Elementy i konstrukcje drobnowymiarowe
Elementy i konstrukcje z betonu sprężonego znalazły zastosowanie w budownictwie głównie w obiektach inżynierskich o dużych rozpię-tościach — jako konstrukcje z betonu kablowego oraz w konstrukcjach prefabrykowanych masowego zapotrzebowania o średnich i dużych wymiarach — montowanych z elementów strunobetonowych. Zakresem szerokiego zastosowania betonu sprężonego objęte zostało więc budownictwo mostowe oraz budownictwo przemysłowe, gdzie konstrukcje z betonu sprężonego okazały się korzystniejsze w porównaniu z dotychczas stosowanymi konstrukcjami stalowymi lub żelbetowymi.
Następną z kolei dziedziną budownictwa, w której beton sprężony w postaci elementów strunobetonowych może znaleźć u nas powszechne zastosowanie, jest budownictwo mieszkaniowe. Za granicą elementy strunobetonowe znalazły szerokie zastosowanie w budownictwie mieszkaniowym i produkowane są tam metodami przemysłowymi w nowoczesnych wytwórniach. Dzięki wielkoseryjnej, nowoczesnej produkcji prefabrykaty strunobetonowe są tańsze i ekonomiczniejsze niż prefabrykaty żelbetowe.
Ogólnie biorąc beton sprężony nie był dotychczas stosowany w budownictwie wiejskim poza naszym krajem. Wykonanie u nas kilkudziesięciu obiektów wiejskich w ciągu ostatnich trzech lat upoważnia do tego stwierdzenia.
Opracowane u nas kompleksowe rozwiązanie charakteryzuje się zastosowaniem w obiektach wiejskich lekkich szkieletów montowanych z drobnowymiarowych prostych elementów strunobetonowych o odpowiednio małej liczbie typów, umożliwiającej długoseryjną ich produkcję w wytwórniach stałych lub w wytwórniach polowych typu przenośnego.
Kompleksowość rozwiązania polega tu na opracowaniu asortymentu elementów, opracowaniu szeregu obiektów wiejskich montowanych z tych elementów, oraz opracowaniu technologii produkcji i projektów wytwórni elementów. Tym samym spełnione są wszystkie warunki, jakie są ko
nieczne do osiągnięcia pełnej kompleksowości rozwiązania w ścisłym tego słowa znaczeniu.
Przyjęta w omawianym rozwiązaniu koncepcja szkieletowa wiąże się w dużym stopniu z tradycyjnymi sposobami wznoszenia budynków wiejskich z drewna. Duża część obiektów wiejskich drewnianych wykonywana była w konstrukcji szkieletowej (np. szopy, stodoły, składy itp.), a prawie wszystkie obiekty wiejskie miały szkieletową więżbę dachową. Ponadto są duże rejony kraju, w których wszystkie niemal budynki wiejskie mają konstrukcje szkieletowe (np. budynki inwentarskie, mieszkalne i inne z tzw. „muru pruskiego").
W porównaniu z konstrukcjami szkieletowymi w budownictwie przemysłowym i mieszkaniowym konstrukcje szkieletowe w budownictwie wiejskim charakteryzują się przenoszeniem niewielkich obciążeń, wielokrotnie mniejszych niż mogłyby przenieść. Przekroje te ze względów technicznych nie mogą być jednak zmniejszone poza pewne wymiary minimalne (np. 25X25 cm w elementach słupowych z żelbetu). Wiele czynników natury konstrukcyjno-wykonawczej, jak: kruchość, mała sztywność i nieodporność elementów na rysy, trudność zmieszczenia w małych przekrojach betonowych grubych wkładek zbrojeniowych z odpowiednim otuleniem oraz trudności przeniesienia naprężeń głównych w tego typu drobnych elementach decyduje, że nawet przy minimalnych obciążeniach zewnętrznych nie udaje się zejść poniżej pewnych minimalnych przekrojów, zgodnie zresztą z odpowiednimi normami i przepisami.
Sytuację tę pogarszają warunki transportu, szczególnie niekorzystne w warunkach wiejskich. Podejmowane próby zastosowania do budownictwa wiejskiego drobnowymiarowych elementów żelbetowych skończyły się niepowdzeniem, właśnie z powodu dużego procentu zniszczenia elementów w czasie transportu. Tego rodzaju kłopoty nie występują w ogóle przy stosowaniu elementów strunobetonowych. Jak dowiodły konkretne realizacje budynków z elementów strunobetonowych nie ma żadnych przeszkód w zastosowaniu przekrojów konstrukcyjnych o wymiarach 4X6 cm i długości 300 cm, a nawet przekrojów 2X4 cm. Te korzystne możliwości wynikają ze specjalnych walorów technicznych strunobetonu, stawiających go pod tym względem na równi z elementami wykonanymi z materiałów jednorodnych, takich jak stal lub drewno. Jednorodność cech mechanicznych w strunobetonie uzyskuje się dzięki możliwości wprowadzenia takich naprężeń ściskających w betonie, że w żadnym ze stadiów produkcji, transportu, montażu i eksploatacji, nie występują w przekrojach elementu naprężenia rozciągające. Ponadto strunobeton odznacza się innymi jeszcze walorami technicznymi, jak dużą odpornością na działanie naprężeń głównych rozciągających, zezwalającą na wyeliminowanie zbrojenia poprzecznego (strzemiona), łatwością rozmieszczenia stali strunowej w przekroju oraz małymi ugięciami konstrukcji. Te właśnie zdawałoby się drugorzędne względy prowadzą do znacznej obniżki zużycia materiałów i ciężaru konstrukcji strunobetonowych w budownictwie wiejskim.
Na rozwój budownictwa wiejskiego szczególnie indywidualnego przez dłuższy jeszcze okres czasu wpływać będą w poważny sposób istniejące tradycje budownictwa z drewna. Ten rodzaj budownictwa odczuwa i długo jeszcze będzie odczuwał brak elementów tak uniwersalnych — w zastosowaniu do szerokiego wachlarza rodzajów budynków rolniczych — jakimi dotychczas były elementy drewniane. Elementy żelbetowe nie mogą spełnić tego zadania nie tylko z powodu dużego ciężaru. Elementy te wymagają ściśle określonych warunków podparcia oraz dotrzymania założonego schematu obciążeń. Stąd trudności w elastycznym ich zastosowaniu do różnych budynków i różnych schematów obciążeń, występujących w związku z różnorodnością układów funkcjonalnych budownictwa wiejskiego. Elementy strunobetonowe natomiast — wobec możliwości symetrycznego sprężenia — spełnić mogą najróżnorodniejsze funkcje w układzie statycznym budynku. Pracować mogą nie tylko na zginanie, ale również na rozciąganie i ściskanie. Przenosić one mogą zarówno momenty dodatnie jak i ujemne, w związku z czym mogą być użyte jako belki wolnopodparte, wspornikowe i ciągłe, o dowolnym — zależnym tylko od warunków statyczno-wytrzymałościowych — rozstawie podpór. Te cechy elementów strunobetonowych — w przeciwieństwie do żelbetowych — zezwalają na kompleksowe w pewnym zakresie ujęcie problemu produkcji elementów budowlanych dla potrzeb budownictwa wiejskiego, na ograniczenie ilości typorozmiarów, a co za tym idzie na pełne uprzemysłowienie i potanienie produkcji i spełnienie zasady wytwarzania elementów na skład.
Dodatkowymi zaletami elementów strunobetonowych jest ich mały ciężar oraz cechy wytrzymałościowe, które przynoszą wtórne korzyści ekonomiczne. Nieznaczne ciężary elementów wpływają na poważne zmniejszenie kosztów transportu, co z uwagi na rozproszony charakter budownictwa wiejskiego oraz olbrzymi jego udział w całości gospodarki inwestycyjnej kraju, nabiera pierwszorzędnego znaczenia. Poza tym eliminuje się potrzebę używania ciężkiego sprzętu przeładunkowego, transportowego i montażowego (w wielu przypadkach montaż prowadzić można wyłącznie pracą ręczną). Ponadto zaprojektowane rozwiązania przewidują montaż konstrukcji ,,na sucho", co umożliwia realizowanie inwestycji w okresie zimowym.
Pod uwagę wzięte być muszą również korzyści wynikające z warunków eksploatacji konstrukcji strunobetonowych. Elementy tego rodzaju praktycznie nie wymagają żadnej konserwacji. Ich trwałość jest praktycznie nieograniczona, a ognioodporność nie gorsza niż ognioodporność elementów żelbetowych. Z uwagi na wysokie cechy wytrzymałościowe elementów strunobetonowych, konstrukcje tego typu mogą być rozbierane i adaptowane w miarę zmian i unowocześnienia produkcji rolnej.
Największe korzyści ekonomiczne wynikają jednak ze zmniejszenia kosztu przegród ściennych i pokrycia, ponieważ na wypełnienia konstrukcji strunobetonowych można stosować dostępne i tanie materiały miejscowe. Wszystkie te cechy i zalety rozwiązań konstrukcji nośnej w strunobetonie przyczyniają się do znacznych efektów ekonomicznych.
Asortyment zunifikowanych elementów strunobetonowych
Belki sprężone
Efekty techniczno-ekonomiczne stosowania elementów strunobetonowych
Elementy sprężone w stropach monolitycznych
Elementy stropowe z betonu sprężonego
Konstrukcja szkieletów ścian podłużnych
Konstrukcja szklarni z drobnowymiarowych
Konstrukcja układów poprzecznych budynków
Konstrukcje szkieletowe szklarni ogrodniczych
Montaż i wykonanie szklarni strunobetonowych
Ogólne założenia wyjściowe
Prefabrykowane sprężone wielkowymiarowe płyty
Przykłady zrealizowanych konstrukcji o szkielecie nośnym
Stropy belkowe z prefabrykowanych elementów
Stropy częściowo prefabrykowane
Stropy częściowo prefabrykowane
Szczegóły architektoniczne wykończenia
Szklarnia ogrodnicza
Zasady konstruowania szkieletów
Zasady montażu szkieletów nośnych
Zasady wykonywania złącz
Złącza w konstrukcjach szkieletowych szklarni