Żelbet
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/ff/Chantier_de_construction_du_complexe_associatif_multifonctions_%C3%A0_Antony_07.jpg/300px-Chantier_de_construction_du_complexe_associatif_multifonctions_%C3%A0_Antony_07.jpg)
Żelbet (żelazobeton[1], żelbeton[1][2]) – kompozyt strukturalny składający się z betonu wzmocnionego stalowymi prętami zbrojeniowymi lub jednym elementem stalowym zwanym wkładką stalową[3]. Żelbet formuje się w elementy konstrukcyjne lub całe obiekty monolityczne za pomocą form drewnianych (szalowanie), stalowych lub plastikowych. Nazywany jest czasem wynalazkiem XIX wieku[4].
Żelbet jest uniwersalnym materiałem budowlanym stosowanym do budowy różnorodnych elementów konstrukcyjnych – fundamentów, ścian, płyt, powłok, ścian oporowych, słupów i innych[5]. Powszechnie stosowany przy konstrukcjach budynków, z czego niektóre z nich wykonywane były jako żelbetowe monolity (np. stadiony, forty i schrony).
Etymologia
Nazwa tego materiału stanowi zlepek słów „żelazo” i „beton” z których jest wykonany. Najczęściej stosowane są nazwy „żelazobeton” lub w skrócie „żelbet”[6][7][8][9][10][11][12], rzadziej „żelbeton”[13][2]. Niekiedy wskazuje się, że ostatnia z nazw jest nieprawidłowa[14][15].
Charakterystyka
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2f/Talbruecke-Bruenn_2005-08-04.jpg/220px-Talbruecke-Bruenn_2005-08-04.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c1/Jastarnia%2C_schron_bojowy_S%C4%99p_%28WLZ14%29.jpg/220px-Jastarnia%2C_schron_bojowy_S%C4%99p_%28WLZ14%29.jpg)
Beton jest materiałem przenoszącym duże naprężenia ściskające, jednak jego wytrzymałość na rozciąganie jest bardzo mała. Stal w elemencie żelbetowym przenosi głównie naprężenia rozciągające, choć często stosuje się również zbrojenie ściskane. Połączenie stali i betonu pozwala budować konstrukcje różnego typu. Do zbrojenia stosuje się wkładki w postaci prętów, lin, strun, kabli i siatek. Można spotkać także konstrukcje ze „sztywnym zbrojeniem”, tzn. takie, w których elementy stalowe o dużych przekrojach (np. dwuteowniki, ceowniki) są wykorzystane jako rdzeń, np. w słupie żelbetowym.
Właściwa współpraca betonu i stali w konstrukcji możliwa jest dzięki przyczepności betonu do stali (w celu jej zwiększenia stosuje się pręty żebrowane) oraz zbliżonej rozszerzalności termicznej obu materiałów.
Do zalet żelbetu, jako materiału konstrukcyjnego, należą: ogniotrwałość, odporność na znaczne obciążenia statyczne i dynamiczne, swoboda w kształtowaniu elementów, duża odporność na korozję (przy zachowaniu właściwej otuliny wkładek stalowych i poprawnym zagęszczeniu układanej mieszanki betonowej). Odporność na wpływy atmosferyczne można podnieść, wykonując stosunkowo tanie zabezpieczenie powłokowe. Zabezpieczenia te stosuje się przede wszystkim w konstrukcjach mostów, wiaduktów i stropów dachowych.
Fazowy opis stanu przekrojów żelbetowych[16]
W pracy zginanej belki żelbetowej pod stopniowo zwiększanym obciążeniem można wyróżnić 3 fazy:
- 1 faza, kiedy naprężenia w betonie nie przekraczają jeszcze jego wytrzymałości na rozciąganie. W tej fazie przekrój pracuje jak pełny przekrój betonowy wraz ze zbrojeniem.
- 2 faza zaczyna się po przekroczeniu wytrzymałości betonu na rozciąganie. W tej fazie pojawiają się rysy w strefie rozciąganej i w przekroju zarysowanym naprężenia rozciągające przenosi wyłącznie zbrojenie.
- 3 faza pracy przekroju następuje w momencie uplastycznienia zbrojenia rozciąganego, trwa aż do momentu przekroczenia wytrzymałości betonu na ściskanie (w wadliwie zaprojektowanym przekroju zniszczenie betonu nastąpi przed uplastycznieniem stali, czyli w fazie II).
Zarysowanie elementu żelbetowego jest naturalne i niemożliwe do wyeliminowania, normy[17][18] nakazują jednak ograniczenie rozstawu i szerokości rozwarcia rys.
Podział
Ze względu na sposób współpracy wkładek stalowych z betonem rozróżnia się:
- żelbet – szkielet z prętów stalowych (zbrojenie) układa się w deskowaniu (szalunku) na miejscu wbudowania elementu (na budowie) lub w formie (w wytwórni prefabrykatów) i zalewa mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości otrzymuje się element, w którym stal przenosi naprężenia rozciągające, a beton ściskające. Współpraca tych materiałów opiera się na przyczepności betonu do stali i zbliżonej wartości współczynników rozszerzalności termicznej;
- siatkobeton – zbrojenie ma postać siatek – tkanych lub zgrzewanych, o kwadratowych oczkach o wymiarach 6–12 mm. Charakteryzuje się zwiększoną odpornością na obciążenie dynamiczne, dużą jednorodnością, zwiększonym wydłużeniem względnym i wytrzymałością na rozciąganie, dobrą szczelnością i odpornością na powstawanie rys;
- beton sprężony – zbrojenie wykonuje się ze stali o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie (stale wysokogatunkowe). Do elementu betonowego wprowadza się sztucznie wywoływane naprężania ściskające. Wprowadzone naprężenia w betonie są przeciwne do naprężeń powstających od naprężeń użytkowych. Dzięki temu część tych naprężeń równoważy się wzajemnie. Ze względu na sposób wprowadzenia naprężeń sprężających rozróżnia się:
- strunobeton – struny (pojedyncze druty lub ich wiązki złożone z kilku strun) napręża się w formie i stabilizuje na naciągu. Po zalaniu formowanego elementu i uzyskaniu przez beton przynajmniej 70% wymaganej wytrzymałości naciąg jest zwalniany. Stal wprowadza do betonu naprężenia ściskające – w ten sposób uzyskujemy beton sprężony;
- kablobeton – w deskowaniu (formie) układa się kanały wzdłuż tras przebiegu kabli sprężających. Deskowanie wypełnia się mieszanką betonową. Po uzyskaniu przez beton min. 70% wartości wymaganej wytrzymałości wprowadza się kable do kanałów i naciąga się je. Kable są mocowane na końcach, a kanały wypełniane zawiesiną – zaczynem cementowo-wodnym. Po związaniu zaczynu otrzymuje się element monolityczny, w którym beton i stal współpracują ze sobą. Elementy kablobetonowe można sprężać w miejscu ich wbudowania;
- fibrobeton (drutobeton, włóknobeton) – beton zbrojony krótkimi kawałkami cienkich drutów stalowych lub z tworzyw sztucznych rozmieszczonych równomiernie w masie betonowej.
Historia
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3d/Mostbystrzyca1.jpg/220px-Mostbystrzyca1.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7b/BGP%C5%81.jpg/220px-BGP%C5%81.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Le_Corbusier_Marseille_Paris_Match_1952.jpg/220px-Le_Corbusier_Marseille_Paris_Match_1952.jpg)
Historia żelbetu rozpoczęła się w XIX w. Jako pierwszy, beton ze zbrojeniem, połączył Joseph-Louis Lambot, który w roku 1848 z tego materiału zbudował barkę zaprezentowaną na wystawie w Paryżu w 1855 r. W 1867 francuski ogrodnik Joseph Monier wykonał z betonu zbrojonego siatką doniczki na kwiaty. Gdy zauważył, że nie popękały na mrozie, pomysł opatentował. Koncepcję zbrojenia betonu uzasadnił naukowo w 1892 roku francuski inżynier Francois Hennebique, w 1894 powstał w oparciu o jego teorię i jego projekt pierwszy żelbetowy most w Viggen w Szwajcarii, w tym samym roku wybudowano najstarszy most żelbetowy w północnej Polsce na Kanale Elbląskim, na drodze Drulity – Lepno. Elementy sprężone jako pierwszy zastosował w 1920 roku Eugène Freyssinet.
W Polsce pionierem zastosowania żelbetu w budownictwie był polski wynalazca oraz inżynier Marian Lutosławski, który w 1902 roku w Warszawie założył biuro projektowo-konstrukcyjne. Jako pierwszy w kraju opracował naukowo i praktycznie zagadnienia konstrukcji żelbetowej, a także był pionierem zastosowania tych technologii w praktyce[19] . Zaprojektował stropy żelbetowe pierwszego domu zbudowanego z użyciem tej techniki przy ul. Solec w Warszawie oraz elementy konstrukcji nośnej w kościele św. Zbawiciela w Wilnie. W latach 1908–1909 zaprojektował i zbudował dwa pierwsze żelbetowe mosty w Lublinie[20][21].
![]() | Zobacz hasło żelbet w Wikisłowniku |
Przypisy
- ↑ a b żelbeton – Wielki słownik W. Doroszewskiego PWN [online], sjp.pwn.pl [dostęp 2023-08-11] (pol.).
- ↑ a b żelbeton, [w:] Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ Rodzaje kompozytów. [dostęp 2015-08-28].
- ↑ Jerzy S. Majewski: Żelbet – odkrycie XIX wieku. Murator, 2007-05-16. [dostęp 2015-08-28]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-10-03)].
- ↑ CharlesCh. Jencks CharlesCh., Le Corbusier and the tragic view of architecture, Cambridge, USA: Harvard University Press, 1973, ISBN 0-674-51860-8, OCLC 848352 .
- ↑ żelazobeton, [w:] Wielka ilustrowana encyklopedia powszechna, Wydawnictwo Gutenberg, 1929–1938 .
- ↑ beton zbrojony, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ żelbet, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2023-04-18] .
- ↑
żelazobeton [w:] Słownik języka polskiego [online], PWN [dostęp 2023-04-18].
- ↑
żelbet [w:] Słownik języka polskiego [online], PWN [dostęp 2023-04-18].
- ↑ żelazobeton, [w:] Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ żelbet, [w:] Wielki słownik języka polskiego, Instytut Języka Polskiego PAN [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ WitoldW. Doroszewski WitoldW. (red.), żelbeton, [w:] Słownik języka polskiego PWN, 1958–1969 [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ DanielD. Dura DanielD., Zamiast stalowego zbrojenia betonu [online], Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ GrzegorzG. Jagodziński GrzegorzG., O języku polskim i poprawności językowej [online], grzegorz.jagodzinski.prv.pl [dostęp 2023-04-18] .
- ↑ MichałM. Knauff MichałM., Obliczanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2, 2015 .
- ↑ PN-B-03264:2002 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone – Obliczenia statyczne i projektowanie.
- ↑ EN 1992-1-1 – Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu, pkt. 7.3.
- ↑ Marian Lutosławski 1914 ↓.
- ↑ Bogdan Klukowski 1998 ↓, s. 92.
- ↑ Kazimierz Dopierała 2005 ↓, s. 135.
Bibliografia
- BogdanB. Klukowski BogdanB. (red.), Lutosławscy w kulturze polskiej, Drozdowo: Towarzystwo Przyjaciół Muzeum Przyrody, 1998, ISBN 83-910590-0-6, OCLC 43215883 .
- MarianM. Lutosławski MarianM., Warunki techniczne do projektowania i wykonania robót żelbetowych w budownictwie szkieletowem miejskiem, Warszawa 1914 .
- KazimierzK. Dopierała KazimierzK. (red.), Encyklopedia polskiej emigracji i Polonii, Toruń: Oficyna Wydawnicza Kucharski, 2003–2005, ISBN 83-89376-10-5, OCLC 53173146 .
- Britannica: technology/reinforced-concrete
- ЕСУ: 14775
- SNL: armert_betong
- Catalana: 0229296
- DSDE: jernbeton