Żelbet
W dzisiejszym świecie Żelbet to temat budzący duże zainteresowanie i debatę. Od dziesięcioleci Żelbet przyciąga uwagę ekspertów z różnych dziedzin, a także ogółu społeczeństwa. Jego wpływ na społeczeństwo, gospodarkę i kulturę czyni go istotnym tematem wartym analizy. W tym artykule przyjrzymy się różnym perspektywom na Żelbet i jego wpływowi w różnych obszarach. Od jego powstania po możliwe przyszłe konsekwencje, zagłębimy się w wyczerpującą analizę Żelbet, zapewniając kompleksowy obraz tematu i jego dzisiejszego znaczenia.
Żelbet (żelazobeton, żelbeton) – kompozyt strukturalny składający się z betonu wzmocnionego stalowymi prętami zbrojeniowymi lub jednym elementem stalowym zwanym wkładką stalową. Żelbet formuje się w elementy konstrukcyjne lub całe obiekty monolityczne za pomocą form drewnianych (szalowanie), stalowych lub plastikowych. Nazywany jest czasem wynalazkiem XIX wieku.
Żelbet jest uniwersalnym materiałem budowlanym stosowanym do budowy różnorodnych elementów konstrukcyjnych – fundamentów, ścian, płyt, powłok, ścian oporowych, słupów i innych. Powszechnie stosowany przy konstrukcjach budynków, z czego niektóre z nich wykonywane były jako żelbetowe monolity (np. stadiony, forty i schrony).
Etymologia
W polskich słownikach i encyklopediach podawane są zwykle dwie nazwy materiału: „żelazobeton” lub w skrócie „żelbet”. Niektóre wydawnictwa podają też nazwę „żelbeton”, choć wskazywane jest, że jest ona niepoprawna.
Charakterystyka
.jpg)
Beton jest materiałem przenoszącym duże naprężenia ściskające, jednak jego wytrzymałość na rozciąganie jest bardzo mała. Stal w elemencie żelbetowym przenosi głównie naprężenia rozciągające, choć często stosuje się również zbrojenie ściskane. Połączenie stali i betonu pozwala budować konstrukcje różnego typu. Do zbrojenia stosuje się wkładki w postaci prętów, lin, strun, kabli i siatek. Można spotkać także konstrukcje ze „sztywnym zbrojeniem”, tzn. takie, w których elementy stalowe o dużych przekrojach (np. dwuteowniki, ceowniki) są wykorzystane jako rdzeń, np. w słupie żelbetowym.
Właściwa współpraca betonu i stali w konstrukcji możliwa jest dzięki przyczepności betonu do stali (w celu jej zwiększenia stosuje się pręty żebrowane) oraz zbliżonej rozszerzalności termicznej obu materiałów.
Do zalet żelbetu, jako materiału konstrukcyjnego, należą: ogniotrwałość, odporność na znaczne obciążenia statyczne i dynamiczne, swoboda w kształtowaniu elementów, duża odporność na korozję (przy zachowaniu właściwej otuliny wkładek stalowych i poprawnym zagęszczeniu układanej mieszanki betonowej). Odporność na wpływy atmosferyczne można podnieść, wykonując stosunkowo tanie zabezpieczenie powłokowe. Zabezpieczenia te stosuje się przede wszystkim w konstrukcjach mostów, wiaduktów i stropów dachowych.
Fazowy opis stanu przekrojów żelbetowych" class="mw-editsection-visualeditor">edytuj | edytuj kod]
W pracy zginanej belki żelbetowej pod stopniowo zwiększanym obciążeniem można wyróżnić 3 fazy:
- 1 faza, kiedy naprężenia w betonie nie przekraczają jeszcze jego wytrzymałości na rozciąganie. W tej fazie przekrój pracuje jak pełny przekrój betonowy wraz ze zbrojeniem.
- 2 faza zaczyna się po przekroczeniu wytrzymałości betonu na rozciąganie. W tej fazie pojawiają się rysy w strefie rozciąganej i w przekroju zarysowanym naprężenia rozciągające przenosi wyłącznie zbrojenie.
- 3 faza pracy przekroju następuje w momencie uplastycznienia zbrojenia rozciąganego, trwa aż do momentu przekroczenia wytrzymałości betonu na ściskanie (w wadliwie zaprojektowanym przekroju zniszczenie betonu nastąpi przed uplastycznieniem stali, czyli w fazie II).
Zarysowanie elementu żelbetowego jest naturalne i niemożliwe do wyeliminowania, normy nakazują jednak ograniczenie rozstawu i szerokości rozwarcia rys.
Podział
Ze względu na sposób współpracy wkładek stalowych z betonem rozróżnia się:
- żelbet – szkielet z prętów stalowych (zbrojenie) układa się w deskowaniu (szalunku) na miejscu wbudowania elementu (na budowie) lub w formie (w wytwórni prefabrykatów) i zalewa mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości otrzymuje się element, w którym stal przenosi naprężenia rozciągające, a beton ściskające. Współpraca tych materiałów opiera się na przyczepności betonu do stali i zbliżonej wartości współczynników rozszerzalności termicznej;
- siatkobeton – zbrojenie ma postać siatek – tkanych lub zgrzewanych, o kwadratowych oczkach o wymiarach 6–12 mm. Charakteryzuje się zwiększoną odpornością na obciążenie dynamiczne, dużą jednorodnością, zwiększonym wydłużeniem względnym i wytrzymałością na rozciąganie, dobrą szczelnością i odpornością na powstawanie rys;
- beton sprężony – zbrojenie wykonuje się ze stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie (stale wysokogatunkowe). Do elementu betonowego wprowadza się sztucznie wywoływane naprężania ściskające. Wprowadzone naprężenia w betonie są przeciwne do naprężeń powstających od naprężeń użytkowych. Dzięki temu część tych naprężeń równoważy się wzajemnie. Ze względu na sposób wprowadzenia naprężeń sprężających rozróżnia się:
- strunobeton – struny (pojedyncze druty lub ich wiązki złożone z kilku strun) napręża się w formie i stabilizuje na naciągu. Po zalaniu formowanego elementu i uzyskaniu przez beton przynajmniej 70% wymaganej wytrzymałości naciąg jest zwalniany. Stal wprowadza do betonu naprężenia ściskające – w ten sposób uzyskujemy beton sprężony;
- kablobeton – w deskowaniu (formie) układa się kanały wzdłuż tras przebiegu kabli sprężających. Deskowanie wypełnia się mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton min. 70% wartości wymaganej wytrzymałości wprowadza się kable do kanałów i naciąga się je. Kable są mocowane na końcach, a kanały wypełniane zawiesiną – zaczynem cementowo-wodnym. Po związaniu zaczynu otrzymuje się element monolityczny, w którym beton i stal współpracują ze sobą. Elementy kablobetonowe można sprężać w miejscu ich wbudowania;
- fibrobeton (drutobeton, włóknobeton) – beton zbrojony krótkimi kawałkami cienkich drutów stalowych lub z tworzyw sztucznych rozmieszczonych równomiernie w masie betonowej.
Historia
Historia żelbetu rozpoczęła się w XIX w. Jako pierwszy, beton ze zbrojeniem, połączył Joseph-Louis Lambot, który w roku 1848 z tego materiału zbudował barkę zaprezentowaną na wystawie w Paryżu w 1855 r. W 1867 francuski ogrodnik Joseph Monier wykonał z betonu zbrojonego siatką doniczki na kwiaty. Gdy zauważył, że nie popękały na mrozie, pomysł opatentował. Koncepcję zbrojenia betonu uzasadnił naukowo w 1892 roku francuski inżynier Francois Hennebique, w 1894 powstał w oparciu o jego teorię i jego projekt pierwszy żelbetowy most w Viggen w Szwajcarii, w tym samym roku wybudowano najstarszy most żelbetowy w północnej Polsce na Kanale Elbląskim, na drodze Drulity – Lepno. Elementy sprężone jako pierwszy zastosował w 1920 roku Eugène Freyssinet.
W Polsce pionierem zastosowania żelbetu w budownictwie był polski wynalazca oraz inżynier Marian Lutosławski, który w 1902 roku w Warszawie założył biuro projektowo-konstrukcyjne. Jako pierwszy w kraju opracował naukowo i praktycznie zagadnienia konstrukcji żelbetowej, a także był pionierem zastosowania tych technologii w praktyce. Zaprojektował stropy żelbetowe pierwszego domu zbudowanego z użyciem tej techniki przy ul. Solec w Warszawie oraz elementy konstrukcji nośnej w kościele św. Zbawiciela w Wilnie. W latach 1908–1909 zaprojektował i zbudował dwa pierwsze żelbetowe mosty w Lublinie.
Przypisy
- ↑ a b żelbeton – Wielki słownik W. Doroszewskiego PWN , sjp.pwn.pl (pol.).
- ↑ Rodzaje kompozytów. .
- ↑ Jerzy S. Majewski: Żelbet – odkrycie XIX wieku. Murator, 2007-05-16. . .
- ↑ Charles Jencks, Le Corbusier and the tragic view of architecture, Cambridge, USA: Harvard University Press, 1973, ISBN 0-674-51860-8, OCLC 848352.
- ↑ żelazobeton, Wielka ilustrowana encyklopedia powszechna, Wydawnictwo Gutenberg, 1929–1938.
- ↑ beton zbrojony, Encyklopedia PWN .
- ↑ żelbet, Encyklopedia PWN .
- ↑
żelazobeton Słownik języka polskiego , PWN .
- ↑ żelbet Słownik języka polskiego , PWN .
- ↑ żelazobeton, Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN .
- ↑ żelbet, Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN .
- ↑ Witold Doroszewski (red.), żelbeton, Słownik języka polskiego PWN, 1958–1969 .
- ↑ żelbeton, Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN .
- ↑ Daniel Dura, Zamiast stalowego zbrojenia betonu , Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego .
- ↑ Grzegorz Jagodziński, O języku polskim i poprawności językowej , grzegorz.jagodzinski.prv.pl .
- ↑ Michał Knauff, Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2, 2015.
- ↑ PN-B-03264:2002 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone – Obliczenia statyczne i projektowanie.
- ↑ EN 1992-1-1 – Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu, pkt. 7.3.
- ↑ Marian Lutosławski 1914 ↓.
- ↑ Bogdan Klukowski 1998 ↓, s. 92.
- ↑ Kazimierz Dopierała 2005 ↓, s. 135.
Bibliografia
- Bogdan Klukowski (red.), Lutosławscy w kulturze polskiej, Drozdowo: Towarzystwo Przyjaciół Muzeum Przyrody, 1998, ISBN 83-910590-0-6, OCLC 43215883.
- Marian Lutosławski, Warunki techniczne do projektowania i wykonania robót żelbetowych w budownictwie szkieletowem miejskiem, Warszawa 1914.
- Kazimierz Dopierała (red.), Encyklopedia polskiej emigracji i Polonii, Toruń: Oficyna Wydawnicza Kucharski, 2003–2005, ISBN 83-89376-10-5, OCLC 53173146.