Badania nad wzmacnianiem murów przy osiadaniu budynków
Stanowisko laboratoryjne zbudowano na Politechnice Śląskiej w Gliwicach w 2003 roku. Wyniki przeprowadzonych tam badań potwierdziły, że mury zbrojone zyskują na wytrzymałości nawet o 20%, wzrasta także ich odporność na pęknięcia i zarysowania. Wykonanie większej liczby testów pozwoli uogólnić wyniki i wybrać najskuteczniejsze układy zbrojenia.
Pierwszy etap badań nad wzmacnianiem murów przy osiadaniu, prowadzonych w latach 2003-2004, finansowała belgijska firma NV BEKAERT SA - producent zbrojenia Murfor®, którego dystrybutorem w Polsce jest Habe.
Stanowisko laboratoryjne zbudowano na Politechnice Śląskiej w Gliwicach w 2003 roku. Wyniki przeprowadzonych tam badań potwierdziły, że mury zbrojone zyskują na wytrzymałości nawet o 20%, wzrasta także ich odporność na pęknięcia i zarysowania.
Wykonanie większej liczby testów pozwoli uogólnić wyniki i wybrać najskuteczniejsze układy zbrojenia.
Murfor® to prefabrykowane belki zbrojeniowe, składające się z dwóch równoległych prętów, połączonych za pomocą trzeciego, wygiętego sinusoidalnie.
Zwiększa on wytrzymałość muru na ściskanie, szczególnie w przypadkach obciążeń granicznych. Zwiększa także sztywność budynków - poprzez przewiązanie ścian nośnych z działowymi.
Murfor® oferuje następujące możliwości architektoniczne, np.:
-
mury (elewacyjne, ogrodzenia) bez przewiązań
-
mury podwójne
-
eliminację tradycyjnych nadproży
-
eliminację tradycyjnych wieńców
-
zwiększenie odległości między dylatacjami (lub ich eliminację)
Zastosowanie zbrojenia w murze daje dobre efekty w zapobieganiu rysom i spękaniom.
Główne powody zarysowania murów to:
-
szkody górnicze
-
przekroczenie nośności muru na zginanie; ścinanie
-
skurcze, pełzanie i rozszerzenie się konstrukcji
-
nierównomierne osiadanie
-
trzęsienia ziemi, wibracje, wybuchy.
Montaż prefabrykowanych belek zbrojeniowych jest bardzo prosty - zarówno w zaprawach tradycyjnych, jak i klejowych. Dodatkowym ułatwieniem jest fakt, iż pręty nośne są zawsze równoległe, a długość elementów jest tak dobrana, by nie zakłócić rytmu murowania.
Rodzaje zbrojenia
ze stali gładkiej, do murów łączonych na zaprawę tradycyjną:
Murfor® RND/Z, RND/E i RND/S
rodzaje wykończenia:
- ocynk
- epoksyd
- stal nierdzewna
- średnica prętów nośnych: 4 lub 5 mm
- dostępne szerokości: od 30 do 280 mm
- długość belki: 3,05 m
ze stali żebrowanej, do murów łączonych na zaprawę tradycyjną:
Murfor® GER
rodzaje wykończenia:
- ocynk
- epoksyd
- stal nierdzewna
- średnica prętów nośnych: 5 mm
- dostępne szerokości: od 50 do 200 mm
- długość belki: 3,05 m
do cienkich spoin, do murów łączonych na zaprawę klejową:
Murfor® EFS/Z
rodzaje wykończenia:
- ocynk
- średnica prętów nośnych: 1,5 x 6 (8) mm
- dostępne szerokości: od 40 do 190 mm
- długość belki: 3,05 m
Sposoby ochrony przed korozją
|
Z - stal ocynkowana Stal pokryta warstwą cynku o grubości min. 70 g/m2. Stosowana w murach, które nie mają bezpośredniego kontaktu z wodą. |
|
E - stal epoksydowana Stal ocynkowana pokryta warstwą epoksydu o grubości min. 80 mikronów - dla zapewnienia lepszej ochrony przed wilgocią. |
|
S - stal nierdzewna Zbrojenie dopuszczone do stosowania w murach narażonych na działanie wilgotnego lub agresywnego środowiska. |
PODSTAWOWE ZASTOSOWANIA
Nierównomierne osiadanie budynku
|
Jeżeli budowa jest prowadzona na gruncie, który nie jest do końca ustabilizowany lub podłoże składa się z warstw o różnej charakterystyce geologicznej, może wystąpić nierównomierne osiadanie budynku. |
Naprężenia wokół otworów
|
|
Zaleca się umieszczenie dwóch belek ponad otworem drzwiowym. Wokół otworów okiennych i drzwiowych często występują pęknięcia i zarysowania. Naprężenia wywołane siłami tnącymi i rozciągającymi mogą być w całości przeniesione przez zbrojenie. Zaleca się umieszczenie dwóch belek Murfor nad i dwóch pod otworem okiennym. |
Eliminacja dylatacji w długich ścianach
|
Zbrojenie pozwala zwiększyć odległości między dylatacjami (patrz tabela). W długich murach, na skutek skurczy materiałowych, mogą wystąpić spękania lub zarysowania. |
Poniższa tabela pokazuje odległości między dylatacjami w długich ścianach w zależności od użytego materiału i ilości zbrojenia.
| Lp. |
materiał |
bez |
zbrojenie |
zbrojenie |
|
| 1. | Grubość muru < 140 mm | ||||
| 2. | ceramika e < 0,1 mm/m |
20 m |
30 m |
35 m |
|
| 3. | wyroby wapienno-piaskowe 0,1 < e < 0,4 mm/m |
8 m |
12 m |
14 m |
|
| 4. | gazobeton e <0,3 mm/m |
6 m |
10 m |
12 m |
|
| 5. | Grubość muru > 140 mm | ||||
| 6. | ceramika e < 0,1 mm/m |
20 m |
30 m |
35 m |
|
| 7. | wyroby wapienno-piaskowe 0,1 < e < 0,4 mm/m |
8 m |
14 m |
16 m |
|
| 8. | gazobeton e <0,3 mm/m |
6 m |
12 m |
14 m |
Nadproża
| |
Stosowanie prefabrykowanych belek nadprożowych często prowadzi do powstania rys i spękań. Jest to wynikiem połączenia materiałów o różnych właściwościach fizycznych (żelbet i cegła). Chodzi tu głównie o skurcze/rozszerzanie związane ze zmianą temperatury i wilgotności otoczenia. Użycie stalowych belek może spowodować dodatkowo wystąpienie ognisk korozji.
Zbrojenie nadproża składa się z: |
Ściany obciążone parciem i ssaniem wiatru
|
W ścianach obciążonych parciem/ssaniem wiatru występują duże naprężenia. Może to doprowadzić do wyboczenia ścian. |
Zwieńczenia szczytów
Spękaniom w zwieńczeniach szczytów możemy przeciwdziałać stosując system w spoinach poziomych co 400 mm. Dla zwieńczeń o wysokości przekraczającej 8 m zaleca się umieszczenie zbrojenia co 200-250 mm. W zależności od materiału, postępuje się analogicznie jak w przypadku długich ścian.
Ściany wypełniające konstrukcje szkieletowe
|
A - strefa główna zbrojenia, |
W ścianach stanowiących wypełnienie konstrukcji (szkieletowych, słupowo-płytowych) często występują spękania spowodowane ugięciami (pracą) tych konstrukcji.
Rozwiązanie: Należy odizolować ścianę od konstrukcji nośnej i zastosować zbrojenie do jej wzmocnienia. Zbrojenie umieszcza się w dwóch strefach (A i B), których wielkości zależą od wymiarów ściany i rodzaju materiału, z którego jest wykonana.
Mury bez przewiązań
|
Zbrojenie Murfor® można wykorzystać również do podniesienia walorów estetycznych budowli. Bardzo ciekawe efekty architektoniczne dają mury, gdzie cegły (bloczki) układane są w równoległych pasach (bez tradycyjnych wiązań murarskich) oraz elewacje, w których łączy się różne materiały (np. ceramikę i silikaty). W takich przypadkach zbrojenie Murfor zastępuje tradycyjne przewiązania oraz przenosi naprężenia powstałe na skutek łączenia materiałów o różnych właściwościach fizycznych. W opisanych powyżej przypadkach zbrojenie umieszcza się co 225 mm. |
Wieńce
|
Tradycyjne wieńce żelbetowe mogą być z powodzeniem zastąpione nowym typem zbrojenia, umieszczonym w spoinach poziomych wokół budynku. Można to zrobić przez ułożenie w czterech kolejnych spoinach po jednej belce Murfor albo przez umieszczenie czterech wąskich belek w dwóch kolejnych spoinach. |
Zalety:
|
Zmiany wysokości budynków
|
W miejscach zmiany wysokości budynku występują naprężenia miejscowe, które mogą być w całości przeniesione przez zbrojenie i rozłożone na większą powierzchnię ściany. |
Naprężenia wywołane obciążeniami skupionymi
|
Obciążenia skupione (np. punkty oparcia belek stropowych) wywołują naprężenia, które mogą spowodować powstanie rys i spękań. W celu uniknięcia łączenia dwóch materiałów (np. żelbetu i ceramiki) zaleca się stosowanie zbrojenia. W zależności od wielkości obciążenia, przezbraja się od trzech do pięciu warstw poniżej punktu koncentracji naprężeń. |
Narożniki i połączenia ścian
|
|
|
W narożnikach i połączeniach ścian występuje koncentracja naprężeń. Może to doprowadzić do występowania rys i spękań w tych okolicach. Aby tego uniknąć, stosuje się dylatacje lub zbrojenie. Murfor® ma tę przewagę, że oprócz rozłożenia naprężeń na większą powierzchnię dodatkowo usztywnia całą konstrukcję budynku.
Mury podwójne i szczelinowe
|
Mur podwójny |
Mury szczelinowe z izolacją lub bez |
Połączenie dwóch murów za pomocą zbrojenia sprawia, że zachowują się one jak mur jednolity.
