Trwałość w projektowaniu konstrukcji betonowych.pdf

konstRukcje – elementy – mateRiały

Aspekty trwałości i wpływu

na środowisko w projektowaniu

konstrukcji betonowych

Prof. dr inż. andrzej ajdukiewicz, Politechnika Śląska, gliwice

1. Wprowadzenie

wych, przy zachowaniu możliwie niskich nakładów

finansowych na realizację. Przedział czasowy sto-

sowany do oceny jakości obiektu jest albo ograni-

czony do okresu budowy, albo – obecnie częściej

– do następnych kilku lat okresu gwarancyjnego

po zrealizowaniu konstrukcji.

Nowe podejście jest określane jako zintegrowane

projektowanie na okres użytkowania ( integrated

life-cycle design ) i wyraża się w praktyce wieloaspek-

towym projektowaniem (rys. 1), uwzględniającym:

• różne aspekty projektowania (funkcjonalno-kon-

strukcyjne, trwałościowe, środowiskowe, ekonomicz-

ne, socjo-kulturowe),

• kolejne fazy użytkowania przez cały projektowy

okres użytkowania, czyli od pozyskania i produkcji

materiałów lub elementów, przez wznoszenie, użytko-

wanie i konserwację, do rozbiórki, recyklingu i utyliza-

cji odpadów,

• różne poziomy optymalizacji (materiały, składniki,

elementy, całe konstrukcje).

Innymi słowy, projektowanie zintegrowane wprowadza

optymalizację przy ocenie wszystkich ważniejszych

faz całego cyklu realizacji konstrukcji – „od kołyski

do grobu”.

Wobec specyfiki różnych typów konstrukcji betono-

wych (budynki, mosty, drogi itp.) niezbędne jest sfor-

mułowanie zbiorów kryteriów do wprowadzenia jako

narzędzia oceny dla tych różnych typów konstrukcji.

Trwałość konstrukcji , obok bezpieczeństwa i użytko-

walności, jest analizowana jako jeden z trzech filarów

niezawodności konstrukcji. Elementy te – dziś sta-

wiane praktycznie na równi pod względem znaczenia

– były w zdecydowanie różnym stopniu w przeszłości

rozważane pod kątem tworzenia zasad ujmowania

ich w projektowaniu. Jak to szerzej przedstawiono

na Konferencji Krynickiej 2007 [1], problematyka bez-

pieczeństwa ma już ponad stuletnią historię tworzenia

zaleceń i zasad normowych, elementy użytkowalności

w szerszym zakresie znalazły się w takich dokumen-

tach znacznie później, około 50 lat temu, a próby

ujęcia zasad projektowania konstrukcji z betonu

na trwałość, mają zaledwie historię niespełna 30-let-

W budownictwie problemy trwałości i wpływu na śro-

dowisko są ściśle powiązane, albo wręcz przenikają

się. Wyraźnie zaznacza się to w konstrukcjach z beto-

nu. Obniżona trwałość konstrukcji betonowej pro-

wadzi do pewnego bezpośredniego zanieczyszcza-

nie środowiska, ale przede wszystkim konieczność

naprawy lub wymiany elementów wiąże się ze zuży-

ciem materiałów i energii oraz emisją zanieczyszczeń

z tym związanych.

W zakresie konstrukcji z betonu badania problema-

tyki trwałości i wpływu na środowisko w ostatnich

dekadach, a w konsekwencji opublikowane raporty,

zalecenia i wreszcie normy, mają swoje uzasadnienie

w dominującej roli betonu, stosowanego w olbrzymich

ilościach w całym świecie. Rysunek 1 obrazuje sym-

bolicznie pożądane aspekty zintegrowanego projekto-

wania. Dotychczas w projektowaniu dominują aspekty

grupy (1). Opisywane w tym artykule aspekty (2) i (3)

są dotychczas rozważane całkowicie odrębnie.

Tradycyjne podejście do projektowania konstrukcji

ma na celu osiągnięcie wymaganych cech użytko-

Rys. 1. Uproszczony schemat projektowania zintegrowa-

nego

PRzeglĄd budowlany 2/2011

konstRukcje – elementy – mateRiały

2. Projektowanie na trwałość/okres

użytkowania w przepisach normowych

i zaleceniach międzynarodowych

nią. Tymczasem, jak o tym świadczą liczne raporty,

normalizacja w obszarze projektowania na trwałość

jest zapewne najtrudniejsza i wymagająca najwięk-

szego zakresu prac doświadczalnych [2].

Aspekt trwałości w projektowaniu konstrukcji betono-

wych, ostatnio częściej określany mianem projekto-

wania na okres użytkowania (choć nie zawsze utoż-

samiany [3]), bazuje na badaniach fizyko-chemicz-

nych, z przewagą tematyki chemicznej. Dotychczas,

badania i próby uogólnień skupiają się na czterech

grupach zagadnień, określanych skrótowo jako:

• skutki karbonatyzacji,

• korozja chlorkowa,

• fizyczne działanie zamrażanie/odmrażanie (mrozo-

odporność),

• skutki innych rodzajów oddziaływań chemicznych.

Tak rozumiana problematyka trwałości weszła dotych-

czas do norm w stopniu stosunkowo niewielkim,

w postaci niezmiernie uproszczonych zaleceń.

W dodatku, jak to mamy w Eurokodzie 2 [4] i nor-

mach związanych, np. [5], słabiej rozpoznane lub

trudniejsze do uzgodnień międzynarodowych tematy

zostały prawie całkowicie pominięte, jak np. wpływ

zamrażania/odmrażania.

Szerzej, w sposób umożliwiający różny stopień uszcze-

gółowienia podejścia do trwałości, ujęto problem pro-

jektowania konstrukcji z betonu we wzorcowej normie

międzynarodowej [6]. Główne założenia tej normy

włączono do najnowszego dokumentu fib -Model Code

2010 [7]. Ta długo uzgadniana norma wzorcowa jest

przygotowywana jako „dokument – matka” dla prze-

widywanej nowej generacji Eurokodu 2, dla której lata

2015–2016 wskazywane są dziś jako realne.

Problematyka wpływów na środowisko w projektowa-

niu doczekała się nowego terminu międzynarodowego

environmentality . Przyjęto, że w każdym projektowaniu,

obok trzech filarów niezawodności (bezpieczeństwo,

użytkowalność i trwałość) powinna się znaleźć część

poświęcona środowisku. W syntetycznym ujęciu –

konieczne jest w projektowaniu wskazanie:

• jakie są znaczące wpływy na środowisko,

• dlaczego i w jakim stopniu są one istotne (lub nie),

• jak te problemy zostały uwzględnione w projekcie.

Tematyce tej poświęcono m.in. dwa opracowania

zespołów fib [8] i [9]. Szereg prac ostatniego okre-

su dotyczy problemów środowiskowych w kontek-

ście wymagań jakie będą w niedługim czasie obo-

wiązywać w Europie. Znalazły się one w europej-

skich programach badawczych z lat 1996–2004 [10],

a raporty przedstawiono obszernie w roku 2006

[11]. Powinniśmy się przyzwyczajać do europejskiego

logo EPD ( Environmental

Product Declaration ), któ-

rym będą opatrywane czę-

ści dokumentacji dotyczące

Środowiskowej Deklaracji

Wyrobu:

2.1. Zakres zasad projektowania na trwałość ujęty

w Eurokodach

W zakresie trwałości Eurokod 1992–1-1 [4] w p. 2.3.1

Projektowy okres użytkowania, trwałość, zarządza-

nie jakością nie podejmuje tematyki, lecz odsyła

do Rozdziału 2 Eurokodu 1990 [12]. Tam znajdujemy

ogólne reguły, a w tym poglądową Tablicę:

Tablica 1. Orientacyjne projektowe okresy użytkowania

według [12]

Kategoria

projektowego

okresu

użytkowania

Orientacyjny

projektowy

okres użytkowania

(lata)

Przykłady

Konstrukcje tymczasowe

Wymienialne części kon-

strukcji, np. belki pod-

suwnicowe, łożyska

od 10 do 25

Konstrukcje rolnicze

i podobne

od 15 do 30

Konstrukcje budynków

i inne konstrukcje zwykłe

Konstrukcje budynków

monumentalnych, mosty

i inne konstrukcje inży-

nierskie

100

Projektowy okres użytkowania został w Eurokodzie

1990 zdefiniowany jako przyjęty w projekcie przedział

czasu, w którym konstrukcja lub jej część ma być

użytkowana zgodnie z zamierzonym przeznaczeniem

i przewidywanym utrzymaniem, bez potrzeby dużych

napraw.

W dalszej części zawarto ogólne zasady (P) i reguły

dotyczące projektowania na trwałość:

( 1)P Konstrukcje należy w taki sposób projektować,

aby zmiany następujące w projektowym okresie użyt-

kowania, z uwzględnieniem oddziaływań środowiska

i przewidywanego poziomu utrzymania, nie obniżały

właściwości użytkowych konstrukcji poniżej zamierzo-

nego poziomu.

(2) W celu zapewnienia odpowiedniej trwałości kon-

strukcji zaleca się uwzględniać:

– zamierzone lub przewidywane użytkowanie kon-

strukcji;

– wymagane kryteria projektowe;

– oczekiwane warunki środowiskowe;

– skład, właściwości i zachowanie się materiałów

i wyrobów;

– właściwości gruntu;

– rodzaj ustroju konstrukcyjnego;

– kształt elementów i szczegóły konstrukcyjne;

– jakość wykonania i poziom kontroli;

PRzeglĄd budowlany 2/2011

konstRukcje – elementy – mateRiały

– szczególne środki zabezpieczające;

– zamierzone utrzymanie w projektowym okresie użyt-

kowania.

(3)P Warunki środowiskowe należy określić na etapie

projektowania, tak aby można było ocenić ich znacze-

nie z uwagi na trwałość i podjąć odpowiednie środki

w celu ochrony materiałów stosowanych w konstrukcji.

(4) Stopień degradacji można ocenić na podsta-

wie obliczeń, badań doświadczalnych, doświadczenia

zebranego z wcześniejszych realizacji lub kombinacji

tych podejść.

Powyższe wskazania zwracają uwagę na aspekty

szczegółowe, ale stanowią w istocie jedynie podstawę

do wstępnych uzgodnień projektanta ze zleceniodaw-

cą. Nie dają bowiem konkretnych wskazówek ilościo-

wych, ani jakościowych do założeń projektowania.

Znaczące rozwinięcie problemu projektowania na

trwałość zawiera Rozdział 4 Eurokodu 2 cz. 1–1

Trwałość i otulenie zbrojenia. Tutaj na wstępie znalazły

się kolejne ogólne zasady, nawiązujące do Eurokodu

1990 oraz normy materiałowej PN-EN 206–1 [5]:

(1)P Trwała konstrukcja powinna przez cały projekto-

wy okres użytkowania spełniać wymagania ze wzglę-

du na użytkowalność, nośność i stateczność, bez

istotnego obniżenia przydatności lub nadmiernych,

nieprzewidzianych kosztów utrzymania.

(2)P Wymaganą ochronę konstrukcji należy ustalać,

biorąc pod uwagę planowane zastosowanie, projek-

towy okres użytkowania, program utrzymania oraz

oddziaływania.

(3)P Należy rozpatrzyć ewentualną rolę oddziaływań

bezpośrednich i pośrednich, warunków w środowisku

oraz skutków ich wspólnego, jednoczesnego działania.

(4) Ochrona stali przed korozją zależy od zagęszcze-

nia, jakości i grubości otuliny betonowej i od zary-

sowania. Zagęszczenie i jakość otulenia osiąga się,

kontrolując maksymalny współczynnik wodno-cemen-

towy i minimalną zawartość cementu (patrz PN-EN

206–1), które mogą być związane z minimalną klasą

betonu.

(5) Wystawione na działanie środowiska zamocowa-

nia metalowe, które mogą być poddane przeglądowi

i wymianie, można zabezpieczać powłokami ochron-

nymi. W innych przypadkach należy je wykonywać

z materiału odpornego na korozję.

(6) W szczególnych przypadkach ... należy wziąć

pod uwagę wymagania dodatkowe (np. dla konstruk-

cji o charakterze tymczasowym lub monumental-

nym, konstrukcji poddanych skrajnym lub niezwykłym

oddziaływaniom itd.).

Przytoczono tablicę Klasy ekspozycji znaną już

z normy PN-EN 206–1 (a także poprzedniej pol-

skiej normy PN-B/03264–2002), a w punkcie 4.3

Wymagania dotyczące trwałości dodano jeszcze ogól-

ne dwie zasady:

( 1)P W celu zapewnienia projektowego okresu użyt-

kowania konstrukcji należy podjąć odpowiednie kroki,

chroniące każdy element konstrukcji przed wpływają-

cymi na trwałość oddziaływaniami środowiska.

(2)P Rozpatrując:

– koncepcję konstrukcji,

– dobór materiałów,

– szczegóły konstrukcji,

– wykonanie,

– kontrolę jakości,

– przeglądy,

– sprawdzenia,

– środki specjalne (np. zastosowanie stali nierdzew-

nej, powłok, ochrony katodowej)

należy uwzględniać wymagania dotyczące trwałości.

W nawiązaniu do tak licznych zaleceń ogólnych,

wskazano w Eurokodzie 2 cz. 1–1 szczegółowe wska-

zania związane z uwzględnieniem trwałości w projek-

towaniu, a mianowicie:

• w Załączniku E podano wskazane minimalne klasy

wytrzymałości betonu ze względu na trwałość, odnie-

sione do klas ekspozycji,

• w Tablicach 4.4N i 4.5N podano minimalne otulenie

wymagane ze względu na trwałość c min,dur , odpowied-

nio dla stali zbrojeniowej i dla stali sprężającej,

• dodatkowo podano wymagane dodatki otuliny oraz

możliwe redukcje otuliny związane z klasą konstrukcji

oraz ewentualnym stosowaniem dodatkowych zabez-

pieczeń (np. powlekanie betonu, stal nierdzewna).

To jest praktycznie cały zakres zaleceń dotyczą-

cych projektowania konstrukcji z betonu – żelbeto-

wych i sprężonych – z uwagi na trwałość, zawarty

w Eurokodach.

Projektant ma do dyspozycji jeszcze pomocniczą tabli-

cę Zalecane wartości graniczne dla składu i właściwo-

ści betonu w normie PN-EN 206–1 [5] (Załącznik F,

Tablica F1). W tablicy tej zawarto dla poszczególnych

klas ekspozycji (w tym klas XF dotyczących zamra-

żania/odmrażania) zalecenia w odniesieniu do mini-

malnej klasy wytrzymałości, maksymalnego stosunku

w/c, minimalnej zawartości cementu w mieszance

oraz – dla klas XF – minimalną zawartość powietrza.

Bardziej przydatne w projektowaniu są szczegółowe

tablice zatytułowane Jakość betonu i otulina zbro-

jenia dla założonego okresu użytkowania , zawarte

w brytyjskim komentarzu do Eurokodu 2 [13] i w jego

polskim odpowiedniku [14]. Tablice te zawierają, dla

projektowego okresu użytkowania 50 lat (Tablica 4.2)

i dla okresu 100 lat (Tablica 4.3) oraz dla różnych klas

ekspozycji (XC, XD, XS), następujące wskazania:

• minimalną klasę wytrzymałości,

• maksymalny stosunek w/c,

• minimalną ilość cementu w mieszance,

• nominalną otulinę zbrojenia dla różnych kombinacji

trzech powyższych parametrów,

• ograniczenia w stosowaniu typów cementu.

Zarówno pomocnicze zalecenia PN-EN 206–1 [5], jak

i rozszerzone zalecenia zawarte w [13], [14] odnoszą

się do konstrukcji z betonów zwykłych.

PRzeglĄd budowlany 2/2011

konstRukcje – elementy – mateRiały

2.2. Raporty i zalecenia międzynarodowe dotyczą-

ce projektowania na trwałość

Międzynarodowe dokumenty zawierające zalecenia

projektowania na trwałość/okres użytkowania powsta-

wały od połowy lat 1980., a zatem historia zaawanso-

wanych rozważań w obszarze trwałości ma niespełna

30 lat. Wprawdzie Europejski Komitet Betonu (CEB)

już w 1978 roku powołał grupę zadaniową Trwałość

( TG Durability ), m.in. do opracowania podstaw spraw-

dzania konstrukcji betonowych z uwagi na trwa-

łość, jednak pierwsze wyniki i ich rozpowszechnienie,

a tym bardziej próby ich wprowadzenia do zaleceń,

nastąpiły znacznie później. Skromnymi w treści doku-

mentami w Europie były trzy kolejno opublikowane

Biuletyny CEB, nr 148 z roku 1984 [15], nr 182 z roku

1989 [16] i nr 238 z roku 1997 [17]. Dopiero w tym

ostatnim dokumencie wyartykułowano podstawy pro-

babilistycznego podejścia do problemów trwałości.

W zasadzie bez koordynacji, równolegle powstawały

na ten temat inne dokumenty o zasięgu międzynaro-

dowym – przygotowane w ramach Międzynarodowej

Organizacji Normalizacyjnej ISO [18] i Amerykańskiego

Instytutu Betonu [19]. Podstawę tych wszystkich doku-

mentów stanowiły coraz szersze prace badawcze.

W Europie wyróżniał się skalą badań wieloetapo-

wy program finansowany przez Unię Europejską

BRITE/EURAM [10], realizowany w kilku krajach Unii

i ze znaczącym udziałem Norwegii. Wiele wyników

badań wykorzystano przy redakcji normy wzorcowej

MC-SLD [6] wspomnianej poniżej.

Wyodrębnione podejście do projektowania konstruk-

cji żelbetowych ukierunkowane na projektowanie

na okres użytkowania, datuje się od niespełna deka-

dy. Uznano jednak prace nad tym problemem za nie-

zmiernie pilne. Dzieje się tak dlatego, że niekorzystne

zmiany środowiskowe – w skali lokalnej, regionalnej

i globalnej – przebiegają coraz szybciej.

Międzynarodowa Federacja Betonu Konstrukcyjnego

fib ustanowiła w roku 2002, w porozumieniu

z Komitetem Technicznym ISO/TC71, grupę zada-

niową w celu przygotowania „normy wzorcowej pro-

jektowania na okres użytkowania” ( Model Code for

Service Life Design ). Zamierzeniem tego dokumentu

było określenie modeli przydatnych w ocenie zja-

wisk związanych z trwałością i przygotowanie postaw

do normalizacji projektowania konstrukcji betono-

wych z uwagi na okres użytkowania. Dokument ten

powstał w roku 2005 i został ostatecznie zaakcepto-

wany na Kongresie fib w Neapolu, w czerwcu 2006r.

[6]. Jednocześnie Model Code for Service Life Design

– MC-SLD zaaprobowano w Podkomitecie ISO/TC71/

SC8 „ Environmental Management for Concrete and

Concrete Structures ” w maju 2007 r.

W normie wzorcowej MC-SLD ograniczono się

do problematyki Technicznego Okresu Użytkowania,

nie wchodząc w zagadnienia funkcjonalnej przydatno-

ści (Funkcjonalny Okres Użytkowania).

2.3. Stan przepisów projektowania na okres użyt-

kowania

Celem przepisów projektowania konstrukcji betono-

wych na okres użytkowania jest wskazanie oblicze-

niowego podejścia, mającego zapewnić uniknięcie

zniszczenia spowodowanego przez oddziaływania

środowiska. Dążeniem jest podejście porównywalne

do tego, jakie przyjęto przy projektowaniu z uwagi

na bezpieczeństwo w istniejących normach projekto-

wania, np. w Eurokodzie 2.

Oznacza to określone ilościowo modele po stronie

oddziaływań, czyli wpływów środowiska, oraz po stro-

nie odporności betonu – na rozważane oddziaływa-

nia. Skupiono się przede wszystkim na projektowaniu

zapobiegającym korozji zbrojenia wywoływanej przez

proces karbonatyzacji. Zalecana procedura podzielo-

na jest na cztery fazy:

Faza pierwsza to ocena ilościowa mechanizmów

zniszczenia, z realistycznym modelowaniem opisują-

cym procesy fizykochemiczne w sposób zadowalają-

co dokładny. Wzorcowym przykładem, zamieszczo-

nym w normie MC-SLD, jest model procesu karbo-

natyzacji betonu, w zależności od środowiska i para-

metrów jakościowych betonu. Zadowalająca dokład-

ność oznacza, że model powinien być sprawdzony

za pomocą badań doświadczalnych w laboratorium

lub w obserwacjach prowadzonych w praktyce, tak

aby wartości średnie i rozrzut właściwości w zakresie

odporności materiałów były znane i mogły być rozwa-

żone w modelu. W ten sam sposób modele dotyczące

oddziaływań środowiska, ze statystycznie ustalonymi

parametrami, takimi jak np. temperatura, wilgotność

względna, rozbryzgiwanie wody deszczowej, stężenie

gazów itp., powinny być dostępne.

Druga faza obejmuje określenie stanów granicznych,

które powinno się wziąć pod uwagę przy projektowa-

niu. W zaleceniach MC-SLD rozważono kolejne etapy

degradacji konstrukcji żelbetowej:

• depasywację zbrojenia spowodowaną przez karbo-

natyzację,

• zarysowanie wywołane korozją zbrojenia,

• odpryskiwanie otuliny betonowej wskutek korozji

zbrojenia,

• zniszczenie wywołane ubytkiem przekroju poprzecz-

nego zbrojenia.

Trzecia faza to obliczenie prawdopodobieństwa,

że określony stan graniczny wystąpi. Tu zaleca się

stosowanie modeli ustalonych w fazie pierwszej.

Na razie, do czasu rozwoju badań w tym zakresie,

akceptuje się zabezpieczenie przed wystąpieniem

stanu granicznego wyrażone w uproszczonych para-

metrach niezawodności, np. najprościej za pomocą

wskaźnika niezawodności β . W zależności od rodzaju

stanu granicznego i klasy konsekwencji zniszczenia

(związanej z klasą niezawodności), zalecane mini-

malne wartości β podano w EN 1990 [12]. Kwestie te

omówiono wcześniej m.in. w pracy [1].

PRzeglĄd budowlany 2/2011

konstRukcje – elementy – mateRiały

Czwartą fazą jest określenie typu stanu granicz-

nego – nośności lub użytkowalnosci – do jakiego

należy zaliczyć stan graniczny określony w fazie dru-

giej. Na przykład, stan graniczny depasywacji będzie

z reguły zaliczany do SGU, ponieważ nie ma on

natychmiastowych konsekwencji dla bezpieczeństwa

konstrukcji. Dla stanu granicznego zarysowania lub

odpryskiwania otuliny – zależnie od rodzaju konstruk-

cji – projektant musi zdecydować, do której grupy

stanów należy je zaliczyć. Wynika z tego wymagana

wartość współczynnika niezawodności.

W dążeniu do podobnego charakteru przepisów

normowych dotyczących bezpieczeństwa i użytko-

walności, założono w MC-SLD uniwersalny zakres

zasad projektowania konstrukcji z betonu na okres

użytkowania, czyli przyjęto, że powinny one obejmo-

wać zarówno konstrukcje żelbetowe, jak i sprężone.

Przyjęto także założenie, aby zalecenia nie ogranicza-

ły się do okresu użytkowania nowo projektowanych

konstrukcji, lecz obejmowały także możliwość osza-

cowania pozostałego okresu dla istniejących kon-

strukcji lub dla konstrukcji poddanych rehabilitacji.

U podstaw zaleceń projektowania na okres użytkowa-

nia zawartych w MC-SLD leżą uzasadnione, ale dosyć

optymistyczne założenia:

• projekty konstrukcji są wykonywane przez odpo-

wiednio wykwalifikowanych i doświadczonych projek-

tantów,

• odpowiedni nadzór i kontrola jakości są zapewnio-

ne w wytwórniach i na budowach,

• obiekty są wznoszone przez wykwalifikowany

i doświadczony personel,

• materiały i wyroby są stosowane zgodnie z odpo-

wiednimi specyfikacjami,

• konstrukcje będą odpowiednio utrzymywane, sto-

sownie do zaleceń normowych,

• są spełnione minimalne wymagania wykonawstwa

podane w EN 13670:2009 [20].

W normie MC-SLD przyjęto możliwość stosowania

w projektowaniu na okres użytkowania – zależnie

od dysponowania badawczym rozpoznaniem proble-

mów – czterech poziomów podejścia i związanych

z nimi procedur.

Podejścia te można scharakteryzować jako wskazania

ogólne, obecnie w różnym stopniu realne w projekto-

waniu konstrukcji z betonu na okres użytkowania:

• „Pełne probabilistyczne podejście” jest rzadko

na razie możliwe wskutek braku modeli, a zwłaszcza

braku danych statystycznych do kalibracji modeli

i trudności w ilościowym oszacowaniu parametrów.

• „Metoda częściowych współczynników”, znana

z analizy bezpieczeństwa, opiera się na wartościach

obliczeniowych oddziaływań, odporności i charak-

terystyk geometrycznych oraz na deterministycz-

nych (decyzyjnych) wielkościach współczynników.

Jednak dotychczas, w odniesieniu do problema-

tyki trwałości brak jest dostatecznej podbudowy

badawczej pozwalającej na szersze stosowanie

tego podejścia.

• „Uznane za wystarczające” ( deem-to-satisfy ) podej-

ście polega na stosowaniu stabelaryzowanych zale-

ceń dotyczących najważniejszych czynników, decy-

dujących zwłaszcza o trwałości, jak np. stosunku w/c

w mieszance, wielkości otuliny zbrojenia, ogranicze-

nia rozwartości rys itp. Jest to znana z norm projek-

towania konstrukcyjnego bardzo przybliżona droga

do zapewnienia odpowiedniego okresu użytkowania.

(4) „Unikanie zniszczenia” ( avoidance of deterioration )

to realizacja wskazań ograniczających zagrożenia,

na przykład ograniczenie nasiąkliwości, stosowanie

powłok ochronnych, stosowanie stali nierdzewnej,

stosowanie kruszyw nie grożących reaktywnością

itp. Również to podejście jest znane i stosowane, ale

w wielu sytuacjach napotyka na ograniczenia ekono-

miczne, jak np. zbrojenie ze stali nierdzewnej.

2.4. Problematyka trwałości w nowej normie wzor-

cowej fib -Model Code 2010 [7]

W rozwinięciu zaleceń MC-SLD [6] brane są pod

uwagę uwarunkowania związane z okresem użytko-

wania w dwojaki sposób:

– projektowy okres użytkowania – w odniesieniu

do projektowania nowych konstrukcji,

– pozostały okres użytkowania – w odniesieniu do ist-

niejących konstrukcji, ocenianych, naprawianych lub

modyfikowanych.

W obydwu przypadkach chodzi o okresy, w których

powinny być zachowane wymagane cechy przydat-

ności konstrukcji. Kryteria przydatności w powiązaniu

z projektowym okresem użytkowania i wymaganym

poziomem niezawodności podano w Tablicy 2 (wzoro-

wanej na Tablicy 3.2–1 w MC2010). Tablica ta podaje

przykład kryteriów uwzględnianych w projektowaniu

zwykłych budynków (projektowy okres 50 lat).

W rozdziale 4. Zasady projektowania ( Principles of

structural design ) dokonano zunifikowania możliwego

podejścia do bezpieczeństwa konstrukcji – zarówno

w aspekcie nośności, jak i trwałości.

(1) pełne podejście probabilistyczne,

(2) podejście półprobabilistyczne – częściowe współ-

czynniki,

(3) podejście globalnej odporności ( global resistance ),

(4) podejście „uznane za wystarczające” ( deem-to-

satisfy ),

(5) podejście „unikanie zniszczenia” ( avoidance of

deterioration ).

Przyjęto i podano ogólne wskazania dla projektowa-

nia w odniesieniu do założeń modeli sprawdzania

stanów granicznych – albo analitycznych, albo nume-

rycznych, albo bazujących na badaniach.

Problematykę trwałości praktycznie ograniczono

do podejścia (4) lub (5).

Podejście „uznane za wystarczające” w zakresie

trwałości obejmuje wymagania w odniesieniu do jako-

PRzeglĄd budowlany 2/2011

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: