(1).WYMAGANIA STAWIANE BUDYNKOM:
1.1.WYMAGANIA UŻYTKOWE:
Kształt bryły geometrycznej budynku i wybór ustroju konstrukcyjnego zależy od lokalizacji, przeznaczenia, wysokość, rodzaju materiału użytego na konstrukcję i obudowę, metod wykonywania, kosztu itp. W zależności od planowanego okresu użytkowania budynki dzielimy na: a) tymczasowe, użytkowane do 20 lat; b) stałe, powyżej 20 lat (3 klasy długowieczności: 20-50 lat, 50-100 lat, powyżej 100 lat). Budynki powinny spełniać następujące warunki: A) ochrony przed wpływami atmosferycznymi; B) ochrony przed czynnikami pochodzącymi z zewnątrz lub wewnątrz budynku; C) sztywności przestrzennej budynku, jego stateczności, wytrzymałości ustrojów konstrukcyjnych na działanie sił zewnętrznych oraz sił wywołanych użytkowaniem; D) trwałości budynku oraz innych elementów w planowanym okresie użytkowania; E) wykonania budynków z materiałów nieszkodliwych dla zdrowia ludzkiego lub inwentarza żywego; F) bezpieczeństwa przeciwpożarowego; G) oświetlenia naturalnego i sztucznego, instalacji ogrzewczych i innych. Obiekty i urządzenia o dużej uciążliwości (4 kategorie) należy ustawiać ok. 50m., a nawet 100m. od budynków mieszkalnych. Minimalna powierzchnia dla jednej osoby (w pomieszczeniu) - 8,0 m˛ w bud. mieszkalnym; 6,0 m˛ w miejscach pracy. Powierzchnia okien: 1/8 powierzchni podłogi -stały pobyt ludzi; 1/12 -tymczasowy pobyt ludzi. Wysokość pomieszczeń: 2,5m. czasowy pobyt ludzi; 3,0 - 3,3m. miejsca pracy.
1.2.WARUNKI ZABEZPIECZENIA PRZED POŻAREM:
W zależności od kategorii zagrożenia ludzi ustalono 5 kategorii budynków: A)kat. I -budynki użyteczności publicznej lub ich części, w których mogą przebywać ludzie w grupach ponad 50 osób; B)kat. II - budynki lub ich części przeznaczone do użytku ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się (szpitale, żłobki, sanatorium); C)kat. III - budynki biurowe, szkoły, domy studenckie, internaty, hotele,koszary, areszty śledcze, zakłady karne, budynki socjalne; D)kat. IV - budynki mieszkalne, łącznie z wydzielonymi mieszkaniami dla osób o ograniczonej zdolności poruszania się; E)kat. V - archiwa, muzea i biblioteki itp.
W zależności od wielkości obciążenia ogniowego (kg drewna na 1 m2) ustalono 5 klas odporności ogniowej budynku. Dla poszczególnych klas stawiane są wymagania odporności ogniowej (w godzinach) elementów budowli, np. dla klasy A ściany nośne, słupy i podciągi powinny przenosić obciążenie ogniowe przez 4 h, stropy przez 2 h, dla klasy B wartości te wynoszą odpowiednio 2 h i 1 h.
Materiały dzielimy na: palne (niezapalne, trudno palne, łatwo zapalne), niepalne. Ze względu na zapobieganie rozprzestrzeniania się ognia budynki powinny być podzielone na strefy pożarowe ( obejmują one teren z obiektem lub sam obiekt). W budynkach zaliczanych do kategorii zagrożenia ludzi każdą kondygnację oddziela się od innej kondygnacji w sposób zabezpieczający przed rozprzestrzeniania się ognia.
W pomieszczeniach, w których mogą przebywać ludzie zapewnia się wyjście na otwartą przestrzeń albo bezpośrednio lub pośrednio na poziome lub pionowe drogi komunikacji ogólnej (drogi ewakuacyjnej).Schody i pochylnie służące do ewakuacji należy obudować ścianami i stropami o klasie odporności ogniowej wymaganej dla ścian nośnych i stropów danego budynku. Dźwigi, które przewidziano do ewakuacji ludzi, należy odpowiednio oddzielić zgodnie z przepisami. W zależności od kategorii budynku i jego wysokości nie większej od 25m., dopuszczalne długości dojść ewakuacyjnych nie powinny przekraczać: a)przy jednym dojściu dla kat. I i II -10m.,dla pozostałych kat. -20m.;przy 2 dojściach - 20m.
1.3.WYMAGANIA KONSTRUKCYJNO BUDOWLANE:
Nadbudowa, przebudowa, lub rozbudowa obiektu budowlanego powinny być poprzedzone badaniami nośności i stanu technicznego istniejących elementów konstrukcyjnych z uwzględnieniem podłoża gruntowego. Ściany otaczające pomieszczenia powinny spełniać określone w przepisach i normach wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej i akustycznej, a w razie potrzeby i gazoszczelności oraz być dostosowane do warunków otoczenia i użytkowania budynku. Stropy powinny charakteryzować się izolacyjnością akustyczną i tłumieniem dźwięków uderzeniowych, ponadto połączenia ścian zewnętrznych w poziomie każdego stropu powinny być wykonane w sposób zapewniający szczelność i izolacyjność akustyczną oraz uniemożliwiać rozprzestrzeniania się ognia i dymu z kondygnacji na kondygnację. Ukształtowanie dachu i nachylenie połaci dachowej zależą od warunków klimatycznych , architektonicznych oraz rodzaju stosowanego pokrycia . Połacie dachów, stropodachów i tarasów położonych powyżej 6m. ponad poziomem terenu należy odwadniać za pomocą przewodów spustowych . Układ komunikacji pionowej i poziomej w budynku powinien być dostosowane do potrzeb użytkowych i ewakuacyjnych oraz umożliwiać dogodny transport mebli i noszy w pozycji poziomej . Szerokość użytkowa biegu schodów w budynkach jednorodzinnych - co najmniej 70cm , a spocznika -80cm , w wielorodzinnych bieg - 120cm , spocznik - 150cm , w budynkach z dźwigami - bieg - 110cm , spocznik 120cm .Wysokość stopnia - jednorodzinne -19cm , wielorodzinne -16,5cm .Nachylenie biegu schodów wewnętrznych powinno spełniać warunek : 2*h+s=60-65cm (h wysokość ,s szerokość).
1.4.PRACA PRZESTRZENNA BUDYNKU:
Od konstrukcji wymaga się aby spełniała 3 warunki: wytrzymałości , stateczności i sztywności. Warunek wytrzymałości - elementy i ustroje konstrukcyjne przenoszą obciążenie z zapasem. Warunek stateczności - budynek nie ulega przesunięciu pod wpływem sił poziomych oraz nie doznaje obrotu. Warunek sztywności - ograniczenie przemieszczeń pionowych i poziomych konstrukcji .Miarą sztywności jest wartość wychylenia bocznego . W budynkach o ścianach nośnych poprzecznych stosujemy ściany usztywniające ,o ścianach nośnych podłużnych -rolę ścian usztywniających spełniają ściany poprzeczne . Ściany nośne i usztywniające łączy się ze sobą na całej wysokości budynku oraz ze stropami poszczególnych kondygnacji , ze względów użytkowych w ścianach wykonywane są otwory drzwiowe i okienne. Podział ścian zewnętrznych: -nośne ,przenoszą obciążenia pionowe i poziome ,od ciężaru własnego i od stropów na fundament ,poziome przez strop na ściany poprzeczne nośne lub usztywniające ;-samonośne ,tak jak nośne ,pionowe głównie od ciężaru własnego na fundament , a poziome na stropy lub na ściany poprzeczne ; -osłonowe (wypełniające), obciążenie od ciężaru własnego (pionowe )oraz poziome bezpośrednio na stropy lub rygle podłużne. W budynkach szkieletowych sztywność przestrzenna może być zapewniona przez następujące ustroje konstrukcyjne : ramy z węzłami sztywnymi i przegubowymi i tężnikami pionowymi oraz poziomymi ; ramy z węzłami przegubowymi i ścianami ; ściany usztywniające lub trzony.
1.5.DYLATACJA:
Budynki i ich elementy doznają przemieszczeń poziomych i pionowych. Przemieszczenia te mogą powodować zmiany pierwotnych wymiarów lub zmiany kształtu geometrycznego. Przemieszczenia te mogą być wywołane przez: wiatr, temperaturę, skrócenie lub wydłużenie elementów, osiadanie budynku oraz skurcz betonu Przemieszczenia powodują zmiany geometryczne płyt i ścian, są przyczyną ich uszkodzeń w postaci rys i pęknięć. Aby uniknąć powstawania rys i pęknięć lub ograniczyć przemieszczenia wykonuje się specjalne szczeliny - dylatacje , dzielące ściany i stropy (płyty) na mniejsze odcinki. Szczeliny te umożliwiają konstrukcji i elementom przemieszczać się bez szkodliwych następstw . Gdy może wystąpić nierównomierne osiadanie budynku z powodu różnej nośności gruntu pod fundamentem lub nierównomiernego obciążenia należy zastosować dylatację przecinającą budynek na całej wysokości wraz z fundamentem,
ze względu na wpływy termiczne budynek dzieli się zwykle przerwami dylatacyjnymi na jego wysokości ponad fundamentem.
Dylatacje przeciwskurczowe płyt posadzkowych i dachowych dzielą pola na mniejsze powierzchnie.
(2).RODZJE FUNDAMENTÓW - PŁYTKIE ,GŁĘBOKIE:
W zależności od głębokości posadowienia , sposobu wykonania oraz pracy fundamentu rozróżnia się fundamenty płytkie i głębokie. Fundamenty płytkie spoczywają bezpośrednio na gruncie i są to : ławy fundamentowe , stopy ,ruszty , płyty , skrzynie. Ten sposób posadowienia stosuje się wtedy , gdy grunt nośny zalega na małej głębokości. W przypadku odwrotnym (g. Nośny 5-7m. poniżej fundamentu ,posadzki piwnicy ) stosuje się fundamenty (głębokie ) posadowione na palach ,słupach i studniach. W zależności od użytego materiału rozróżnia się fundamenty z kamienia ,cegły , betonu i żelbetu.
(3).CZYNNIKI DECYDUJĄCE O RODZAJU FUNDAMENTU (SPOSOBU POSADOWIENIA):
O rodzaju fundamentu decyduje : 1)na jakiej głębokości zalega grunt nośny (płytkie , głębokie); 2)powierzchnia jaką zajmuje fundament pod budynkiem (f. Płytowe); 3)ciężar budowli (studnie opuszczane ,pale); 4)poziom zwierciadła wody podziemnej (f. Płytowe ); 5)z czego fundament będzie przenosił obciążenia np. ze ścian lub słupów (ławy ,stopy ) , od rodzaju konstrukcji budowli .
Rodzaje fundamentów: -ławy fundamentowe - f. płytkie , przenoszą obciążenia od ścian , słupów (jeśli słupy są jeden obok drugiego);
-stopy fundamentowe - obciążenia od słupów w budynkach szkieletowych lub od słupów stanowiących podpory w innych konstrukcjach budowlanych;
- fundamenty płytowe - budynki o konstrukcji szkieletowej lub ścianowej , pod fundamentem grunt o małej nośności , gdy powierzchnia ław zajmuje ponad 60% powierzchni pod budynkiem ,fundament posadowiony jest poniżej poziomu zwierciadła wody;
-fundamenty na palach - gdy grunt nośny jest na takiej głębokości ,że wykonanie powyżej wymienionych fundamentów ,robót ziemnych i odpompowania wody byłoby zbyt kosztowne;
- posadowienie na studniach opuszczanych -grunt nośny leży głęboko ,jest duży ciężar budowli ,liczba i długość pali okaże się zbyt duża.
(4).POSADOWIENIE BUDYNKU NA GRUNCIE NACHYLONYM:
Spody ław i stóp fundamentowych wykonuje się poziomo. Przy większych spadkach terenu należy w ławach stosować uskoki. W miejscach uskoków, jeśli grunt jest niejednakowy lub słaby, należy wzmocnić fundament, aby ciśnienia na grunt były możliwie daleko od uskoku. W ławie fundamentowej, żelbetowej wzmocnienie uskoku dokonuje się przez ułożenie prętów.
(5). PODSTAWOWE RÓŻNICE POMIĘDZY DREWNIANYMI KONSTRUKCJAMI CIESIELSKIMI A INŻYNIERSKIMI
Ze względu na sposób rozwiązania ustrojów konstrukcyjnych oraz ich wykonania, budownictwo drewniane dzielimy na : - tradycyjne oparte na rozwiązaniach ciesielskich - nowoczesne nazywane konstrukcjami inżynierskimi oparte na teoretycznych podstawach z zastosowaniem innych, niż ciesielskie, rodzajów połączeń. Zasady wznoszenia tradycyjnych budynków drewnianych zostały ustalone na podstawie doświadczeń zdobytych na przestrzeni wielu wieków Konstrukcje ciesielskie wykonywano z belek i krawędziaków o dużych przekrojach, których wymiary zostały ustalone i są przekazywane z pokolenia na pokolenie. Do połączenia elementów konstrukcyjnych stosowano złącza ciesielskie: zamki, nakładki, wręby, czopy i gniazda. Dopiero w XIXw zaczęto stosować w złączach ciesielskich stalowe: sworznie, klamry, strzemiona i gwoździe.Kolejny postęp związany był z zastosowaniem belek oszczędnościowych w postaci kratownic, zamianą typowych wiązarów ciesielskich na wiązary kratownicowe, łukowe, ramowe, sklepienia siatkowe itp., zastosowaniem elementów o rożnej grubości i szerokości, wprowadzeniem konstrukcji klejonych . W ten sposób narodziło się nowoczesne, inżynierskie budownictwo drewniane. Rozpiętość przekryc w konstrukcjach inżynierskich sięga kilkudziesięciu metrów Cechuje je lekkość, oszczędność w zużyciu drewna i różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych. W konstrukcji ciesielskiej wykonywano przeważnie proste budynki jedno- lub dwukondygnacyjne.W konstrukcjach inżynierskich ściany wieńcowe lub slupowo-ryglowe (stosowane w konstr. ciesielskich) zostały zastąpione ścianami z elementów prefabrykowanych, które wykonywane są w zakładach poza placem budowy. W rozwiązaniach ciesielskich, głównie ze względu na rodzaj pokrycia - gonty, stosowano przeważnie dachy strome. Kształty dachów w konstrukcjach inżynierskich są przeważnie płaskie, strome łukowe itp. Konstrukcje inżynierskie są stosowane głównie w budynkach jednokondygnacyjnych typu halowego o dużych rozstawach ścian lub słupów Ten rodzaj budynków występuje w budownictwie przemysłowym
6.BUDYNKI DREWNIANE ZE ŚCIANAMI WIEŃCOWYMI - PRZEKROJE POPRZECZNE.
Wieniec ściany tworzą cztery belki ułożone poziomo i połączone w narożach na zamek lub nakładkę.
Przez ułożenie kilku lub kilkunastu wieńców nad sobą otrzymuje się ścianę wieńcowa
Rys. Przekrój pionowy ściany wieńcowej:
1 – fundament 2 – wieńce z połowizn lub belek 3 – słupki pod podłogowe
4 – legar podpodłogowy 5 – belka stropowa 6 – kołki 7 – polepa 8 – izolacja z papy 9 – krokiew.
Dolny wieniec ściany stanowi podwalinę i spoczywa na cokole. Cokół powinien być wzniesiony ponad teren nie mniej niż 40 cm , aby chronić ścianę przed nasiąkaniem wodą. Połączenie poszczególnych wieńców na długości ściany może być w nakładkę lub na zamek. Wieńce łączy się między sobą na kołki o Φ ok. 2,5 cm i długości 14 cm rozstawione w odstępach co około 1 m.
Przekroje ścian wieńcowych
Grubość ścian wieńcowych wynosi 12-22 cm Ściana grubości 12 cm jest równoważna pod względem przenikania ciepła ścianie o grubości 55 cm z cegły pełnej. Spoiny miedzy wieńcami ścian mogą być proste (poziome) lub załamane. Spoiny te uszczelnia się suchym mchem, pakułami, sznurem, filcem lub wełną mineralna, aby nie było przewiewania i przemarzania ściany. Słupki ościeżnic drzwiowych i okiennych są zaopatrzone w żłobek (wpust), w który wstawia się czopy uciętych belek wieńcowych. Ściany wieńcowe osiadają wskutek skurczu drewna ok. 3.0 cm na 1.0 m wysokości ściany, w związku z tym pozostawia się luz miedzy słupkiem a górnym wieńcem,
(7) BUDYNKI DREWNIANE O USTROJACH SZKIELETOWYCH – PRZEKROJE
Ściany słupowo – ryglowe: Ustrój ten stanowi podwalina, słupy, oczepy, zastrzały i rygle. Podwalina spoczywa na cokole fundamentowym na izolacji przeciwwilgociowej. Słupy ustawione są na podwalinie w narożach, a pośrednie między nimi w odstępach ok. 0,8–1,2 m. Górą słupy powiązane są oczepem. W skrajnych polach ściany, przy narożach, umieszcza się zastrzały które przejmują siły poziome (parcie wiatru) chronią budynek przed wychylaniem się na boki i przed jego zawaleniem. Zastrzały pracują na ścinanie. Między słupami umieszcza się poziomo rygle, które dzielą pole między oczepem a podwaliną i dodatkowo usztywniają budynek. W polach bez otworów okiennych lub drzwiowych daje się jeden lub dwa rygle w zależności od wysokości ściany. W polach z otworami przyjmuje się dwa rygle w zależności od wysokości ściany. W polach z otworami przyjmuje się dwa rygle: nadproże i podokiennik.
1– podwalina; 2– zastzrał; 5 – rygiel; 7 – belka stropowa
Ściany szkieletowe z bali: Wykonuje się je z bali o przekrojach 5x10 [cm] do 5x25. Sztywności ustroju szkieletowego na działanie sił poziomych zapewnia poszycie z desek lub płyt z materiałów drewnopochodnych. Deski poszycia przybija się do słupów ukośnie (45 stopni) lub poziomo. Słupy szkieletu ścian ustawia się na podwalinie wykonanej z trzech bali o przekroju 5x16 co ok. 0,5 m. Słupy narażone wykonuje się z 3 lub 4 bali, natomiast słupy pośrednie z 1 bala. Jeżeli budynek jest dwukondygnacyjny, to na słupach opiera się dwa oczepy, jeden pod belkami stropu nad parterem, drugi pod wiązarami dachowymi. Należy wtedy dawać słupy pośre...
leoo