Dylatacje w konstrukcjach żelbetowych

Dylatacja – celowe przerwanie ciągłości budowli, bądź elementu konstrukcji dla umożliwienia przesunięć, lub obrotów bez uszkodzenia samej konstrukcji.

W przypadku długich budynków skurcz betonu i wpływ temperatury wywołują znaczne naprężenia rozciągające działające wzdłuż budowli. Przy bardzo długich budynkach wpływ skurczu betonu i temperatury są tak znaczne, że mogą wywołać rysy, a nawet pęknięcia w budowli żelbetowej. W celu uniknięcia rys i pęknięć budowle dzieli się za pomocą przerw dylatacyjnych na odcinki, których długość zależy od rodzaju konstrukcji. Przerwy dylatacyjne wykonuje się również w celu zabezpieczenia konstrukcji przed wpływem nierównomiernego osiadania, np. w przypadku niejednolicie uwarstwionego gruntu zalegającego pod stopami fundamentowymi.

Ponadto dylatacje stanowią wygodną przerwę roboczą, co ma szczególnie duże znaczenie przydługich budynkach wykonywanych etapowo.

W niektórych konstrukcjach celowe jest wyeliminowanie dylatacji, np. gdy chodzi o szczelność konstrukcji (zbiorniki). W takim przypadku w odpowiednich przekrojach na długości konstrukcji wykonuje się przerwy robocze, które powinno się zapełnić betonem dopiero po 4 – 5 tygodniach, tj. po znacznym już przebiegu procesu skurczu betonu. Jest to tylko możliwe w przypadku budowli podziemnych.

Dylatacje są niejednokrotnie stosowane również w przypadku budowli o niewielkich wymiarach w rzucie poziomym, natomiast o znacznych różnicach wysokości i związanej z tym znacznej różnicy obciążenia gruntu, a zatem i osiadań.

Przy różnych sposobach posadowienia części budynku również należy stosować dylatacje, również ze względu na nierównomierne osiadanie.

Odległości między przerwami dylatacyjnymi powinny być ustalone na podstawie analizy pracy konstrukcji poddanej działaniu skurczu betonu i różnicy temperatur. Przyjmuje się je na podstawie normy.

 

Szerokość szczelin dylatacyjnych

Szerokość szczelin dylatacyjnej 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 niedoświadczeni konstruktorzy przecinają również i stopę fundamentową na dwie niezależne części. 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