Z. Janowski - Beton monolityczny w renowacji obiektów zabytkowych.pdf

(1191 KB) Pobierz
ZBIGNIEW JANOWSKI
∗
BETON MONOLITYCZNY
W RENOWACJI OBIEKTÓW ZABYTKOWYCH
MONOLITHICAL CONCRETE
IN RENOVATION OF HISTORICAL OBJECTS
Streszczenie
Stosowanie betonu monolitycznego w renowacji obiektów zabytkowych jest dość powszechna
praktyką w wielu krajach z uwagi na korzystne właściwości tego materiału: możliwość
formowania dowolnych kształtów, relatywnie wysoką wytrzymałość, trwałość i odporność na
korozję w porównaniu z innymi materiałami. Przedstawione przykłady zastosowania betonu
monolitycznego do wzmocnienia, napraw i renowacji dowodzą jego przydatności dla budynków
zabytkowych. Użycie betonu jest szczególnie korzystne do wzmocnienia uszkodzonych
fundamentów kamiennych i murowych, a także do napraw konstrukcji
ścianowych.
Beton może
być także zastosowany przy adaptacji budynków zabytkowych do nowych funkcji, w przypadku
zwiększenia obciążeń. Częste stosowanie betonu wynika także z możliwości jego modyfikacji
poprzez przyjęcie stali zbrojeniowej lub materiałów kompozytowych do zbrojenia betonu.
Słowa kluczowe: beton monolityczny, obiekty zabytkowe, renowacja
Abstract
Application of monolithical reinforced concrete for renovation of historical objects is quite
common in many countries due to favorable characteristic of this material: possibility to form
into different shapes, relatively high strength and durability, resistance to corrosion and
compatibility with traditional materials.
Presented examples of monolithical concrete application for strengthening, repair and
renovation indicate its suitability for historical buildings. Monolithical concrete is particularly
usable for the strengthening of damaged stone and masonry foundations as well as for repairs of
wall structures. It may also be used for adaptation of historical buildings to new functions where
higher loads are to be considered. Frequent application of monolithical concrete results also
from the possibility to modify the concrete with reinforcing steel and different composites that
are used for reinforced concrete structures.
Keywords: monolithical concrete, historical building, renovation
∗
Dr hab. inż. – Politechnika Krakowska
94
1. Wstęp
Beton zbrojony w rewaloryzacji obiektów zabytkowych stosowany jest od
kilkudziesięcioleci. Pozwala to na przedłużenie
żywotności
obiektów zabytkowych
i jednocześnie umożliwia dostosowanie ich do nowych wymagań technicznych, nie
powodując utraty wartości zabytkowych obiektów. Umiejętne operowanie przestrzenią oraz
przemyślana ekspozycja mogą tworzyć miejsca w obiekcie
łączące
przeszłość
z teraźniejszością i powinny zachwycać subtelnym opracowaniem projektowym jak
i detalami.
Budowle zabytkowe ulegają starzeniu się, na co może wpływać wiele czynników.
Materiały w budowlach zabytkowych różnią się z uwagi na ich właściwości i mają różne
okresy przydatności technicznej w obiekcie.
Program modernizacji i rewitalizacji uwzględnia zasadę,
że
budowla powinna być
restaurowana pod względem architektonicznym i konstrukcyjnym w stylu zgodnym
z czasem jej powstania oraz z materiałów zbliżonych do autentycznych w istniejącym
obiekcie. W budowlach zabytkowych stosowane są głównie tradycyjne materiały, takie jak:
kamień, drewno, elementy murowe najczęściej ceramiczne a ostatnio beton i stal.
Do wzmocnień i napraw wykorzystuje się ostatnio także kompozyty włókniste (FRP)
o matrycach z
żywic
termoplastycznych, termoutwardzalnych oraz kompozyty o matrycach
mineralnych (FRCM) zbrojonych włóknami węglowymi, szklanymi lub arachidowymi.
Czynniki wpływające na stan techniczny obiektów zabytkowych spowodowane są
różnymi przyczynami, które mogą pochodzić ze
źródeł
niezależnych od użytkownika
obiektu.
Obiekty zabytkowe są używane zwykle w długim okresie czasu, co powoduje,
że
podlegają one bardzo złożonym procesom technicznym i cywilizacyjnym oraz wyróżnia je
w porównaniu z obiektami współczesnymi. Do czynników, które wywierają istotny wpływ
na zachowanie się obiektów zabytkowych, wymienić można:
−
przebudowy wynikające z adaptacji do aktualnych standardów w danej epoce
historycznej,
−
niekorzystne lub zmieniające się w czasie warunki gruntowo-wodne,
−
rodzaj materiałów, z których wykonano mury, sklepienia, stropy, fundamenty,
−
różne rodzaje zaprawy,
−
stopień naturalnego zużycia materiałów, głównie w elementach konstrukcji
budowli, wynikający z długotrwałej eksploatacji,
−
nierównomierne odkształcenia elementów konstrukcyjnych,
−
oddziaływania termiczne i wilgotnościowe,
−
czynniki atmosferyczne,
−
lokalne przeciążenia konstrukcji powodowane wstrząsami i drganiami (obciążenia
parasejsmiczne),
−
oddziaływania
środowiska,
−
działania powodujące zniszczenia obiektu (np. działania wojenne).
Rozwój konstrukcji monolitycznych z betonu zbrojonego prętami stalowymi
zapoczątkowany w latach 60. XIX wieku poczynił ogromny postęp wynikający zarówno
z rozwoju technologicznego jak i osiągnięć naukowych, związanych z metodami
obliczeniowymi tych konstrukcji.
95
W około 140-letniej współczesnej historii konstrukcji
żelbetowych
można wyznaczyć
kilka dat, które są znaczące w ich rozwoju:
wiek XIX:
−
1867 r. –
żelbetowe
doniczki, Joseph Monnier (Francja)
Rys. 1. Zbrojone doniczki J. Monnier’a
Fig. 1. J. Monnier’s reinforced flowerpots
−
1871–1875 r. – pierwszy budynek wykonany w całości z
żelbetu,
Portchester,
N. Jork
Rys. 2. Jeden z pierwszych budynków W.E. Words’a całkowicie wykonanych z betonu
(Portchester koło Nowego Jorku – 1873–1876 r.) [1]
Fig. 2. One of the first W. E. Word’s building constructed completely from concrete
(Portchester, New York, 1873–1876) [1]
−
1892 r. – Francois Hennebique, dopasowanie przebiegu zbrojenia do trajektorii
naprężeń głównych w betonie. Opublikował pierwszą książkę z teorii
żelbetu.
96
Poznawanie cech nowego materiału początkowo opierano na badaniach
laboratoryjnych, prowadzonych głównie przez osoby nie posiadające przygotowania
zawodowego. Na rysunku 3 pokazano belki zbrojone prętami stalowymi, które uległy
spękaniu podczas ich badania.
Rys. 3. Belki
żelbetowe
z widocznym zbrojeniem i pęknięciami
powstałymi podczas badania ich na zginanie (1877 r.) [1]
Fig. 3. RC beams with visible reinforcement and fractures due to bending tests (1877) [1]
Z uwagi na niepalność tego wówczas nowego materiału stosowano go do konstrukcji
stropów oraz budowy latarni morskich. Rozwiązania te opatentował T. Hyatt w 1878 roku.
Na rysunku 4 pokazano stropy z betonu zbrojonego oraz latarnie morskie.
Począwszy od XX wieku w konstrukcjach
żelbetowych
nastąpił znaczący rozwój w skali
światowej.
Beton stosowany jest obecnie na każdej szerokości i długości geograficznej
świata.
Z betonu wykonano najwyższe na
świecie
budynki i obiekty inżynierskie.
Beton monolityczny z uwagi na swoje zalety znalazł szerokie zastosowanie w rekonstrukcji
obiektów zabytkowych w tych krajach gdzie one występują.
Łatwość
formowania betonu
w dowolne kształty, wysoka wytrzymałość na
ściskanie
i stosunkowo wysoka
wytrzymałość na rozciąganie, dobrze rozpoznana zależność naprężenie – odkształcenie
tego materiału oraz cechy reologiczne przy dobrej przyczepności betonu do innych
materiałów w obiektach zabytkowych pozwoliły na akceptację betonu do rekonstrukcji.
Pozytywne wyniki stosowania betonu zbrojonego do rekonstrukcji obiektów zabytkowych
rokują dalszy rozwój stosowania betonu.
Jednym z pierwszych, który dostrzegł możliwości wykorzystania betonu do
rekonstrukcji budowli zabytkowych był Wenecjanin Carlo Scarpa (1906–1978). Na
rysunku 5 przedstawiono przykłady użycia betonu do rekonstrukcji Pałacu Castelvecchio.
97
Rys. 4. Konstrukcje stropów i latarni morskich, które opatentował
Stanach Zjednoczonych T. Hyatt w roku 1878 [1]
Fig. 4. Floor and sea-lantern structures patented by T. Hyatt in USA in 1878 [1]
Rys. 5. Zastosowanie stropów
żelbetowych
i
ścian
w zabytkowym Pałacu Castelvecchio
Fig. 5. Application of RC floors and walls in historical Castelvecchio Palace

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin