Praktyka - dylatacje

• Co to jest dylatacja i kiedy należy ją zastosować?
• Omówić rodzaje przerw dylatacyjnych w zależności od oddziaływań.
• Od czego zależna jest szerokość szczelin dylatacyjnych?
• Omówić dylatacje w ścianie trójwarstwowej.
• Omówić dylatacje w posadzkach przemysłowych.
• Od jakich czynników zależy wykonanie dylatacji fundamentów?
• Jak wygląda dylatacja termiczna w płycie fundamentowej?
• Omówić w jaki sposób należy wykonać dylatację na styku ścian dwóch sąsiednich budynków posadowionych na tym samym fundamencie.
• Omówić w jaki sposób należy przyjmować dylatacje w stropie?
• Jakie powinny być odległości między przerwami dylatacyjnymi ścian niezbrojonych, ścian zbrojonych oraz żelbetowych konstrukcji szkieletowych poddanych wahaniom temperatury zewnętrznej?
•  W jakich odległościach należy wykonywać dylatacje ścian kolankowych?
• Jakie czynniki należy brać pod uwagę przy projektowaniu dylatacji w konstrukcjach murowych?
• Jakie wymagania powinny spełniać dylatacje w konstrukcji budynku z zewnętrznymi ścianami szczelinowymi?
• Jakie są zalety stosowania trzpieni CRET?

• Co to jest dylatacja i kiedy należy ją zastosować?

• Dylatacja jest celowo utworzoną szczeliną w budynku lub obiekcie budowlanym, której zadaniem jest umożliwienie niezależnej pracy poszczególnych części budowli. Wydzielone elementy samodzielnie przenoszą obciążenia, odkształcenia i przemieszczenia.

  Przerwy dylatacyjne wykonuje się, aby zabezpieczyć konstrukcję przed:

  • skurczem betonu i różnicami temperatur, które wywołać mogą rysy lub pęknięcia w budowli żelbetowej,
  • nierównomiernym osiadaniem,
  • pełzaniem betonu.

   

  Wyróżniamy następujące rodzaje dylatacji:

  • dylatacje konstrukcyjne - wydzielają fragment budynku stanowiący jednolitą całość pod względem statyki, technologii i przeznaczenia obiektu lub wynikają ze znacznych jej wymiarów. Stosowane są przy zmianie sposobu posadowienia, zmianie układu konstrukcyjnego budynku, dużych różnic w obciążeniach. Oddzielają wszystkie elementy konstrukcyjne w jednym przekroju od fundamentu do dachu.
  • dylatacje termiczne - pracują na skurcz lub wydłużenie i zabezpieczają budynek przed zarysowaniem na skutek zmian temperatury. Mają za zadanie wyeliminowanie wpływu dużych naprężeń od odkształceń termicznych poszczególnych fragmentów budynku.
  • dylatacje przeciwdrganiowe - najczęściej kojarzone są z budownictwem przemysłowym gdzie mają zabezpieczyć obiekt lub jego poszczególne elementy przed wpływem drgań (oddziaływań dynamicznych i/lub akustycznych) pochodzących od fundamentów oraz ramownic, na których usytuowane są maszyny. Podobny charakter oraz wymóg stosowania dylatacji budynku narzuca jego lokalizacja w obszarze działania fal sejsmicznych wywołanych trzęsieniem ziemi lub szkodami górniczymi.
  • dylatacje umożliwiające nierównomierne osiadanie - zjawisko osiadania wynika z właściwości mechanicznych gruntu, a w szczególności od jego ściśliwości, czyli zdolności do zmniejszania objętości pod wpływem obciążenia. Jeżeli pod fundamentami, w obrysie rzutu budynku zmieniają się warunki gruntowe, ekonomicznie uzasadniony jest jego podział na odrębnie pracujące części. Należy pamiętać, że szczeliny dylatacyjne powinny być zaprojektowane w budynkach na całej wysokości od fundamentów po dach.
  • dylatacje technologiczne - stosowane tam gdzie może nastąpić pęcznienie lub skurczenie się materiału np. przy wylewkach. Ma za zadanie wyeliminowanie wpływy skurczy i pęcznienia.

   

  Zastosowanie:

  • Nacięcia wokół słupów,
  • Dylatacja pomiędzy ścianami segmentowymi w zabudowie bliźniaczej
  • Szczelina dylatacyjna w ścianie zew. - powinna być wypełniona np. silikonem, żywicą epoksydową
  • Dylatacja między stropem a ścianą murowaną - pustka, nie wypełniona pianką.
  • Dylatacja pomiędzy przejściami w wylewce- jeżeli panele klejone do wylewki, to szczelina powinna być wykonana także w panelach.

  

• Omówić rodzaje przerw dylatacyjnych w zależności od oddziaływań.

• W tabeli przedstawiono rodzaje przerw dylatacyjnych w zależności od oddziaływań:

  

• Od czego zależna jest szerokość szczelin dylatacyjnych?

• Szerokość szczelin dylatacyjnych jest zależna od :

  • spodziewanych różnic temperatury
  • długości oddzielanych części budowli

   

  Przy zwykłych budynkach szkieletowych, betonowanych w ciepłej porze roku wystarczy zazwyczaj pozostawienie szczeliny (w okresie betonowania) szerokości 5 - 8 mm, gdyż wskutek spadku temperatury oraz wpływu skurczu betonu następuje dalsze zwiększenie szerokości przerwy. Przy betonowaniu w niższej temperaturze konieczne jest odpowiednie zwiększenie szczeliny dylatacyjnej do 2 cm.

  Wykonanie przerwy w praktyce polega zazwyczaj na umieszczeniu w odpowiednim miejscu np. kilku warstw papy.

  W miejscu dylatacji powinny być przecięte - w jednym przekroju od wierzchu budynku do dachu - wszystkie elementy konstrukcyjne (nie dotyczy to dylatacji nieocieplonych dachów i gzymsów). Masywne konstrukcje inżynierskie np. mury oporowe powinny być przecięte na całej wysokości.

   

  Najczęściej stosowanym rozwiązaniem konstrukcyjnym dylatacji są dwa obok siebie stojące rzędy słupów opartych na wspólnych stopach. Dzięki temu przy zmianach długości ustrojów wywołanych temperaturą lub skurczem betonu, nie występuje wzajemne tarcie elementów żelbetowych, przy czym w wypełnieniu szkieletu nie ukazują się rysy. Praca elementów oddzielonych dylatacją jest całkowicie niezależna.

  W przypadku bardzo nierównomiernego układu nośnych warstw gruntowych nie należy przecinać stopy fundamentowej na dwie niezależne części. Po takim podziale każda z tych części stopy pracuje w niekorzystnych warunkach, ponieważ mamy tu do czynienia z dużym mimośrodowym obciążeniem, i dlatego takich rozwiązań nie należy stosować.

  W żebrowo - płytowych konstrukcjach stosowanie dylatacji polega na przecięciu płyty stropowej i rygla oraz utworzeniu w ten sposób dwóch wsporników. Ujemną cechą tego rozwiązania jest to, że przy znacznym obciążeniu jednego z sąsiadujących wsporników mogą powstać odczuwalne różnice ich ugięć. Dlatego ten sposób wykonania dylatacji może być stosowany wyłącznie w stropodachach i tam gdzie występują nieznaczne obciążenia  użytkowe.

   

  Odkształcenia konstrukcji pod wpływem temperatury i skurczu betonu należy przyjmować na podstawie normy. Granice zmian temperatury należy przyjmować :

  • w budowlach na wolnym powietrzu - ochłodzenie i ocieplenie o 20°C
  • w budynkach osłoniętych - ochłodzenie i ocieplenie o 10°C.

• Omówić dylatacje w ścianie trójwarstwowej.

• Dylatacje wykonuje się w celu wyeliminowania między innymi odkształceń termicznych czy wilgotnościowych, które mogą powodować poważne zniszczenia w konstrukcji budynku. Wykonuje się dylatacje poziome lub pionowe, z tego względu, że odkształcenia mogą występować we wszystkich kierunkach. Duży wpływ na wielkość naprężeń termicznych ma nasłonecznienie, dlatego szczególnie o dylatacji pamiętać trzeba na południowych elewacjach, które w szczególności narażone są na działanie promieni słonecznych.

  Odległości między dylatacjami w ścianach nośnych zależą od użytych materiałów, a ich maksymalne wartości określone są w normie PN-EN 1996-2.

  W  ścianach dwu- i trójwarstwowych dylatacją powinny być objęte wszystkie warstwy ściany, gdyby tak nie było, po pewnym czasie na elewacji powstałyby rysy, ponieważ sama warstwa wykończeniowa nie jest w stanie przenieść naprężeń wywołanych odkształceniami rozdzielonych odcinków muru.

  Fragmenty podzielone przez dylatację powinny mieć zapewnioną swobodę przemieszczania się w kierunkach równoległych do muru, jednak nie powinny wychodzić przed linię ściany. Z tego względu muszą być ze sobą połączone specjalnymi łącznikami lub listwami dylatacyjnymi. Powstała szczelina powinna zostać wypełniona, by uchronić ścianę przed wnikaniem w jej głąb wody. Do wypełniania używane są między innymi: wełna mineralna, styropian, piana poliuretanowa, silikon czy sznury dylatacyjne. Oprócz działania praktycznego, maskowanie wyżej wymienionymi materiałami ma charakter estetyczny, pod warunkiem, że wybór materiału jest odpowiednio dobrany do rodzaju dylatacji i wykończenia ściany.

  Dylatacje poziome wykonuje się stosując konsole wspornikowe ze stali nierdzewnej, które mocowane do ściany nośnej, pozwalają na podtrzymanie muru nad szczeliną.

  Dylatację pionową można wykonać na dwa sposoby, jako zębatą lub liniową.

  Oba sposoby schematycznie zostały przedstawione na rysunkach powyżej.

  

• Omówić dylatacje w posadzkach przemysłowych.

• Dylatacje posadzek stosuje się w celu zapobiegania ich spękaniom i niszczeniu spowodowanemu odkształceniom.

  Posadzki powinny być dylatowane poprzez podział na pola prostokątne lub najlepiej kwadratowe. Stosunek boków takiego pola nie powinien przekraczać 1.5. Szczeliny powinny przecinać się pod kątem prostym, a ich łączenia nie mogą być wzajemnie poprzesuwane. Wielkość pól wydzielanych przez dylatacje jest zależna od: materiału z jakiego posadzki są wykonane, jej grubości, wielkości obciążeń działających na dana posadzkę, czy znajduje się ona wewnątrz budynku, na zewnątrz czy też pod zadaszeniem, jak i tego czy dopuszcza się występowanie rys. Dylatacje nie powinny być lokalizowane w miejscach gdzie występują duże siły skupione, natomiast na traktach komunikacyjnych nie należy stosować dylatacji podłużnych. W przypadku gdy dylatacje wykonuje się na posadzce wykonanej na izolacji termicznej konieczne jest jej dyblowanie. Szczeliny dylatacyjne w posadzkach przemysłowych dzielimy na trzy rodzaje: skurczowe, szwy robocze (stykowe), konstrukcyjne.

  Skurczowe
  Zapobiegają spękaniom spowodowanym skurczem materiału zarówno z powodu wiązania się betonu jak i zmian temperatury. Wykonuje się je na całą grubość posadzki lub pozorne które pozwalają na pęknięcie posadzki w wyznaczonym miejscu. Dylatacje pozorne wykonuje się poprzez nacięcie do 1/3, 1/4 grubości posadzki. Dylatacje te wykonuje się do 24 godzin od ułożenia betonu.Przy dużym obciążeniu posadzki dylatacje te wymagają dyblowania (powyżej 40 kN).
  Szczeliny dylatacyjne skurczowe mogą pozostać niewypełnione jeżeli pozwalają na to inne warunki pomieszczenia. Szczeliny należy wypełnić najwcześniej miesiąc po zabetonowaniu posadzki.

  Robocze
  Pozwalają na skurcz i rozszerzenie się poszczególnych fragmentów posadzki podczas ich wykonywania etapami. Powstają w miejscach przerw roboczych. Wykonywane są one na całą grubość posadzki. Przy dużym obciążeniu posadzki dylatacje robocze, podobnie jak skurczowe, wymagają dyblowania. Wykonywane są one na podstawie rozwiązań systemowych dobranych indywidualnie do przeznaczenia posadzki, często wykonywane za pomocą profili stalowych o grubości 2-5 mm.

  Konstrukcyjne
  Oddzielają posadzkę od głównej konstrukcji budynku pozwalając na jej swobodną pracę. Również wykonywane są one na całą grubość posadzki, najczęściej jako szczeliny obwodowe. Dylatacje te wykonuje się wewnątrz obszaru podłogi jedynie w przypadku gdy występuje podział pomieszczenia o różnych wymaganiach technicznych oraz gdy posadzka znajduje się na zewnątrz, aby zapobiec spękaniom wynikającym ze zmian temperatury.

  Dzielimy na swobodne - pozwalające na ruch w pionie, poziomy poprzeczny i podłużny, oraz nie swobodne - pozwalające jedynie na ruch poziomy podłużny (ewentualnie poprzeczny).
  Jako wypełnienie dylatacji stosuje się materiał o dużej ściśliwości.

  

• Od jakich czynników zależy wykonanie dylatacji fundamentów?

• Wykonanie dylatacji fundamentów zależy od:

  • nierównomiernego osiadania,
  • zmianach w konstrukcji,
  • długości pojedynczych odcinków poziomych fundamentu,
  • różnic w przenoszeniu obciążeń,
  • warunków gruntowych, geologicznych,
  • sposobu posadowienia,
  • szkód górniczych,
  • nowo dobudowanej części do istniejącego budynku.

• Jak wygląda dylatacja termiczna w płycie fundamentowej?

• Poniżej przedstawiono rysunki wykonania dylatacji termicznej w płycie fundamentowej z opisem poszczególnych elementów składowych:

   

  

• Omówić w jaki sposób należy wykonać dylatację na styku ścian dwóch sąsiednich budynków posadowionych na tym samym fundamencie.

• W miejscu, w którym stykają się ze sobą obie części ścian budynków powinno wykonać się dla każdego z nich odrębne ściany, przedzielone szczeliną dylatacyjną o szerokości około 2 cm. Może być ona wypełniona na przykład cienkimi płytami z elastycznego styropianu, stosowanego do akustycznej izolacji podłóg pływających. Dzięki zrobieniu dwóch ścian, domy są niezależne pod względem konstrukcyjnym i nie ma obawy, że ich odkształcenia, wywołane zmianami temperatury, mogą spowodować powstanie nieregularnych pęknięć na podłużnych elewacjach.

  Takie zdwojone ściany na styku dwóch budynków powinno się zrobić nawet wtedy, gdy są one niezbyt długie lub oddzielone od siebie jedynie garażami (odizolowanie akustyczne obu domów nie jest więc wtedy sprawą ważną). Zrobienie jednej ściany na styku dwóch budynków bliźniaczych byłoby błędem także z tego powodu, że - nawet, jeśli miałaby ona odpowiednią izolacyjność akustyczną na dźwięki powietrzne - nie ochroniłaby mieszkańców obu części bliźniaka przed przenoszeniem się dźwięków mechanicznych, szczególnie wtedy, gdyby z obu stron opierały się na niej schody na piętro.

  

• Omówić w jaki sposób należy przyjmować dylatacje w stropie?

• Dylatacje w stropie rozdzielają układ obiektu w jednym lub obu kierunkach, przecinając pionowo układ stropu, przerywają tym samym jego układ statyczny. Według zaleceń normowych, dla ogrzewanych budynków, wielokondygnacyjnych stropów betonowanych w jednym ciągu, odległość miedzy dvlatacjami wynosi maksymalnie 30 m.

  Przerwa dylatacyjna ma wymiar równy od 2 - 3 cm.

  Szerokość dylatacji dobieramy tak, aby otrzymać bez zaokrągleń wymiary przęseł belek w pełnych cm. Długość rzutu budynku L dzielimy na n równych części, tak aby L/n < 30 m, odejmując wielkość dylatacji liniowych wymiarów stropu.

• Jakie powinny być odległości między przerwami dylatacyjnymi ścian niezbrojonych, ścian zbrojonych oraz żelbetowych konstrukcji szkieletowych poddanych wahaniom temperatury zewnętrznej?

• Odległości przerw dylatacyjnych w zależności od wahań temperatury zewnętrznej powinny odpowiedni wynosić:

  • - ściany niezbrojone 5 m,
  • - ściany zbrojone 20 m,
  • - żelbetowe konstrukcje szkieletowe 30 m.

•  W jakich odległościach należy wykonywać dylatacje ścian kolankowych?

• Ściankę kolankową należy dylatować w odcinakach nie mniejszych niż 20 m.

• Jakie czynniki należy brać pod uwagę przy projektowaniu dylatacji w konstrukcjach murowych?

• Przy projektowaniu dylatacji w konstrukcjach murowych należy brać pod uwagę: rodzaj elementów murowych, wraz z ich charakterystykami odkształcalności pod wpływem wilgoci, geometrię konstrukcji, warunki gruntowe, występowanie otworów oraz wzajemne proporcje ścian, stopień zamocowania poszczególnych części konstrukcji, reakcję konstrukcji murowej na obciążenia krótko i długotrwałe, reakcję konstrukcji murowej na warunki cieplne i klimatyczne, odporność ogniową, wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej i cieplnej, obecność lub brak zbrojenia.

• Jakie wymagania powinny spełniać dylatacje w konstrukcji budynku z zewnętrznymi ścianami szczelinowymi?

• Rozwiązanie dylatacji powinno umożliwiać kompensację zarówno odwracalnych jak i nieodwracalnych odkształceń zewnętrznych i wewnętrznych warstw murowych, bez spowodowania uszkodzeń elementów budynku. Maksymalna odległość między dylatacjami z uwagi na wpływ temperatury zależy od rodzaju materiałów murowych z jakich wykonano ścianę oraz usytuowania warstwy - warstwy zewnętrzne (licowe) dylatowane gęściej (8-12 m) niż warstwy murowe wewnętrzne osłonięte od zewnątrz warstwą licową i materiałem termoizolacyjnym (30-40 m). Podane odległości między dylatacjami warstwy wewnętrznej należy ew. zmodyfikować z uwagi na warunki gruntowe i inne czynniki mające wpływ na odkształcenia konstrukcji murowej.

• Jakie są zalety stosowania trzpieni CRET?

• Trzpienie typu CRET umożliwiają przenoszenie sił poprzecznych w przerwach dylatacyjnych. Wyrównują przemieszczenia między sąsiadującymi częściami budowli, a także upraszczają rozwiązania konstrukcyjne podczas projektowania i w wykonawstwie.

   

  System CRET wykazuje następujące korzyści:

  1. Możliwie najprostsza geometria szczeliny. Trzpienie CRET zastępują wsporniki, które, wskutek swoich wymiarów, stanowią często niepożądane ograniczenie przestrzeni i zawsze wymagają skomplikowanego deskowania i zbrojenia.
  2. Można zrezygnować z podwójnych ścian czy słupów, co ułatwia wykonawstwo np. przy realizowaniu budowli w kilku etapach i stanowi zawsze korzystne powiększenie powierzchni użytkowej.
  3. Prosty montaż na budowie. Tuleje CRET mocuje się do deskowań za pomocą gwoździ. Po zabetonowaniu konstrukcji i usunięciu deskowania, przestrzeń na zaprojektowaną szczelinę należy wypełnić (np. 20 mm płytą piankową lub z wełny mineralnej), a następnie zamontować trzpienie typu CRET. Deskowanie nie wymaga specjalnej obróbki ani wywiercenia otworów.

  

  Specjalne konstrukcje typu CRET umożliwiają ograniczenie rozwarcia szczelin do określonej maksymalnej wartości ( np. w budowlach na terenach sejsmicznych). W płaskich stropach celowe jest zróżnicowane rozmieszczenie trzpieni wzdłuż szczeliny w zależności od zmiennej wartości sił poprzecznych.