />
1 – podłoże gruntowe<br />
2 – ława żelbetowa<br />
3 – taśma TEPD<br />
4 – płyta dna zbiornika<br />
5 – taśma uszczelniająca<br />
6 – wypełnienie elastyczne<br />
1 – beton wypełniający<br />
2 – wkładka z użebrowanej blachy<br />
3 – taśma uszczelniająca<br />
Rys. 14. Przykład szczelnej przerwy roboczej płyty dennej [7]<br />
0,6b<br />
0,6b<br />
0,4b<br />
0,4b<br />
1 – 1 płyta – płyta denna<br />
2 – 2 taśma – taśma uszczelniająca<br />
3 – 3 mocowanie – mocowanie taśmy<br />
3 3<br />
2 2<br />
1 1<br />
Rys. 15. Uszczelnienie połączenia<br />
płyty ze ścianą taśmą wewnętrzną [8]<br />
cjalna taśma TEPD jednostronnie<br />
profilowana, celem uzyskania przyczepności<br />
do betonu. Taśma KBS<br />
umieszczona w środku grubości<br />
płyty zapewnia szczelność zbiornika.<br />
Szczelinę dylatacyjną wypełnia<br />
się materiałem trwale elastycznym,<br />
zazwyczaj na bazie kauczuku.<br />
Na rysunku 14 podano sposób<br />
kształtowania szczelnych przerw<br />
roboczych płyt dennych [7].<br />
Poszczególne części płyty mogą<br />
być betonowane jednocześnie,<br />
z pozostawieniem pomiędzy<br />
nimi przerwy w kształcie klina.<br />
Zamknięcie przerwy dylatacyjnej<br />
1 – 1 płyta – płyta denna<br />
2 – 2 taśma – taśma zewnętrzna<br />
2 2<br />
1 1<br />
Rys. 16. Uszczelnienie połączenia<br />
płyty ze ścianą taśmą zewnętrzną [8]<br />
betonem wypełniającym następuje<br />
później, po wystąpieniu skurczu<br />
i odkształceń termicznych.<br />
Do wypełnienia przerw roboczych<br />
stosowano zazwyczaj beton zwykły<br />
o odpowiedniej szczelności.<br />
Szczelność dylatacji uzyskiwano<br />
przez ułożenie profilowanej blachy<br />
oraz taśmy uszczelniającej<br />
– rysunek 14. Obecnie można uzyskać<br />
lepsze rezultaty, wypełniając<br />
przerwy technologiczne betonem<br />
modyfikowanym żywicami syntetycznymi<br />
lub betonem ekspansywnym.<br />
Szczególne znaczenie mają przerwy<br />
robocze w miejscu połączenia<br />
ścian zbiornika z ich płytą denną.<br />
Ściany zbiorników o znacznych<br />
wymiarach w planie konstruowane<br />
są zazwyczaj jako elementy oporowe,<br />
pracujące wspornikowo.<br />
W miejscu ich połączenia z płytą<br />
denną występują więc znaczne<br />
momenty zginające. Przerwa robocza<br />
w betonowaniu sprzyja tworzeniu<br />
się poziomych rys. Celem<br />
uszczelnienia połączenia stosuje<br />
się taśmy umieszczone wewnątrz<br />
przekroju ściany – rys. 15 lub na jej<br />
powierzchni zewnętrznej – rys. 16.<br />
Rozwiązanie przedstawione na ry-<br />
sunku 15 jest lepsze. W wypadku<br />
taśm ułożonych na zewnątrz,<br />
z uwagi na wpływ deskowania,<br />
trudniej jest uzyskać dobre ich otulenie<br />
betonem. Beton w tej strefie<br />
charakteryzuje zazwyczaj większa<br />
porowatość i niejednorodność.<br />
Również w chwili usuwania deskowań<br />
możliwe jest uszkodzenie tak<br />
usytuowanej taśmy.<br />
Najczęściej występującymi uszkodzeniami<br />
ścian zbiorników są<br />
rysy pionowe wywoływane wpływem<br />
skurczu i ciepła twardnienia<br />
cementu. Nawet wysoki stopień<br />
zbrojenia poziomego nie zabezpiecza<br />
wydzielonej części ściany<br />
przed pojawieniem się rys.<br />
Szczególnie w przypadku wpływów<br />
termicznych, wymagane jest<br />
niekiedy stosowanie specjalnych<br />
zabiegów technologicznych. Na<br />
rysunku 17 przedstawiono przykładowo<br />
układ rur z przepływającą<br />
wodą, który pozwala „programo-<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
39
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
40<br />
T[°C]<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
temperatura<br />
fundamentu<br />
1<br />
2 4<br />
temperatura<br />
ściany<br />
0<br />
-5<br />
0 1 2 3<br />
temperatura<br />
powietrza<br />
4 5 6 7<br />
czas twardnienia betonu [dni]<br />
wać” odkształcenia betonu płyty<br />
fundamentowej i ściany w strefie<br />
ich styku przez chłodzenie lub<br />
grzanie elementów o różnym<br />
stopniu przemiany cementu [9].<br />
Wstępne, lokalne podniesienie<br />
temperatury płyty fundamentowej<br />
oraz chłodzenie świeżo ułożonego<br />
betonu płyty ściennej wywołuje<br />
– po wyrównaniu się temperatur<br />
w obu elementach – efekt wstępnego<br />
sprężenia w dolnej części<br />
ściany. Eliminuje się w ten sposób<br />
rozciąganie u jej podstawy, a więc<br />
w miejscu największego wytężenia<br />
wywoływanego wpływem oddziaływań<br />
pośrednich.<br />
Celem uporządkowania zarysowań<br />
długich ścian, w ustalonych<br />
odstępach osłabia się ich przekrój<br />
– jednak w taki sposób, aby<br />
po ewentualnym powstaniu rysy<br />
zachowana została szczelność<br />
przegrody. Na rysunku 18 przedstawiono<br />
rozwiązanie polegające<br />
3<br />
Fundament<br />
70<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Ściana<br />
75<br />
punkty<br />
pomiaru<br />
temperatury<br />
rury<br />
z przepływającą<br />
wodą<br />
Rys. 17. Kontrolowane grzanie i chłodzenie elementów osadnika oczyszczalni<br />
ścieków [9]<br />
2<br />
3<br />
Przekrój pionowy Przekrój poziomy<br />
5 cm<br />
10 cm<br />
1 – ściana<br />
2 – rura uszczelniająca<br />
3 – taśma uszczelniająca<br />
rura szczelniająca ∅88 mm<br />
ściany grubości do 30 cm<br />
Rys. 18. Szczelne dylatacje ścian porządkujące układ rys [8]<br />
2<br />
rura szczelniająca ∅175 mm<br />
ściany grubości do 31÷50 cm<br />
na umieszczeniu w przekroju ściany<br />
tak zwanej rury uszczelniającej<br />
z PCV. Rura na obwodzie wyposażona<br />
jest w elementy utrudniające<br />
infiltrację wody przez ścianę<br />
po powstaniu rysy. Woda może<br />
jednak przepływać wzdłuż gładkiej<br />
powierzchni rury do fundamentu.<br />
Z tego powodu w miejscu połącze-<br />
6<br />
1<br />
4<br />
5<br />
nia ściany z fundamentem stosować<br />
należy dodatkowe uszczelnienia<br />
w postaci taśm.<br />
• Przerwy dylatacyjne w budownictwie<br />
mostów<br />
Do najważniejszych uwarunkowań<br />
wpływających na wybór konstrukcji<br />
przerw dylatacyjnych przęseł<br />
mostów należy zaliczyć: zmiany<br />
temperatury otoczenia i skurcz<br />
twardniejącego betonu, zmienność<br />
obciążeń użytkowych i montażowych<br />
oraz nierównomierne<br />
osiadanie podpór. W niektórych<br />
regionach kraju istotne są ruchy<br />
terenu wywoływane działalnością<br />
górniczą, a świata – również ruchy<br />
tektoniczne podłoża. Wynika z te-<br />
go złożoność wielu oddziaływań,<br />
które mogą występować jednocześnie,<br />
a ich wpływ na konstrukcje<br />
związany jest przede wszystkim<br />
z rozpiętością przęseł.<br />
Tradycyjne rozwiązania przerw<br />
dylatacyjnych w konstrukcjach<br />
mostowych stosowane są w przypadku<br />
przęseł o stosunkowo niewielkich<br />
rozpiętościach. Na rysunku<br />
19 przedstawiono przykładowo<br />
sposób kształtowania przerwy<br />
dylatacyjnej przęsła mostu typu<br />
„ze sznurem konopnym” [10].<br />
Tego typu rozwiązania, stosowane<br />
w przeszłości, sprawdziły się w przypadku<br />
konstrukcji o niewielkich przemieszczeniach<br />
przęseł, o długości<br />
nieprzekraczających 15 m.<br />
Przykładem rozwiązania bardziej<br />
zaawansowanego, stosowanego<br />
w przypadku, gdy przesunięcia<br />
2<br />
3<br />
1 – sznur konopny asfaltowany<br />
2 – siatka stalowa ocynkowana<br />
3 – siatka stalowa<br />
4 – blacha cynkowa<br />
5 – płyta pilśniowa<br />
6 – blacha cynkowa<br />
Rys. 19. Rozwiązanie wypełnienia przerwy dylatacyjnej mostu sznurem konopnym<br />
[10]<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
c<br />
10 5<br />
Rys. 20. Bitumiczna przerwa dylatacyjna [11]<br />
przerwy dylatacyjnej są nie większe<br />
niż 25 mm, są bitumiczne<br />
przerwy dylatacyjne. Bitumiczne<br />
przerwy dylatacyjne stanowią<br />
rodzaj specjalnej, odkształcalnej<br />
i odpornej na oddziaływanie ruchu<br />
kołowego, nawierzchni bitumicznej<br />
układanej w strefie szczeliny<br />
dylatacyjnej [11].<br />
Bitumiczne przerwy dylatacyjne<br />
mogą być stosowane w obiektach<br />
mostowych betonowych, stalowych<br />
i zespolonych, w których<br />
grubość nawierzchni bitumicznej<br />
lub betonowej mieści się w granicach<br />
od 60 do 150 mm Zazwyczaj<br />
przekrycie tego typu, sytuowane<br />
w górnej strefie przerwy, budowane<br />
jest z grysów łamanych<br />
frakcji 16/25 mm ze skał magmowych<br />
oraz lepiszcza wykonanego<br />
na bazie asfaltu modyfikowanego<br />
dodatkiem polimerów, wypełniaczy<br />
oraz substancji powierzchniowo<br />
czynnych. Przykład rozwiązania<br />
konstrukcyjnego tego typu przerwy<br />
przedstawiono na rysunku 20.<br />
Przerwy dylatacyjne o przesunięciach<br />
większych niż 25 mm powinny<br />
być zabezpieczone wodoszczelnymi<br />
urządzeniami dylatacyjnymi,<br />
zamocowanymi w konstrukcji<br />
obiektu mostowego.<br />
2.2. Urządzenia dylatacyjne<br />
Urządzenia dylatacyjne montowane<br />
pomiędzy poszczególnymi<br />
elementami konstrukcji gwarantują<br />
nie tylko założoną liczbę stopni<br />
swobody łączonych elementów,<br />
ale również przejmowanie wystę-<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
a<br />
b<br />
s<br />
kruszywo + masa zalewowa<br />
membrana<br />
stabilizator<br />
środek gruntujący<br />
izolacja<br />
gąbczasta wkładka<br />
neoprenowa<br />
warstwy<br />
nawierzchni<br />
pujących między nimi niektórych<br />
oddziaływań statycznych, z zachowaniem<br />
innych wymagań eksploatacyjnych,<br />
np. szczelności złącza.<br />
Urządzenia tego typu, nieraz<br />
o skomplikowanym układzie<br />
konstrukcyjnym, stosowane są<br />
w budownictwie ogólnym, w obiektach<br />
budownictwa komunalnego,<br />
w budownictwie przemysłowym<br />
oraz drogowym. Stosowanie urządzeń<br />
dylatacyjnych wynika zazwyczaj<br />
ze znacznych obciążeń lokalnych<br />
oddziaływujących na konstrukcje<br />
w linii przerw dylatacyjnych<br />
(np. konstrukcje posadzek),<br />
przewidywanych znacznych przemieszczeń<br />
przyległych fragmentów<br />
budowli generowanych zmianami<br />
termicznymi lub oddziaływaniem<br />
podłoża (np. przęsła mostów) oraz<br />
z przesłanek racjonalnego kształtowania<br />
schematu statycznego<br />
konstrukcji.<br />
• Urządzenia dylatacyjne w obiektach<br />
budownictwa ogólnego<br />
W ścianach i sufitach obiektów<br />
budownictwa ogólnego montuje się<br />
niekiedy proste urządzenia dylatacyjne,<br />
których elementy kotwiące<br />
ukryte są w tynkach. Elastyczna<br />
wkładka izolacyjna chroni szczelinę<br />
dylatacyjną przed przenikaniem<br />
wody. Profile te umożliwiają ograniczoną<br />
swobodę przemieszczeń<br />
poziomych sąsiednich elementów<br />
budowli w granicach 10÷150 mm<br />
oraz, dzięki ślizgowym połączeniom<br />
wkładki z profilem metalowym,<br />
również przemieszczenia<br />
pionowe, wywoływane np. nierównomiernym<br />
osiadaniem poszcze-<br />
Rys. 21. Szczegół rozwiązania przerwy dylatacyjnej ściany [12]<br />
a<br />
l<br />
b<br />
gólnych segmentów budynku.<br />
Na rysunku 21 przedstawiono<br />
przykładowo rozwiązanie techniczne<br />
tego typu urządzenia, wg karty<br />
katalogowej jednej z firm.<br />
Przedstawione rozwiązanie wypełnienia<br />
przerwy dylatacyjnej umożliwia<br />
swobodę przemieszczeń poziomych<br />
sąsiednich elementów w granicach<br />
10±5 mm. W zależności<br />
od innych specyficznych wymagań,<br />
np. higienicznych – koniecznych<br />
w obiektach szpitalnych – oferowane<br />
są rozwiązania zapewniające<br />
łatwość utrzymania czystości,<br />
odporność na ścieranie, wpływy<br />
termiczne oraz chemiczne.<br />
Na rysunku 22 przedstawiono<br />
przykład urządzenia dylatacyjnego<br />
zastępującego funkcje pojedynczych<br />
– tradycyjnych trzpieni,<br />
przenoszących siły poprzeczne,<br />
ale generujących jednocześnie<br />
znaczne naprężenia dociskowe<br />
na beton w miejscu ich kotwienia.<br />
Przedstawione urządzenie dylatacyjne<br />
– z podwójnymi trzpieniami,<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
41
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
42<br />
1 – trzpienie<br />
2 – żebro<br />
3 – podkładka dociskowa<br />
4 – płytka zamykająca tuleje<br />
1<br />
5 – tuleje poślizgowe<br />
6 – poprzeczne trzpienie kotwiące<br />
7 – głowica stabilizująca montaż<br />
urządzenia w deskowaniu<br />
Rys. 22. Podwójne trzpienie dylatacyjne [13]<br />
1<br />
kierunki przesuwu stropów<br />
1 – trzpienie dylatacyjne<br />
Rys. 23. Możliwości przemieszczeń<br />
stropów [13]<br />
umożliwiają tylko przesuw podłużny<br />
sąsiednich elementów budowli<br />
– rysunek 22, ale na rynku oferowane<br />
są również inne podobne<br />
urządzenia umożliwiające jednocześnie<br />
przesuw poprzeczny,<br />
z możliwością obrotu łączonych<br />
elementów.<br />
Urządzenia te stosowane są<br />
w miejscach, w których wymagane<br />
jest przeniesienie znacznych<br />
sił poprzecznych, m.in.: pomiędzy<br />
płytami betonowymi, pomiędzy<br />
stropem i ścianą, w złączach podciągów<br />
ze słupami. Według informacji<br />
katalogowych [13], typoszereg<br />
tego typu urządzeń umożliwia<br />
przejmowanie sił poprzecznych<br />
w granicach 10÷617 kN, w zależności<br />
od szerokości szczeliny dylatacyjnej.<br />
Maksymalne przemieszczenia<br />
podłużne złącza mieszczą<br />
się w granicach 120÷360 mm.<br />
W katalogu brak jest informacji<br />
dotyczących dopuszczalnych ką -<br />
2<br />
3<br />
Przesuw pod u ny<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
tów obrotów poszczególnych czę ś -<br />
ci budowli w płaszczyźnie poziomej.<br />
Możliwości względnych przemieszczeń<br />
poszczególnych segmentów<br />
budynku przedstawia<br />
rysunek 23.<br />
• Urządzenia dylatacyjne posadzek<br />
przemysłowych<br />
Kształtowanie „tradycyjnych przerw<br />
dylatacyjnych” w posadzkach przemysłowych<br />
obciążonych oddziaływaniem<br />
wózków widłowych oraz<br />
regałami magazynowymi, szczególnie,<br />
gdy można spodziewać się<br />
nierównomiernego ich osiadania,<br />
prowadzi zazwyczaj do szybkiego<br />
ich uszkodzenia. W podłogach<br />
central handlowych – punktów<br />
logistycznych dystrybucji towarów,<br />
„supermarketach”, hal targowych<br />
oraz innych pomieszczeń narażonych<br />
na znaczne obciążenia oraz<br />
ich zmienność w okresie użytkowania,<br />
konieczne jest stosowanie<br />
przerw dylatacyjnych o specjalnej<br />
konstrukcji. Rozwiązania te, droż-<br />
7<br />
6<br />
4<br />
5<br />
sze od powszechnie wykonywanych<br />
prostych przerw dylatacyjnych,<br />
nie wymagają jednak wysokich<br />
nakładów na ich utrzymanie<br />
w okresie eksploatacji obiektu.<br />
Rysunek 24 przedstawia przykładowe<br />
rozwiązanie techniczne przerwy<br />
dylatacyjnej, umożliwiające<br />
przejmowanie typowych obciążeń<br />
jednostek jezdnych w płaszczyźnie<br />
pionowej (nacisk kół) i poziomej<br />
(hamowanie).<br />
• Dylatacyjne urządzenia mostowe<br />
Dylatacyjne urządzenia mostowe<br />
stosowane są w obiektach<br />
o dużych rozpiętościach przęseł,<br />
w miejscach przerw dylatacyjnych<br />
narażonych na znaczne obciążenia<br />
mechaniczne oraz termiczne.<br />
Specjalne rozwiązania stosowane<br />
są w przypadku możliwości występowania<br />
dodatkowych oddziaływań<br />
sejsmicznych. Ogólny podział<br />
tych urządzeń obejmuje: rozwiązania<br />
techniczne otwarte – przepuszczające<br />
wodę oraz konstrukcje<br />
wodoszczelne.<br />
– Urządzenia dylatacyjne otwarte<br />
Urządzenia tego typu nie są obecnie<br />
montowane w nowych obiektach<br />
mostowych, choć występują<br />
licznie w obiektach wznoszonych<br />
wcześniej, eksploatowanych już<br />
przez wiele lat [10]. Wcześniej<br />
montowane urządzenia z blachą<br />
przesuwną, niszczone dynamicznym<br />
oddziaływaniem kół pojazdów,<br />
zastąpione zostały w okresie<br />
późniejszym urządzeniami<br />
Rys. 24. Przykład rozwiązania przerwy dylatacyjnej mocno obciążonej podłogi [12]<br />
l<br />
a<br />
b<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
z pogrubionymi płytami przesuwnymi<br />
oraz urządzeniami z płytami<br />
segmentowymi. Przykład rozwiązania<br />
urządzenia dylatacyjnego,<br />
umożliwiającego zarówno przesuw<br />
poziomy, jak i obrót w płaszczyźnie<br />
pionowej generowany<br />
naciskiem kół pojazdów, podano<br />
na rysunku 25 [10].<br />
Urządzenia dylatacyjne z płyt segmentowych<br />
umożliwiają znaczne<br />
przemieszczenia swobodne<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006<br />
1<br />
a b c<br />
4<br />
2<br />
5<br />
3<br />
1 – płyta<br />
2 – podpórka<br />
3 – uszczelnienie<br />
4 – sprężyna<br />
5 – kotew<br />
Rys. 25. Mostowe urządzenie dylatacyjne otwarte z płytą przesuwną [10]<br />
a b<br />
Rys. 26. Kompaktowe urządzenie dylatacyjne [14]<br />
X<br />
�<br />
Y<br />
Y<br />
X<br />
s<br />
uy<br />
wkładka neoprenowa<br />
profil stalowy<br />
beton polimerowy<br />
d<br />
sworznie<br />
sąsiednich elementów, wymagają<br />
jednak bardzo starannej obsługi<br />
technicznej w okresie eksploatacji<br />
obiektu: czyszczenia, smarowania<br />
przegubów, kontroli zamocowań<br />
oraz ochrony antykorozyjnej [10].<br />
Wad tych pozbawione są wodoszczelne<br />
urządzenia dylatacyjne,<br />
a szczególnie ich współczesne<br />
rozwiązania: kompaktowe i blokowe<br />
oraz segmentowe urządzenia<br />
dylatacyjne.<br />
Rys. 27. Schemat przemieszczeń modułowego urządzenia dylatacyjnego [15]<br />
�<br />
ux<br />
uq<br />
u z<br />
– Kompaktowe i blokowe urządzenia<br />
dylatacyjne zamknięte<br />
Kompaktowe urządzenia dylatacyjne<br />
z elastomerowymi profilami usz -<br />
czelniającymi, montowanymi we<br />
wnękach profili stalowych, umożliwiają<br />
przemieszczenia sąsiednich<br />
elementów w trzech kierunkach osi<br />
XYZ do ok. ± 25 mm. Urządzenia<br />
te montowane są w płytach żelbetowych<br />
obciążonych ruchem pieszych<br />
– w przypadku kładek, oraz<br />
taborem samochodowym w przypadku<br />
ramp i parkingów (maksymalne<br />
dopuszczalne obciążenie<br />
1 koła od 7,5 kN – samochody<br />
osobowe, do 50 kN – samochody<br />
ciężarowe). Przykład rozwiązania<br />
technicznego wypełnienia przerwy<br />
dylatacyjnej tego typu urządzeniem<br />
podano na rysunku 26.<br />
Blokowe urządzenia dylatacyjne<br />
umożliwiają przemieszczenia<br />
poziome do około 300 mm oraz<br />
ograniczone przemieszczenia<br />
pionowe i obrót w miejscu przerwy<br />
dylatacyjnej. Można montować<br />
je w mostach o konstrukcji<br />
stalowej, zespolonej i żelbetowej.<br />
Budowane są zazwyczaj z elastomeru<br />
łączonego z elementami<br />
stalowymi. Elementami podatnymi<br />
na odkształcenia są „bloki<br />
elastomeru lub gumy” połączone<br />
z dwoma płytami metalowymi<br />
[14].<br />
– Modułowe urządzenia dylatacyjne<br />
Modułowe mostowe urządzenia<br />
dylatacyjne umożliwiają złożone<br />
przemieszenia sąsiednich elementów,<br />
zazwyczaj we wszystkich kierunkach.<br />
Stanowią mechanizmy<br />
wewnętrznie geometrycznie zmien-<br />
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
43
A R T Y K U ŁY P R O B L E M O W E<br />
<strong>44</strong><br />
Pętla � 20 mm<br />
Blacha kotwy Uszczelnienie<br />
ne, odkształcające się swobodnie<br />
pod wpływem przemieszczeń przęseł<br />
mostu i zachowujące wymaganą<br />
sztywność pod wpływem obciążeń<br />
wywoływanych przejazdem<br />
pojazdów mechanicznych. Cechą<br />
charakterystyczną tego typu urządzeń<br />
jest podział całkowitego<br />
przemieszczenia, obciążającego<br />
przerwę dylatacyjną, na przemieszczenia<br />
kilku modułów urządzenia<br />
dylatacyjnego – rys. 27.<br />
Wśród modułowych urządzeń dylatacyjnych<br />
konstrukcji mostowych<br />
wyróżnić można: urządzenia jedno-<br />
i wielomodułowe. Urządzenia jednomodułowe<br />
umożliwiają swobodę<br />
przemieszczeń poziomych<br />
do około 120 mm, urządzenia<br />
wielomodułowe – nawet do kilku<br />
metrów. Poza zachowaniem swobody<br />
przemieszczeń, urządzenia<br />
te zachowują szczelność oraz<br />
odporność na wpływy środowiska.<br />
Przykład konstrukcji prostego,<br />
jednomodułowego urządzenia<br />
dylatacyjnego podano na rysunku<br />
28. Urządzenie to zbudowane jest<br />
z dwóch beleczek skrajnych, elastomerowego<br />
profilu uszczelniającego<br />
oraz elementów kotwiących.<br />
Poza wymienionymi klasycznymi<br />
urządzeniami dylatacyjnymi,<br />
w konstrukcjach mostów stosuje<br />
się: urządzenia dylatacyjne<br />
membranowe, urządzenia dylatacyjne<br />
blokowo-uszczelkowe oraz<br />
urządzenia dylatacyjne palczaste<br />
z uszczelkami. Bardziej szczegóło-<br />
KONSTRUKCJE–ELEMENTY–MATERIAŁY<br />
Wkładka neoprenowa<br />
Profil stalowy<br />
Pręty � 16 mm<br />
Zbrojenie � 16 mm<br />
Rys. 28. Przykład rozwiązania jednomodułowego urządzenia dylatacyjnego [15]<br />
wą charakterystykę wymienionych<br />
urządzeń znaleźć można w monografii<br />
K. Germaniuka [10].<br />
3. Podsumowanie<br />
Przedstawiony przegląd rozwiązań<br />
technicznych przerw dylatacyjnych<br />
stosowanych w budownictwie<br />
ogólnym i komunalnym,<br />
a także w budownictwie przemysłowym<br />
i mostowym, wskazuje<br />
na ich różnorodność, wynikającą<br />
zarówno z wielu przejmowanych<br />
funkcji i rodzaju występujących<br />
obciążeń, oraz – co należy<br />
podkreślić – z dokonującego się<br />
szybko postępu technicznego.<br />
Coraz częściej w miejsce przerw<br />
dylatacyjnych kształtowanych tradycyjnie,<br />
wprowadza się urządzenia<br />
dylatacyjne o złożonym układzie<br />
mechanicznym. Tendencji tej<br />
sprzyja powszechne wprowadzanie<br />
do produkcji budowlanej betonów<br />
wysokowartościowych, o bardzo<br />
dużych wytrzymałościach i dużej<br />
odporności na oddziaływanie środowisk<br />
agresywnych. Możliwość<br />
przejmowania przez beton dużych<br />
obciążeń lokalnych, szczególnie<br />
w miejscu docisku, skłania do stosowania<br />
bardziej zaawansowanych<br />
technologii scalania elementów<br />
w ustrój budowlany. Postęp ten jest<br />
szczególnie widoczny w budownictwie<br />
komunalnym, przemysłowym<br />
i drogowym. Niektóre urządzenia<br />
dylatacyjne, montowane w miejscu<br />
łączenia poszczególnych elementów<br />
konstrukcji, przejmują funkcje<br />
węzłów, z jasno określonym schematem<br />
statycznym. Z tego względu<br />
trwałość tych urządzeń powinna<br />
dorównywać trwałości wznoszonej<br />
konstrukcji.<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
[1] Kiernożycki W., Adamczyk A., Naprawa<br />
i uszczelnianie dylatacji w konstrukcjach<br />
żelbetowych. Materiały XIII Ogólnopolskiej<br />
Konferencji WPPK, tom 1, s. 99–114.<br />
Ustroń 1998<br />
[2] Praca zbiorowa, Porady techniczne przy<br />
remoncie budynków, tom 2 – dylatacje.<br />
WACETOP, Warszawa, 1998<br />
[3] Hampe E., Behälter. Beton-Kalender 1986,<br />
Teil II, z. 671–8<strong>33</strong>. Verlag für Architektur und<br />
technische Wissenschaften – Ernst &Sohn,<br />
Berlin, 1986<br />
[4] Linder R., Baukörper aus<br />
wasserundurchlässigem Beton. Beton-<br />
Kalender 1986, Teil II, z. 487–550. Verlag für<br />
Architektur und technische Wissenschaften<br />
- Ernst &Sohn, Berlin, 1986<br />
[5] Katalog Jordahl, Systemy dla murów<br />
licowych. DKGmbH, 1998<br />
[6] Kiernożycki W., Adamczyk A., Dylatacje<br />
konstrukcji podług przemysłowych.<br />
„Materiały Budowlane” Nr 9/1998, s. 74–77<br />
[7] Cziesielski E., Friedmann M.,<br />
Gründungsbauwerke aus wasser undurchlässigem<br />
Beton. „Bautechnik”, 4/1985,<br />
s. 113–122<br />
[8] Wisslicen H., Hillemeier B., Arbeits- und<br />
Scheinfugen in Stahlbetonkonstruktionen.<br />
„Beton- und Stahlbetonbau”, 85/1985,<br />
z. 141–147, 176–179<br />
[9] Staffa M., Zur Vermeidung<br />
von hydrationsbedingten Rissen<br />
in Stahlbetonwänden. Beton und<br />
Stahlbetonbau, 89/1994, z. 273–276<br />
[10] Germaniuk K., Prognozowanie trwałości<br />
eksploatacyjnej mostowych urządzeń<br />
dylatacyjnych. IBDM, zeszyt <strong>44</strong>/1996<br />
[11] Deska R., Dylatacje TARCO – 12 lat<br />
doświadczeń. www.tarcopol.com.pl<br />
[12] Strony internetowe: www. Dylatacje.pl/<br />
html/katalogi/1_migua., wrzesień 2005<br />
[13] Katalog Jordahl, Podwójne trzpienie<br />
dylatacyjne – JORDAHL. DKGmbH, 1998<br />
[14] Aprobata Techniczna IBDiM Nr AT/2000-<br />
04-0962, Profile do budowy urządzeń<br />
dylatacyjnych kompaktowych MAURER typ<br />
K30 i K50, Warszawa, 2000<br />
[15] Aprobata Techniczna IBDiM<br />
Nr AT/20001-04-0985, Mostowe modułowe<br />
urządzenia dylatacyjne o konstrukcji<br />
rusztowej MAURER typ D80 – D960,<br />
Warszawa, 2001<br />
Skrócona wersja referatu „Naprawa<br />
i uszczelnianie przerw dylatacyjnych<br />
konstrukcji żelbetowych”, wygłoszonego<br />
na Konferencji WPPK 2006,<br />
Ustroń, 2006 r.<br />
PRZEGLĄD BUDOWLANY 12/2006