Zmiany temperatury i wilgotności

Dodatkowych naprężeń w płytach betonowych nie będą wywoływać:

– zmiany temperatury,

– zmiany wilgotności,

– równomierne podnoszenie się i osiadanie podłoża.

Jedynym warunkiem jest to, żeby płyta mogła się odkształcać na skutek tych zmian (program na uprawnienia budowlane). W praktyce jednak okazuje się, swobodna zmiana długości płyty w efekcie różnicy temperatur, która zachodzi między górną i dolną powierzchnią płyty jest ograniczona. Ograniczenie to dotyczy przede wszystkim oporów tarcia i przyczepności, która jest pomiędzy dolną powierzchnią płyty a podłożem gruntowym. 

Zmiany temperatury

Dodatkowe wartości naprężeń

Dodatkowe naprężenia od zmian termicznych pojawiają się w efekcie istnienia tych zjawisk w płytach betonowych. Są one zdolne do tego, żeby osiągać duże wartości.

Aby móc określić wartości dodatkowych naprężeń od zmiany temperatury należy założyć, że temperatura zmniejsza się tak samo na całej grubości płyty. W efekcie płyta dąży do tego, żeby kurczyć się w obu kierunkach – podłużnym i poprzecznym. Może też dojść do tego, że kurczenie będzie trudniejsze z powodu tarcia płyty o podłoże. Naprężenia od zmian temperatury dla nieobciążonej płyty mogą być na poziomie granicy naprężeń krytycznych dla betonu na rozciąganie. Czasami dochodzi nawet do tego, że granica ta jest przekroczona. Mogą one być zmniejszone na skutek zmniejszenia wymiarów płyty.

Z tego też powodu projektując płyty betonowe nawierzchni drogowych powinno się ograniczyć naprężenia od obciążenia pionowego. Dotyczy to płyt betonowych które są silnie obciążone w efekcie intensywnego ruchu, aby móc uniknąć równoczesnego pojawienia się dużych wartości naprężeń rozciągających. Naprężenia te mogą się pojawić od obciążenia ruchomego i zmian temperatury. Ich suma nie może być większa niż wielkość naprężenia krytycznego (program przygotowujący do uprawnień budowlanych).

Naprężenia od zmian temperatury

Wzory, z których korzystano dla określenia naprężeń od zmian temperatury wprowadzono zakładając, że temperatura płyty ulega zmianie w jednakowy sposób na całej grubości płyty. Jednak na skutek badań wyszło na jaw, że różnica temperatur pomiędzy górną i dolną powierzchnią płyty waha się w dość dużych granicach. Jest ona tym większa, im większa jest grubość płyty. Może ona osiągać nawet do 20oC w zwykłych warunkach. Z tego powodu na skutek różnic temperatura płyty mogłaby ulec wypaczeniu. Byłoby to możliwe, gdyby nie przeszkadzało tarcie o grunt podłoża. Zmiany temperatury doprowadzają do powstania dodatkowych naprężeń w płytach betonowych. Powstają one w efekcie braku możliwości ich swobodnego odkształcania się. Odkształcaniem tym jest wydłużanie się bądź kurczenie w stosunku do występowania sił tarcia i przyczepności pomiędzy podstawą płyty a podłożem gruntowym (akty prawne do egzaminu na uprawnienia budowlane).

Na naprężenia od zmian temperatury w płytach mają wpływ:

– opory tarcia i przyczepności,

– brak możliwości swobodnego paczenia się płyt.

Żeby zmniejszyć wielkość naprężeń od zmian temperatury należy ograniczyć wymiary płyt betonowych. Dotyczy to zmiany w kierunku ich długości i szerokości. Dopuszczalną odległością płyty jest odległość między sąsiadującymi ze sobą szczelinami dylatacyjnymi. Na skutek obniżania się temperatury płyta będzie dążyła do kurczenia się w kierunku podłużnym i poprzecznym. Z tego powodu powstają w płycie naprężenia rozciągające wobec oporu gruntu podłoża przeciwko przesuwaniu się płyty.

Jak wygląda dążenie płyty do kurczenia się bądź wydłużania na skutek zmian termicznych? Na skutek obniżenia się temperatury masa płyty przemieszcza się w kierunku środka. W sytuacji, kiedy ta temperatura rośnie – masa przesuwa się na zewnątrz. Z kolei położenie środka płyty nie ulega zmianie. Na skutek tego wielkość przesunięć płyty rośnie od środka płyty do jej krawędzi. Opór gruntu przeciwko przesunięciom płyty zależy od wielkości przesunięć. Jest on złożony z oporu tarcia oraz oporu przyczepności (egzamin ustny na uprawnienia budowlane).

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *