Ogólna charakterystyka drewna i konstrukcji drewnianych

Drewno jest podstawowym materiałem konstrukcji drewnia­nych. Konstrukcje drewniane wykonuje się najczęściej z drewna sosnowego, rzadziej z jodłowego lub świerkowego. W niektórych przypadkach stosuje się drewno dębowe (np. na podkładki lub pod­waliny narażone na silne zawilgocenie). Oprócz drewna używa się materiałów pomocniczych, za których pomocą łączy się poszcze­gólne drewniane elementy w jedną konstrukcyjną całość. W nie­licznych przypadkach niektóre elementy drewniane zastępujemy elementami stalowymi.Techniczne właściwości drewna dzielimy na dwie zasadnicze grupy: cechy fizyczne i cechy mechaniczne.Cechy fizyczne

Właściwości fizyczne stanowią: barwa, rysunek w różnych prze­krojach drewna, połysk, ciężar, zapach, wilgotność, higroskopijność oraz przewodność cieplna, dźwiękowa i elektryczna.Dla konstrukcji istotne znaczenie mają następujące cechy: wil­gotność i ciężar objętościowy oraz w pewnym stopniu barwa i za­pach, gdyż cechy te wskazują niekiedy na choroby drewna, nie­wątpliwie obniżające wytrzymałość i trwałość konstrukcji.Klasyfikacja drewnaDrewno przeznaczone do konstrukcji budowlanych dzieli się na okrąglaki i obrzynane materiały tarte (tarcicę).Okrąglaki stosuje się jako słupy rusztowań do robót muro­wych, do rusztowań (stemplowań) podtrzymujących deskowanie przy wykonywaniu konstrukcji żelbetowych, jako pale pod fundamenty budowli, słupy telefoniczne oraz elementy mostowe lub budowlane w najprostszych konstrukcjach.

Okrąglaki do celów budowlanych nie powinny mieć dużej zbieżystości, średnice przekrojów okrąglaków odległe od siebie o l m nie powinny różnić się więcej niż o l cm.Obrzynane materiały tarte. Przekrój poprzeczny tar­cicy obrzynanej ma kształt prostokąta lub kwadratu.Tarcicę obrzynaną dzieli się na: deski (grub. 13-45 mm), bale (grub. 50-100 mm), listwy (grub. 13-29 mm i szer. poniżej 100 mm), łaty (grub. 32-f-76 mm i szer. 50-100 mm),krawędziaki o przekroju kwadratowym lub prostokątnym, przy czym stosunek wymiarów przekroju jest mniejszy niż 1,5 — np. 10 X 14 cm,belki o przekroju prostokątnym, przy czym stosunek wymiarów przekroju jest większy niż 1,5 — np. 12x24cm.Drewno klejone warstwowoKlasa: KL39 z tarcicy klasy K33,KL33zK27,KL27zK21Przeznaczenie klas drewnaElementy rozciągane: K33, K27Elementy ściskane i zginane: K27, K21Elementy deskowań: K21Sklejka powinna być: wodoodporna, z drewna, sklejona min z 5 fornirów Płyty pilśniowe:-porowate, twarde, bardzo twarde gr.3,2-5mm,Wilgotność do 8%,Wilgotność drewna nie większa niż: 23% na otwartym powietrzu, 20% dla konstrukcji osłoniętych, 15%na konstrukcje klejone, max temperatura otoczenia do 55⁰C,Przy projektowaniu konstrukcji posługujemy się wartościami pól, wskaźników wytrzymałości oraz momentów bezwładności przekro­jów.Zalety i wady konstrukcji drewnianycha) lekkość,b) mała rozszerzalność cieplna,c) odporność na działanie czynników chemicznych,d) łatwość i prędkość wykonania i rozbiórki,e) taniość.Lekkość. Lekkość konstrukcji zależy od wytrzymałości i cię­żaru objętościowego materiału, z którego konstrukcja jest wyko­nana. Im większa jest wytrzymałość materiału i jednocześnie — im mniejszy jest jego ciężar objętościowy, tym lżejszą otrzymuje się konstrukcję.Konstrukcje drewniane są kilkakrotnie lżejsze od konstrukcji żelbetowych, np. przeciętny ciężar drewnianej konstrukcji dachu wraz z odeskowaniem pod pokrycie papą lub blachą na l m² rzutu poziomego wynosi 50 kG, ciężar zaś konstrukcji żelbetowej o tej samej rozpiętości — 250-350kG.Ciężar konstrukcji wpływa na wielkości wymiarów fundamen­tów pod budowle, gdyż im większe siły przekazują się na funda­menty, tym większe wypadają powierzchnie fundamentów. Lekkość konstrukcji jest szczególnie istotną właściwością w przypadkach, gdy budowle posadawia się na gruntach słabych, wówczas bowiem unika się trudnego fundamentowania pośredniego (np. na palach).Niewielki ciężar konstrukcji drewnianych w porównaniu z kon­strukcjami żelbetowymi jest bardzo korzystny ze względu na tran­sport materiałów.Mała rozszerzalność cieplna. Drewno ma znacznie mniejszy współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej aniżeli inne materiały budowlane (stal, beton, cegła). Właściwość ta umożliwia wykonywanie budowli mających konstrukcję drewnianą o dużej dłu­gości bez przerw dylatacyjnych, czego nie można uniknąć w budow­lach o konstrukcji z innych materiałów.Odporność na działanie czynników chemicz­nych. Dużą zaletą drewna jest jego odporność na działanie czyn­ników chemicznych — znacznie większa aniżeli stali i betonu. „ Zasady (ługi), słabsze kwasy (np. octowy i węglowy) oraz nie­które sole, jak związki sodu i amonu (np. sole potasowe), nie wpły­wają szkodliwie na drewno. Pary roztworów kwasu azotowego, sol­nego i siarkowego o średnim nawet stężeniu oraz spaliny przemy­słowe działają wprawdzie ujemnie na drewno, lecz zmiany powsta­jące w strukturze tego materiału przebiegają powoli w ciągu dzie­siątków lat.Wpływ czynników chemicznych na drewno można rozpoznać wzrokowo, gdyż po kilku latach eksploatacji traci ono naturalną barwę, stając się różowe, szare lub brunatne.Największą odpornością na wpływy chemiczne odznacza się drewno żywiczne o zwartej budowie, a to ze względu na małą chłon­ność par związków chemicznych i innych gazów.Bardziej wrażliwe niż drewno są łączniki stalowe używane do połączeń elementów (gwoździe, śruby itp.), które ulegają korozji, tj. niszczącemu chemicznemu działaniu par lub gazów. Dlatego wska­zane jest wykonywanie łączników ze stali specjalnych, odpornych na korozję.Szybkość i łatwość wykonywania i rozbiórki konstrukcji. Obróbkę drewna wykonuje się za pomocą nieskomplikowanych narzędzi mechanicznych, prostych w działaniu i obsłudze, zużywających niewielką ilość energii elektrycznej.Konstrukcje drewniane łatwiej jest wykonywać aniżeli konstruk­cje stalowe ze względu na mniejsze wymagania co do dokładności obróbki oraz z uwagi na prostsze połączenia poszczególnych ele­mentów.Wykonywanie konstrukcji żelbetowych w deskowaniu obej­muje trzy kategorie robót: ciesielskie, zbrojarskie i be­tonowe, co utrudnia w dużym stopniu organizację budowy.Również w porównaniu z żelbetowymi konstrukcjami prefabry­kowanymi, tj. wykonywanymi z gotowych elementów, konstrukcje drewniane wykazują mniejszą pracochłonność, przede wszystkim ze względu na transport.Przeciętne warunki zimowe utrudniają robociznę ciesielską tylko w niewielkim stopniu w przeciwieństwie do robót betonowych.Łatwość wykonywania konstrukcji drewnianych umożliwia pręd­sze wznoszenie budowli niż przy stosowaniu ustrojów z innych ma­teriałów.Konstrukcje drewniane są łatwo rozbieralne, przy czym materiał prawie nie ulega zniszczeniu i może być ponownie użyty do innych budowli.Taniość. Koszt wykonania konstrukcji drewnianych jest mniejszy od kosztu wykonania konstrukcji z innych materiałów.wady:a) łatwopalność i wrażliwość drewna na wyższe temperatury,b) niejednorodność struktury wewnętrznej drewna,c) niewielka sztywność konstrukcji,d) zmiana objętości drewnae) podatność na gnicie.Łatwopalność i wrażliwość drewna na wyższe temperatury. Łatwopalność drewna jest jego największą wadą. Przy nagrzaniu drewna do temperatury powyżej 110 ° C następuje jego rozkład chemiczny, wskutek czego drewno traci właściwości techniczne, a w temperaturze 330-470°C ulega samozapłon o w i.Samozapłon następuje wskutek złej przewodności i akumulacji ciepła w drewnie.Konstrukcyjne części drew­niane (np. belki stropowe, krokwie dachowe itp.) powinny być od­dalone od wewnętrznych powierzchni kanałów dymowych co naj­mniej o 25 cm. Należy przy tym pamiętać, że oddzielenie elementu drewnianego od wewnętrznej powierzchni kanału ścianką grub.Bardzo niebezpieczne dla konstrukcji drewnianych jest nagrze­wanie ich przez promieniowanie ciepła i ruch ciepłego powietrza w niektórych zakładach przemysłowych (np. w hutach, odlewniach, kuźniach itp.). W zakładach takich istnieją różne źródła ciepła (piece, rozgrzane metale lub inne materiały), które wypromieniowując znaczne ilości ciepła wywołują prądy rozgrzanego powietrza o temperaturze przekraczającej 40-60°C. Wysoka temperatura występująca w zakładach, w których istnieją źródła ciepła, powo­duje nadmierne wysychanie drewna, wskutek czego staje się ono kruche i traci zalety wymagane od drewna budowlanego. Z tego względu najwyższa temperatura powietrza wewnątrz budowli o kon­strukcji drewnianej nie powinna przekraczać 55 °C. Aby uniknąć szkodliwego działania wyższych temperatur na drewno, należy ogrzane pomieszczenie należycie przewietrzać, insta­lując w tym celu wywietrzniki elektryczne.Niejednorodność struktury wewnętrznej drewna. Włóknista budowa drewna powoduje jego niejednorodność pod względem wytrzymałościowym. Między wartościami na­prężeń niszczących w kierunku równoległym i w kierunku prosto­padłym do włókien zachodzą duże różnice.Niewielka sztywność konstrukcji. Każda kon­strukcja pod działaniem obciążenia ulega odkształceniom, a kon­strukcje drewniane w czasie swej pracy odkształcają się na ogół bar­dziej aniżeli konstrukcje stalowe i żelbetowe.Zmiana objętości drewna. Ujemnym zjawiskiem jest skurcz lub pęcznienie drewna wskutek zmiany wilgotności otacza­jącego powietrza lub bezpośredniego działania wilgoci (np. podczas opadów atmosferycznych). Najdotkliwsze następstwa zmian objęto­ściowych występują w połączeniach elementów konstrukcji. Przy skurczu połączenia rozluźniają się i stają się mniej wytrzymałe, przy silnym spęcznieniu następuje miażdżenie włókien drewna i od­kształcenie połączeń.Podatność na gnicie. Gnicie drewna zmniejsza w dużej mierze jego wytrzymałość i trwałość konstrukcji. Niebezpieczeń­stwo gnicia istnieje w budynkach mieszkalnych, a w jeszcze więk­szym stopniu w niektórych budowlach przemysłowych. Powietrze w budynkach przemysłowych jest często zanieczyszczone pyłem węgla, sadzy, barwników, wapna itp. Pył ten osiada na powierzchni konstrukcji, wypełnia szczeliny w połączeniach elementów oraz rysy i pęknięcia drewna. Po skropleniu się pary pył chłonie wilgoć i utrud­niając jej odparowanie staje się przyczyną gnicia drewna wskutek zagrzybienia.Zastosowanie konstrukcji drewnianychNajpoważniejszym odbiorcą drewna jest budownictwo wiejskie, zwłaszcza w miejscowościach lesistych i pozbawionych jednocześnie takich surowców, jak glina, kamień naturalny, wapno, piasek. Główną przyczyną •rozpowszechnienia się drewna w budownictwie wiejskim jest łatwość wykonania konstrukcji drewnianych oraz niewielki ich koszt. Budynki wiejskie mają bądź wszystkie zasadnicze części drewniane (ściany, stropy, dachy, scho­dy), bądź też z drewna wykonuje się jedynie stropy i dachy, opie­rając je na ścianach murowanych. Ze względu na deficytowość drew­na wspomniana wyżej Uchwała Nr 871/55 przewiduje stosowanie oszczędnościowych schematów konstrukcji dachowych, opracowanych jako typowe w biurach projektów, i wykonywanie konstrukcji z drewna okrągłego oraz z tarcicy gorszej jakości i małowymiarowej (desek, bali). Ponadto zaleca wykonywanie słupów i stropów nad wiejskimi budynkami gospodarczymi (oborami, stajniami, chlewa­mi itp.) z prefabrykowanych elementów żelbetowych.W budownictwie miejskim ustroje drewniane wyparte zostały prawie całkowicie przez konstrukcje z kamienia sztucznego z wyjątkiem dachów, zwłaszcza bardziej stromych, np. pod pokrycie dachówką. Obecnie bada się celowość stosowania prefabrykowa­nych wią'zarów żelbetowych zamiast dachowych konstrukcji drew­nianych.W budownictwie przemysłowym drewno konstruk­cyjne odgrywa poważną rolę. Konstrukcje drewniane stosuje się przede wszystkim w takich zakładach przemysłowych, w których produkowane są chemikalia działające niszcząco na stal i beton, nie wywierające natomiast poważniejszego wpływu na drewno. Do tych zakładów należą farbiarnie, wytwórnie kwasów, magazyny nawozów sztucznych itp. Ze względu na odporność drewna na spa­liny konstrukcje drewniane stosuje się do przykrywania parowo­zowni.Obecnie, w dobie szybkiego postępu techniki i związaną z tym koniecznością modernizacji 'zakładów przemysłowych po krótkim okresie ich użytkowania, wskazane jest stosować tanie i łatwo wy­konalne rozbieralne konstrukcje drewniane. Niekiedy o wyborze kon­strukcji drewnianej decyduje również posadowienie budowli prze­mysłowej na gruncie słabym.Drewno szczególnie nadaje się do budynków tymczaso­wych, tj. użytkowanych na jednym miejscu nie dłużej niż w ciągu 3 lat. Zalicza się do nich wszelkie budynki użytkowane na placach.

Zastosowanie konstrukcji drewnianych -dachowe konstrukcje drewniane -lekkie budownictwo szkieletowe w systemie prefabrykacji liniowej (system kanadyjski)-ramy z łuków klejonych (magazyny)-dźwigary -sklepienia i łupiny (hale wystawowe)-dźwigary deskowe (budownictwo rolnicze)-mosty i kładki -wieże i maszty -rusztowania pod budowle z monolitycznego żelbetu -stemplowanie przy montażu konstrukcji w kopalniach, budowle podziemne Zakres stosowania konstrukcji drewnianych BDTRADYCYJNE w konstrukcji ciesielskiej wykonuje się: -budynki jedno i dwukondygnacyjne -ściany w budynkach drewnianych jako: - wieńcowe - słupowe- ryglowe - szkieletowe - płytowe

od kilkudziesięciu lat posługuje się z elementów drewnianych prefabrykowanych i drewno pochodnych

jako elementy składowe budynku: ściany, stropy, dach, wykonywane są w zakładach poza placem budowy.

BD INŻYNIERSKIE stosowane są głównie w: -budynkach typu halowego (jednokondygnacyjne) o dużym rozstawie ścian-budownictwie komunalnym i wiejskim konstrukcje te stanowią ustroje nośne budynków lub tylko ich przekryciaPodział drewnianych ustrojów budowlanych Budownictwo tradycyjne oparte o rozwiązania ciesielskie Budownictwo drewniane nowoczesne związane z konstrukcjami inż. oparte na teoretycznych podstawach z zastosowaniem innych niż ciesielskie rodzaje połączeń.Podział drewnianych ustrojów budowlanych

-oparte o rozwiązania ciesielskie 2,złącz i łączniki; do połączeń elementów konstrukcyjno-stalowych używano złącz ciesielskich tj. zamki, więźby, czopy, gniazda. Jako łączniki stosowano dyle i kołki drewniane3, charakter pracy złączy- unikano stosowania elementów rozciąganych. Połączenia na wręby czopy, gniazda nie daje możliwości przenoszenia sił rozciągających. O jakości złącza decydował zacios zależny od kierunku siły i profilu drewna. Rodzaje złącz ciesielskich:-. Wzdłużne poziome- podwaliny, oczepy-.Wzdłużne pionowe; sworznie śruby, nakładki, wkręty. Złącza tego rodzaju są podatne na odkształcenia dzięki temu odkształcalność konstrukcji jest mniejsza 4, charakter pracy złącza- elementy ściskane i rozciągane. To zapewniają klej oraz łączniki metalowe. Złącza na łączniki metalowe wykonane za pomocą urządzeń mechanicznych (mniej skomplikowane). Do wykonania stosuje się drewno klejone

Przekroje warstwowe: - prostokątne i dwuteowe stosowane w belkach i ramach; - przekroje dwuteowe skrzynkowe stosowane w dźwigarach i ramach 5, kształtowanie konstrukcji drewnianychBudownictwo tradycyjne ciesielskie-konstrukcje ciesielskie1charakterystyka konstrukcji2,Podstwawe rodzaje konstrukcji drewnianych: pod względem konstrukcyjnym ściany drewniane; na zasadnicze grupy:-ściany o budowie masywnej; wieńcowe-ściany o konstrukcji szkieletowej; sumikowo-łątkowe, słupowo-ryglowe (system kanadyjski, prefabrykacja liniowa),-ściany o konstrukcji płytowej; płytowe pełne, - okienne, -dzrzwiowe)Dachowe konstrukcje inżynierskieBD INŻYNIERSKIE: konstrukcje dachowe inżynierskie stosowane do większych rozpiętości przykryć. Są to ustroje z drewna w których przekazywanie sił odbywa się składowych elementach odbywa się w miejscach złączy. Złącza z zastosowaniem łączników mechanicznych lub kleju Konstrukcje dach inż.;-płatwie ciągłe (przegubowe GERBERA, zespolone typu radzieckiego)-wiązary kratowe płaskie -dźwigary pełne (dwuteowe, skrzynkowe)-ramy drewniane -rodzaje konstrukcji klejonych prefabrykowanych Rodzaje łączników: gwoździe, śrubyCharakterystyka ogólna: Płatwie ciągłe

Materiały rolowe, jak papa itp., w pokryciach dachowych układa się na deskowaniu. Deskowanie można przybijać do krokwi, które z kolei opie­rają się na płatwiach leżących na górnych pasach wiązarów inżynier­skich (tuż przy węzłach). Jeżeli płatwie stosuje się na pa­sach wiązarów w odległościach 100 do 120 cm, deskowanie można bezpo­średnio opierać na płatwiach. Płatwie mogą być konstruowane jako wolno podparte lub - co w wielu przypadkach jest bardziej właści­we — jako ciągłe. Najczęściej stosuje się trzy rodzaje płatwi ciągłych: przegubowe Gerbera, typu radzieckiego oraz typu zachodniego Wiązary kratoweKonstrukcje kratowe płaskie, których głównym zadaniem jest prze­niesienie obciążeń z dachu, ze świetlików itp. na ściany, noszą nazwę wiązarów. Podstawowymi elementami nośnymi wiązarów są pasy, a ele­menty kraty odgrywają nieporównanie mniejszą rolę. Połączenie pręta w węzłach jest przegubowe, wskutek czego — przy obciążeniu wiązarów jedynie w węzłach — we wszystkich prętach kraty powstają wyłącznie siły osiowe. Przy obciążeniu pasów między węzłami powstaje w nich do­datkowe zginanie. Na kształt wiązarów wpływają przede wszystkim: rodzaj pokrycia (spadek dachu), rozpiętość itp. Zasadniczymi typami wiązarów kratowych są wiązary trójkątne, dwutrapezowe, z górnym pasem łukowym, o pa­sach równoległych. W wiązarach trójkątnych wznoszące się krzyżulce .są rozciągani-, a słupki ściskane. Przy zmianie kierunku krzyżulców będą one w tych wiązarach ściskane, a słupki rozciągane. W wiązarach o pasach równoległych lub dwutrapezowych, o małym spadku, krzyżulce opada­jące ku środkowi wiązara są rozciągane, a słupki ściskane i odwrotnie. Niedostatecznie duża wysokość wiązarów wymaga zastosowania do konstrukcji dużych przekrojów pasów i dużej liczby łączników oraz sprawdzenia strzałki ugięcia. W celu nadania wiązarom dostatecznej sztywności norma PN-73/B-03150 zaleca następujące wysokości konstruk­cyjne, mierzone pośrodku ich rozpiętości, między zewnętrznymi krawę­dziami pasów: a) trójkątnych H₀ = 1/5-^-1/7 L, b) dwutrapezowych H₀ = l/6-=-l/7 L, c) z pasem górnym łukowym lub łamanym H₀ = 1/7-1/8 L. Rozstaw wiązarów wynosi zwykle 2,5-f-6,0 m i jest podyktowany względami ekonomicznymi i modułowymi. Wyjątek stanowią wiązary deskowe typu lekkiego, stosowane np. w barakach itp., które rozmieszcza się w rozstawie l,0-j-l,5 m. Nachylenie krzyżulców powinno się mieścić w granicach 30-65° do poziomu; najlepiej stosować je pod kątem 45°.

Odstępy węzłów pasa górnego o osi prostej powinny wynosić 2,5-3,0 m, pasów łukowych 1,5-2,5 m, a dźwigarów deskowych l,0-j-l,3 m. Należy dążyć, aby osie prętów schodzących się w węźle prze­cinały się w jednym punkcie. Szczególnie należy przestrzegać tego wa­runku przy stosowaniu w węzłach łączników o dużej nośności. W przy­padku złączy na gwoździe pręty kraty przeważnie nie przecinają się w jednym punkcie i należy w obliczeniach uwzględniać mimośrodowość po­łączenia prętów, tj. uwzględniać dodatkowe obciążenie pasa momentem M = Ke,.Styki ściskane w pasach wiązarów stosuje się w kalenicy lub w jed­nym z przedziałów, przy czym te ostatnie nie powinny być stosowane w pierwszym przedziale od podpory i w pierwszym przedziale przy ka­lenicy. Niewłaściwie umieszczony styk wpływa niekorzyst­nie na pracę konstrukcji. Wskutek podatności złączy wiązary uginają się, co jest nieestetyczne. W celu przeciwdziałania ugięciom wiązary otrzymują wygięcie konstrukcyjne o wartości l= 1/200 L.Wiązary trójkątne kratowe deskowe o złączach na gwoździe wyko­nuje się przeważnie długości do 15,0 m, rzadziej do 20,0 m. Pręty kraty stanowią przeważnie pojedyncze deski, przy czym niektóre z nich, ze względu na wyboczenie, są usztywniane dodatkowo ciągłymi nakładkami między pasami. Pasy ściskane o przekroju z dwóch desek łą­czy się przewiązkami w ilości wg obliczeń statycznych, lecz nie mniej niż co l/3a (a- odległość między przegubami). W węźle podporowym elementy pasów łączy się na wręby czołowe albo wypełnia się pierwszy przedział ścianką z desek ukośnych lub pionowych. Wiązary o rozpiętości powyżej 8,0 m transportuje się przeważnie w dwóch częściach, łączonych. Przy zastosowaniu do wiązarów łączników w postaci płytek zębatych, rozpiętość wiązarów może dochodzić nawet do 20 m przy rozstawie co 1,50 m. Przy rozstawie do 3 m stosuje się dwa wiązary obok siebie. Przy tego typu łącznikach stosuje się na elementy pasów i kraty bale grubości, po ostruganiu, nie mniejszej niż 40mm. Łączniki wciska się w drewno prasami (sposób przemysłowy) z obu stron węzłów, wy­miary ustala się na podstawie obliczeń statycznych.Ze względu na oszczędność drewna stosuje się również wiązary drewniano-stalowe, w których elementy rozciągane są wykonywane ze stali. Dźwigary pełne o przekroju dwuteowym i skrzynkowymDźwigary dwuteowe mogą być kilku typów: gwoździowane lub kle­jone ze ścianką krzyżulcową, średnikiem z desek (rys. 7-31), ze ścianką ze sklejki lub twardych względnie bardzo twardych płyt pilśniowych. Dźwigary tego typu stosuje się przy rozpiętości 8-4-12 m, rzadziej 15 m, do dachów pod pokrycie papowe.Ścianka pełna dźwigarów powinna być wzmocniona żebrami usztyw­niającymi, które powinny mieć szerokość nie mniejszą niż 8 cm lub rów­ną połowie wysokości pasa. Żebra usztywniające usytuowane są zwykle w odległości 1,0-4-1,2 m, przy czym skrajne (podporowe) są szersze i wzmocnione jeszcze nadkładkami (rys. 7-31).Liczbę gwoździ potrzebną do zapewnienia współpracy pasów z krzy-żulcami ustala się na podstawie obliczeń, przy czym rozmieszcza się je co najmniej w trzech szeregach i w rozstawie nie większym niż co 40 d. Pasy dźwigarów najczęściej wykonuje się z desek lub bali grubości 38-4-60 mm i szerokości 15-^22 cm. Zwykle, dla uproszczenia wykonaw­stwa, stosuje się pasy dźwigarów górnych i dolnych o tym samym prze­kroju i z tą samą liczbą gwoździ w pasach. Krzyżulce zwykle mają gru­bość 19-^-25 mm i szerokość co najmniej 14 cm. Daje się je pod kątem 45 lub 60° do pionu, przy czym deski każdej warstwy średnika są pochylone pod tym samym kątem na całej długości, ale w kierunkach przeciwnych. Styk ściskany pasów wykonuje się przez bezpośredni docisk czół stykają­cych się elementów i ujmuje się w nakładki nie krótsze niż potrójna sze­rokość pasów (rys. 7-31, szczegół A). Dla rozpiętości do 12,0 m stosuje się jeden styk rozciągany pośrodku dźwigara, dla rozpiętości większych dwa. W miejscu styku wycina się ściankę krzyżulcową w celu umieszcze­nia wkładki, a dla usztywnienia ścianki i wciągnięcia jej do przeniesienia sił tnących ujmuje się ją między listwy poziome, które mocuje się ze ścianką gwoździami poziomymi, a z pasami — pionowymi. W celu zmniejszenia długości styku wykonuje się go na sworz­nie 0 10=12 mm zamiast gwoździ.W celu zapewnienia dostatecznej sztywności wiązarom dachowym wysokość konstrukcyjna, mierzona między zewnętrznymi krawędziami pa­sów, powinna wynosić H = 1/8-1/ll L. Wysokość tę mierzy się w środku rozpiętości dźwigarów o pasach równoległych lub w 1/4 rozpiętości dźwigarów o pasach pochyłych. Wysokość dźwigara na podporze H_p nie powinna być mniejsza niż H_p = 0,4 H.Ramy drewnianeRamy drewniane projektuje się jako jednoprzęsłowe, dwu- lub trój-przegubowe, o konstrukcji kratowej lub pełnej. Sztywność narożników

ram uzyskuje się przez odpowiednio sztywne połączenia słupów z ryglem. Podatność złączy i zmniejszająca się z biegiem czasu sztywność naroży wpływa na zwiększenie momentu przęsłowego rygla. Z tego powodu naj­częściej wykonuje się ramy trójprzegubowe. Wykonanie przegubów kalenicowych nie nastręcza specjalnych trudności, ponieważ wskutek podatności drewna nie muszą one być wykonywane w sposób zapewniający typowe połączenie przegubowe. Za przegub można uważać przekrój, który ma mniejszą powierzchnię i wykazuje znacznie większą podatność w porównaniu z innymi przekrojami elementów składowych konstrukcjRodzaje konstrukcji klejonychObecnie najbardziej rozpowszechnione są dźwigary, łuki i ramy klejone o przekroju prostokątnym warstwowym, rzadziej o przekroju dwuteowym. Oprócz konstrukcji pełnych produkuje się w kraju konstrukcje kra­towe DSB, przeważnie w układach trójkątnych, trójprzegubowych. Za granicą rozpowszechnione są również dźwigary typu Hessa ze średnikiem falistym ze sklejki. Tego rodzaju wiązary mogą być z powo­dzeniem stosowane w budownictwie rolniczym. I Zasady projektowania1)Metoda stanów granicznych SGN stan graniczny nośności SGU stan graniczny użytkowania 2)W SGN- stosujemy: obciążenie obliczeniowe,wytrzymałość obliczeniowa materiałó, współczynnik γ, m3)W SGU stosujemy;Obciążenie charakterystyczne,Średnie właściwości mechaniczne materiałów,Współczynnik K 3)sprawdzenie SGN polega na: -wyznaczeniu przekroju-wykazaniu ze występujące siły wew. wywołane obciążeniami obliczeniowymi nie są większe od ich nośności określonej przy przyjęciu oblicz. wytrz. mat.
P_d- współczynnik (moment) obliczeniowy P_ki- charakterystyczna wartość obliczeniowa Fi- charakterystyka przekroju5, Sprawdzenie SGN ma na celu:-sprawdzenie czy odkształcenia nie ograniczają możliwości użytkowania konstrukcji -czy obliczone ugięcia nie są większe niż f<f_dop6, Warunki pracy konstrukcji:-max temp. otoczenia <55'C -zbieżystość 10mm/1m-minimalny przekrój: - przekrój poprzeczny pręta jednolitego min 4000 mm² gr. 38 mm; - w konstrukcjach drewnianych o złączach na gwoździe lub śruby min 1400 mm² gr. Min 19 mmZasady projektowania elementów drewnianych pracujących na rozciąganie Na rozciąganie pracują:-wieszaki i ściągi wiązarów -pasy dolne kratownic i dźwigarów -niektóre krzyżulce i słupki Naprężenia obliczeniowe na rozciąganie Б_dc określa się w przekroju najbardziej osłabionym -kierunku równoległym do włókien: Б_t­­­=N/A<Rdc · m N,F- siła rozciągająca-kierunku prostopadłym do włókien: Б_t­­­=N/A<R_dc90 · mNaprężenia Б_t przy rozciąganiu mimośrodowym
W_n- wskaźnik wytrzymałościR_dm- wytrzymałość obliczeniowa na zginanie A_n­- pole pow. przek. M- moment zginający Nakładki styków rozciąganych powinny być projektowane na nie obciążenia obliczeniowe zwiększone o 50 %.Zasady projektowania konstrukcji na ściskanieNa ściskanie pracują: słupy, zastrzały, pasy górne kratownic1 Docisk: siły ściskające F działające prostopadle do powierzchni elementu wywołują w nim równomierne naprężenia dociskowe Б_c Ogólny docisk- mówimy gdy siła działa na cała powierzchn. elemDocisk miejscowy-mówimy gdy siła działa na niektóre części elem. Na docisk pracują: prostopadłe( podwalina i słupek) ukośny( zastrzał i ściąg)Wzór na docisk ukośny:
dla docisku prostopadle do włókien na części długości:
F- siła docisku K_c- współczynnik odczytywany z wykresuA_c- pole powierzchni docisku mm²R_dc- wytrzymałość obliczeniowa na ściskanieŚciskanie prętów jednolitych 1.ściskanie osiowe - obejmuje z niezamierzonym mimośrodem e=L/450>5Naprężenia w prętach jednolitych ściskanych osiowo należy sprawdzić -bez wyboczenia Б_c=N/A_c<Rdc*m-z wyboczeniem Б_c=N/(A_c · k_w)<Rdc*mN - siła osiowa K_w­- współczynnik wyboczeniowy Pręty - złożone ściskane Pręty których współpraca elementów składanych zapewniona jest dzięki odpowiedniej liczbie tzw. mechanicznych środków złączeniowych (gwoździe) Podatność- niewielkie wzajemne przemieszczenia połączonych elementów pod działaniem obciążeń (sił)Połączenia na klejW złączach na klej przeniesienie siły z jednego elementu na drugi odbywa się za pośrednictwem stwardniałej błony klejowej pracującej na ścinanie. Do klejenia stosuje się kleje z tworzyw sztucznych: fenolowe, mocznikowe. Złącza klejowe nie powo­dują miejscowych osłabień łączonych elementów i nie ma różnicy w pra­cy elementów klejonych i jednolitych. Złącza klejowe pozwalają na zu­żytkowanie na nie drewna gorszych klas jakości w strefach, w których panuje naprężenie mniejsze od wytrzymałości obliczeniowej. Grubość tarcicy stosowanej na elementy klejone chronione przed zawil­goceniem (pod dachem) nie powinna być większa niż 50 mm, a na nie chronione - nie większa niż 30mm. Na elementy warstwowe wysokości powyżej 35 cm nie należy stosować desek grubszych niż 40 mm. Grubość desek stosowanych na elementy wyginane nie powinna być większa od 40 mm Połączenia elemen­tów sklejanych w kierunku długości wykonuje się obecnie na połączenie klinowe lub ukośne, zaś w strefach środkowych na styk czołowy lub najczęściej na połączenia klinowe.Złącza na sworznie lub śrubyDane ogólne. Średnice sworzni (odcinek stali okrągłej okreś­lonej długości, bez nacięć) stosowanych w konstrukcjach drewnianych wynoszą d = l0-30mm. Powinny one odpowiadać asortymentom znor­malizowanych nakrętek. Stosowane układy rozmieszczenia sworzni to prostokątny lub przestawiony. Minimalne rozstawy sworz­ni wynoszą: s²= 4 d w złączach ściskanych i s<7 d w złączach rozciąga­nych; S1 ^ 7 d, s₂ ^ 3 d i s₃ ^ 3,5 d. Liczba sworzni w złączu nie może być mniejsza niż dwa, zaś w stykach rozciąganych — nie mniejsza niż cztery z każdej strony styku. Liczba śrub ściągających w stykach z na­kładkami drewnianymi powinna stanowić nie mniej niż 25% ogólnej licz­by sworzni i mieć tę samą średnicę co sworzeń. We wszystkich przypad­kach, z każdej strony styku rozciąganego powinno być nie mniej niż trzy śruby (dwie przy końcach nakładek i po jednej przy styku). Nagwin­towana część śruby nie powinna być wpuszczana w drewno. Pod łbem śruby i nakrętką umieszcza się podkładki. Osadzanie sworzni i śrub w po­łączeniach należy wykonywać w otworach średnicy równej ok. 0,97 śred­nicy sworznia lub śruby.Nośność sworznia lub śruby na jedno cięcie. Złącza na sworznie lub śruby mogą być jedno- lub wielocięte. Siłę T (w N), jaką w złączu sworzniowym z drewna iglastego przenosi bezpiecznie jedno cięcie sworznia, oblicza się wg podanych wzorów, przyjmując najmniejszą z otrzymanych wartości: a)ze względu na docisk T = K'_dy.a\dmn b)ze względu na zginanie T = Ad²mn w których: K'_dOL—współczynnik obliczeniowy na docisk w otworze ele­mentu,d — średnica sworznia, cm,di — grubość elementu z drewna (cieńszego elementu) w po­łączeniach niesymetrycznych,A — współczynnik —, MPa,n — współczynnik redukcyjny. Przy działaniu siły wzdłuż włókien n = 1,0, przy działaniu zaś siły prostopadle do włókien n = 0,7.Złącza na gwoździe Dane ogólne. Najczęściej stosuje się gwoździe o średnicy 2,8 do 6,0 mm, przy czym średnice ich nie mogą być większe niż 1/5 grubości najcieńszego z łączonych elementów (ze względu na możliwość rozłupania elementu) i nie powinny być mniejsze niż 1/11 (ze względu na łatwość gięcia gwoździ przy wbijaniu). Układy wbijania gwoździ. Rozróżnia się układy: a) prostokątny, b) przestawiony, c) w za­kosy. W węzłach stosuje się przeważnie układ w zakosy. Minimalne rozstawy gwoździ wynoszą: s •-= 10 d — w złączu ściskanym, s = 15 d — w złączu rozciąganym, s, = 15-20 d (w zależności od stosunku grubości najcieńszego z łączonych elementów do średnicy gwoździa): s₂ = 4 d, s₃ = 4 d — w układzie pro­stokątnym i w zakosy (dla a > 45°); s₃ = 3 d — w układzie przestawio­nym i w zakosy (dla a ^45°). Najmniejsza liczba gwoździ w złączu wy­nosi 4, przy czym gwoździe powinny być wbijane nie mniej niż dwoma szeregami i nie mniej niż dwoma rzędami, a w styku w licz­bie nie mniejszej niż 4 szt. po każdej stronie styku. W stykach rozciąganych, przy liczbie gwoździ w szeregu w granicach 10-=-20, należy zwiększyć obliczoną ich liczbę o 10%, a przy liczbie gwoździ większej od 20 — do 20%.W połączeniach elementów drugorzędnych, np. krzyżulców usztyw­niających ze stojakami w stemplowaniach i rusztowaniach, zezwala się stosować mniejszą liczbę gwoździ, lecz nie mniej niż 2. W zasadzie gwoździe należy wbijać z obu stron, tak aby końce ich nie wychodziły na zewnątrz. W przypadkach koniecznych długość końca gwoździa wychodzą­cego na zewnątrz powinna być nie mniejsza niż 3 d, a poza tym należy uwzględniać osłabienie przekroju na wysokość 1,5 d. Gwoździe można wbijać w jednej osi pod warunkiem, że ich końce będą zachodzić na siebie nie więcej niż na 1/3 grubości elementu Nośność gwoździ na zginanie i docisk. Siłę T (w N), jaką w złączu z drewna miękkiego przenosi bezpiecznie jedno cięcie gwoździa okrągłego, oblicza się wg tabl. 7-16, przyjmując najmniejszą z otrzyma­nych wartości:a) dla gwoździ wbijanych bezpośrednioTo = -j-mj = Tmj b) dla gwoździ wbijanych w otwory uprzednio wywiercone— w drewnie miękkimT, = l,25Tmj — w drewnie twardymT₂ = l,507m/ w których: T — nośność gwoździa wg tabl. 7-16, d — średnica gwoździa w cm, m — współczynnik korekcyjny, j — współczynnik poprawkowy, którego wartość wynosi:- w belkach lub łukach o przekroju dwuteowym, ze śred­nikiem pełnym z desek skrzyżowanych j — 0,8,- w stykach desek, bali lub połowizn z okrąglakami, np. w stemplowaniach j = 0,7 - w połączeniach elementów stykających się ze sobą po­wierzchniami krzywymi, np. okrąglaków, połowizn itp. j = 0,- w elementach deskowania do żelbetu, jak: jarzma, deski dociskowe itp., przejmujących parcie boczne masy be­tonowej j = 1,8,- we wszystkich innych przypadkach j — 1,0.Nośność gwoździa wg wzorów odpowiada przypad­kowi, gdy głębokość wbicia końca gwoździa (bez ostrza) w ostatnim ele­mencie łączonym wynosi: dla gwoździ jednociętych — 12 d, dla gwoździ wielociętych — 8 d. Przy długości s₀ wbicia końca gwoździa krótszej niż wymienione, nośność jego zmniejsza się w stosunku do podstawowejZalety elementów z drewna i materiałów drewnopochodnych:- dobra izolacyjność cieplną - ze względu na mały współczynnik przenikania ciepła, np. ściana z litego drewna grubości 12 cm z jednostron­nym tynkiem 2 cm ma taki sam współczynnik przenikania ciepła k jak ściana z cegły grubości dwu cegieł z dwustronnym tynkiem 2 cm;- tworzenie mikroklimatu wnętrz - cecha ta stawia budynki drewniane na pierwszym miejscu pod względem zdrowotności w porów­naniu z obiektami wykonywanymi z materiałów mineralnych;- szybkość i łatwość wykonania - z uwagi na niewielki ciężar ele­mentów są one łatwe w manipulacji na budowie i nie wymagają użycia ciężkiego sprzętu budowlanego;- oszczędność materiałów - z uwagi na mały ciężar elementów poważne oszczędności uzyskuje się np. na fundamentach pod konstrukcje drewniane;- możliwość posadowienia konstrukcji drewnianych na słabych gruntach.wad elementów z drewna i materiałów drewno­pochodnych:palność — drewno i materiały drewnopochodne stanowią mate­riały palne, co ogranicza w istotny sposób zakres ich stosowania, np. nie mogą być one użyte w obiektach o dużym obciążeniu ogniowym, obiektach przeznaczonych do użytku osób o niepełnej sprawności fizycznej itp.;Konstrukcje drewniane tradycyjneDo tradycyjnych konstrukcji drewnianych zaliczamy konstrukcje tzw. ciesielskie, wykonywane z bali, krawędziaków i desek, łączonych na złącza ciesielskie z częściowym użyciem gwoździ. Obiekty budowlane z zastosowaniem tradycyjnych rozwiązań konstrukcyjnych wykonywane są obecnie rzadko, przeważnie jako pomocnicze budynki wiejskie. Po­niżej zostaną omówione podstawowe rodzaje tradycyjnych konstrukcji drewnianych.Ściany wieńcoweŚciany wieńcowe należą do najstarszych konstrukcji drewnianych w Polsce. Przy odpowiedniej grubości tarcicy i dobrym wykonaniu są one ciepłochronne i nie przemakają. W celu zabezpieczenia ich przed przemarzaniem w spoinach i od przewiewania uszczelnia się je za pomocą materiałów włóknistych, jak mech, pakuły itp. Jako zabezpieczenie ścian od zawilgocenia stosuje się przeważnie daleko wysunięte okapy. Ściany układa się na belkach podwalinowych, spoczy­wających na cokole, wysokości przeważnie ok. 40cm. Izolację przeciwwilgociową zakłada się na cokole lub o jedną warstwę cegieł poniżej, z co najmniej 2 warstw papy na lepiku.Poszczególne warstwy belek ścian wieńcowych łączone są za pomocą kołków z twardego drewna co ok. l m dla przeciwdziałania przesunięciom poziomym. Złącza naroży ścian wieńcowych wykonuje się z tzw. ostat­kami lub bez. Te ostatnie są mniej korzystne z uwagi na prze­marzanie, gdyż współczynnik przewodności cieplnej wzdłuż włókien jest większy niż w poprzek włókien.Złącze narożne podwalin wykonuje się w taki sam sposób, tylko że w jednym poziomie. Należy zwrócić uwagę na to, że wszystkie ściany wieńcowe znacznie osiadają wskutek skurczu drewna (w poprzek włókien) przy wysychaniu. Osiadanie to musi być wzięte pod uwagę szczególnie przy osadzaniu ościeżnic okien i drzwi. W tym celu pozostawia się nad nadprożem szczelinę grubości kilku centymetrów, zapełnioną pakułami. Również ze względu na osiadanie ściany wieńcowe nie powinny być tynkowane przed upływem l-=-2 lat.Konstrukcje szkieletoweZasadą pracy konstrukcji szkieletowej jest przeniesienie obciążeń zewnętrznych na fundamenty przez elementy prętowe ścian, w postaci słupów, rygli, belek, podwalin i oczepów, usztywnionych zastrzałami i mieczami lub opierzeniem deskowym. Z najbardziej znanych konstruk­cji szkieletowych ścian należy wymienić ściany sumikowo-łątkowe, mur pruski i szkieletowe deskowe.Ściany sumikowo-łątkowe. Są to ściany utworzone ze słupów, tzw. łątek, oraz wypełnienia z desek lub bali, tzw. sumików, poziomo wsuwanych w gniazda łątek. Korzystniej jest mocować sumiki za pomocą łat przybijanych do słupów. Ściany tego typu są oszczędniejsze od ścian wieńcowych. Wadą ich jest osiadanie sumików wskutek ich zsychania się.Mur pruski. Mur pruski stanowi konstrukcję składającą się ze słu­pów, rygli, podwaliny i oczepów, wypełnioną murem ceglanym przeważ­nie grubości 1/2 cegły. Połączenia elementów szkieletu wykonywane są jako ciesielskie (wręby, czopy). Łączenie podwalin lub oczepów na długości wykonuje się na nakładkę lub zamek. Rozstaw słupów wynosi ok. l,0-l,2 m i jest wielokrotnością długości cegły. Rygle służą do poziomego odgraniczenia otworów okiennych i drzwiowych. Cegły połączone są ze słupami za pomocą listew trójkątnych drewnia­nych, przybitych do słupów i nacięć w cegłach, lub za pomocą gwoździ wbitych do słupów i wpuszczonych w spoiny muru. Współczynnik k dla muru pruskiego grubości 1/2 cegły wynosi 2,79 W/(m*K) i dlatego często stosuje się od wewnątrz muru ocieplenie. Tynkowanie wykonuje się tylko od strony wewnętrznej, natomiast od strony zewnętrznej ścianę się spoinuje. Połączenia drewniane elementów konstrukcyjnych, jak słupy, rygle, zastrzały, podwaliny i oczepy, wykonuje się na czopy i gniazda lub wręby. Gniazdo dla oparcia słupa należy zaopatrzyć w pochyły kanalik do odpływu wody. Zastrzały umieszcza się w skrajnych polach szkieletu tak, aby podlegały tylko ściskaniu. W budynkach piętrowych dźwigają­cych większe obciążenia (magazyny, spichrze) bardziej obciążone słupy zestawiane są z dwóch, a nawet czterech pojedynczych prętów i wznoszą się na wysokość kilku kondygnacji.Znaczną trwałość zachowanych starych budynków z muru pruskiego tłumaczy się użyciem do budowy doborowego drewna i starannością wy­konania.Ściany szkieletowe deskowe. Ściany szkieletowe składają się z ele­mentów wykonanych z bali i desek. Stateczność ścian w płaszczyźnie przy działaniu wiatru zapewnia się przez zastosowanie zastrzałów ukośnych lub ukośnego deskowania. Jako połączenia stosuje się przeważ­nie złącza ciesielskie proste lub gwoździowanie. Ściany szkieletowe zazwy­czaj się deskuje, a przestrzeń wewnętrzną wypełnia materiałem ciepłochronnym. Konstrukcje szkieletowe charakteryzują się szybkością wyko­nania i możliwością wykonania z jednego asortymentu desek.Odeskowanie konstrukcji szkieletowych. Odeskowanie konstrukcji szkieletowych wykonuje się z desek szerokości do 16 cm i grubości 25-5-32mm. Warstwy odeskowania mogą być wykonane z desek pionowych lub poziomych. Należy je ustawiać stronami dordzeniowymi na zewnątrz. Bardzo istotny jest sposób przybijania desek. Istnieją dwa sposoby prawidłowego wykonania deskowań pionowych. Pierwszy polega na tym, że ostrugane i wyprofilowane deski ustawia się jedna przy dru­giej i mocuje za pomocą śrub (wkrętów) długości 70-7-80 mm do rygli, podwalin i oczepów. Każda śruba przechodzi tylko przez jedną deskę. Śruby są odpowiedniejsze od gwoździ w stosowaniu, ponie­waż nie poddają się siłom wyciągającym. Drugi sposób polega na ustawie­niu belek szkieletu do czoła i przykryciu spoin listwami. Deski przybija się w środku szerokości gwoździami, a listwy przykręca się śrubami w spoinach między deskami. Deskowanie poziome można wykonać w różny sposób. Najlepszym sposobem jest łączenie desek na przylgę lub na wpust. Najbardziej kłopotliwe jest stykowanie desek w kierunku poziomym. Styki wykonuje się w kierunku pionowym na podkładzie z papy szerokości około 30 cm, osłaniając je z zewnątrz deską pionową, przyśrubowaną do szkieletu.Ocieplenia ścian. W celu ocieplenia ścian z obustronnym deskowa­niem stosuje się różne materiały sypkie, płyty izolacyjne itp. Z materia­łów sypkich stosuje się zazwyczaj materiały miejscowe, jak igliwie, torf, mech, wióry, trociny (z dodatkiem około 10°/o proszku wapiennego) itp. Materiały te mają właściwość osiadania i z tych względów deskowanie poziome jest korzystniejsze od pionowego, ponieważ pozwala ono na uzu­pełnienie ocieplenia. W celu zabezpieczenia zasypki przed osiadaniem daje się w ścianie przekładki poziome.Jako zabezpieczenie ocieplenia przed wilgocią stosuje się papę, przy czym powinna ona być umieszczona bezpośrednio pod odeskowaniem wewnętrznym lub tynkiem wewnętrznym, a ocieplenie powinno być całkowicie wysuszone. Rozwiązanie takie pozwala na swobodne odparowanie wilgoci z wnętrza ściany na zewnątrz, a jednocześnie zapobiega przeni­kaniu bardziej wilgotnego powietrza wewnętrznego do wnętrza ściany.System prefabrykacji liniowejSystem polega na montażu szkieletu obiektu ze zunifikowanych prefabrykatach tarcicy przeciętej na określone wymiary bezpośrednio na placu budowy. Elementy montuje się na uprzednio przygotowanym stanie zerowym. Po zmontowaniu szkieletu i przykryciu dachem konstrukcji budynku, osadza się stolarkę okienną i drzwiową i jednocześnie okłada płytami szkielety ścian zewnętrznych i wewnętrznych. Następnie przestrzenie wewnętrzne elementów szkieletu wypełnia się wełną mineralną i opłytowuje drugą stronę przegród. W dalszym etapie wykonuje się elewację i wykańcza wnętrze budynku.Konstrukcję ścian stanów szkieletu z krawędziaków o przekroju 50x100, 50x120 i 50x150mm. Jako izolacje termiczną stosuje się płyty z wełny mineralnej grubości 100x150mm i o gęstości objętościowej 800-1000kg/m³ układane szczelnie w przestrzeni szkieletu. Paro izolację z folii polietylenowej grubości 12,5mm lub płyt gipsowo-kartonowe zbrojone włóknem szklanym 9mm. Okładzina zewnętrzna może być wykonywana z profilowanych elementów drewniany obmurówki z cegły, klinkieru, powlekanej blachy falistej, tynku, itp.Ściany wewnętrzne mają podobną konstrukcje szkieletu i obustronne okładziny z płyt gipsowo-kartonowych grubości 12,5mm lub gipsowo-kartonowych zbrojonych włóknem szklanym gr 9 mm Konstrukcję stropów stanowią belki drewniane rozstawione co ok. 400mm o przekroju poprzecznym 50-175mm. Warstwy podłogowe wykonane z desek lub sklejki o grubości 18 mm . okładzinę sufitową stanowią płyty gipsowo-kartonowe grubości 12,5 mm lub zbrojone grubości 9mmm izolacje termiczną i akustyczną stanowi filc z wełny mineralnej o gęstości objętościowej 500 kg/m3 i grubości 30 mm. W przypadku stropów pod nieocieplonym poddaszem grubość izolacji należy powiększyć do 170mm Konstrukcja dachu może być ustrojem krokwiowo-płatwiowym, płatwiwo-kleszczowym. Można również wykorzystać kratowe dźwigary gwoździowane, klejone lub łączone płytkami kolczastymiP-15o różnych spadkach połaci dachowych i różnej geometrii.Konstrukcje drewniane systemoweDo nowoczesnych konstrukcji drewnianych zaliczamy konstrukcje obiektów, składających się z elementów prefabrykowanych, produkowa­nych seryjnie metodami przemysłowymi. Zastosowanie prefabrykacji w budownictwie z drewna i materiałów drewnopochodnych jest istotnym postępem technicznym w stosunku do stosowanych dotychczas metod tradycyjnych. Uruchomienie w kraju produkcji takich elementów pozwo­liło na zwiększenie ilości i jakości budowanych obiektów oraz lepsze wy­korzystanie materiałów, a także zmniejszyło ilość prac wykonywanych na placu budowy, szczególnie prac wykończeniowych.Stosowane są dwie podstawowe technologie produkcji elementów budowlanych z drewna i materiałów drewnopochodnych: technologia kle­jenia i technologia gwoździowania, obejmująca łączenie za pomocą łączników mechanicznych, jak gwoździe, śruby, wkręty, zszywki itp. Nowo­czesne konstrukcje różnią się od tradycyjnych nie tylko metodą produkcji, decydującą o rozwiązaniach konstrukcyjnych, ale również samymi roz­wiązaniami, pozwalającymi na wykorzystanie, oprócz materiałów drzew­nych, również metalu, płyt azbestowo-cementowych, gipsowych itp. Kon­strukcje te odznaczają się również wykorzystaniem nowoczesnych ma­teriałów izolacyjnych, jak np. wełna mineralna, pianki z tworzyw sztucznych itp., oraz materiałów wykończeniowych w postaci np. nowoczesnych faktur na bazie tworzyw sztucznych. Zakres stosowania drewnianych konstrukcji systemowych jest znacznie szerszy niż konstrukcji tradycyjnych. Elementy budowlane z drewna i materiałów drewnopochodnych stosowane są w budownictwie jednorodzinnym oraz budownictwie użyteczności publicznej do budowy takich obiektów, jak zajazdy, motele, przedszkola, szkoły, obiekty tu­rystyczne typu campingowego i stałego. Stosowane są również jako ele­menty ścienne osłonowe i dachowe w budownictwie przemysłowym oraz jako elementy ścienne w budownictwie mieszkaniowym wielorodzinnym. Zostały opracowane systemy budowlane, bazujące na elementach prefa­brykowanych klejonych typu prętowego (belki, słupy), klejonych i gwoździowanych typu płaskiego w postaci elementów mało-, średnio- i wielko­wymiarowych oraz typu przestrzennego. Różnią się one rozwiązaniami konstrukcyjnymi, technologią produkcji, standardem wykończenia oraz zakresem stosowania ich w budownictwie. Dostosowane są one do życzeń odbiorców, ich wyposażenia technicznego w zakresie montażu oraz ich własnego wkładu pracy w wykończenie obiektu.Każdy system budowlany obejmuje:— zestaw elementów,— rozwiązania połączeń elementów,— warunki techniczne wykonania, odbioru, transportu, składowania i montażu elementów,— rozwiązania wykończeń elementów.W skład każdego elementu w systemie wchodzą:— szkielet konstrukcyjny,— okładziny,System „STOLBUD-1”System należy do najbardziej uprzemysłowione dla małokubaturowego budownictwa drewnianego w Polsce. Jest to system otwarty tzn. elementy projektowane są każdorazowa dla konkretnego obiektu, przy zachowaniu zasad podanych przy opisie elementów dalszej części rozdziału. System oparto na module 30cm i dostosowano do tzw. montażu z „kół”, polegającego na tym, że elementy pobiera się żurawiem ze środka transportu i układa bezpośrednio w miejscu wbudowania.System dostosowano do drugiej strefy śniegowej i wiatrowej, ale nadaje się również do warunków w pozostałych częściach kraju.System umożliwia produkcję zestawu elementów dla budynków mieszkalnych, jednorodzinnych, obiektów handlowych, turystyczno-wypoczynkowych, zaplecza budów i innych. Mogą to być budynki parterowe i piętowe, podpiwniczone i niepodpiwniczone, o dachach płaskich lub spadzistych. System charakteryzuje się niewielka masą wielkowymiarowych elementów prefabrykowanych (do 1500kg), a więc do montażu używa się lekkiego sprzętu, możliwością przeniesienia robót wykończeniowych do wytwórni., niską pracochłonnością robót na placu budowy (montaż-0,25 roboczogodzin na 1m²) i bardzo dobrą izolacyjnością termiczną przegród (k=0,2W/(m²-K)).Wysokość pomieszczeń wynosi 2,5m z możliwością podwyższenia do 3,3m przez zastosowanie tzw. nadstawek. Rozstaw elementów ściennych nie może przekraczać6,0m, a długość elementów - 12m. W skład systemu wchodzą podstawowe elementy ścienne, stropowe, stropodachowe i uzupełniające. Płyty ścienne. Konstrukcję nośną płyt ścian zewnętrznych stanowi zbijany szkielet z impregnowanego drewna, składający się ze słupów, podwaliny i oczepu oraz poprzeczek usztywniających. Na elementy szkieletu zaleca się stosować typowe (zunifikowane) przekroje. Rozstaw słupów w części pełnej elementu powinien wynosić do 6,0m. W elementach dłuższych od 6,0m w pierwszym i ostatnim polu nie wolno lokalizować okien i drzwi. W miejscu styku ściany zew. ze ściana prostopadłą powinien znajdować się słup w celu stworzenia sztywnego połączenia.Jako izolacje termiczną stosuje się płyty z wełny mineralnej o gęstości objętościowej min 800 kg/m³ , układanej miedzy elementami szkieletu ciągła warstwą, na wcisk, bez przerw i ubytków. Na wew. powierzchni płyt umieszcza się paro izolacje z folii polietylenowej grubości nie większej niż 0,07 mm w postaci ciągłej warstwy bez połączeń. Szkielet obity jest obustronnie płytami pilśniowymi twardymi o grubości 4 mm i wilgotności 10-12 % (nawilżonymi wodą). Na elementy usztywnienia budynku należy stosować sklejkę wodoodporną gr. 5 mm. Połączenia okładzin ze szkieletem przy pomocy gwoździ. Okładzinę wew. stanowią płyty gipsowo-kartonowe gr. 12,5mm lub zbrojone włóknem szklanym gr. 9,mm przybijane do konstrukcji drewnianej przez płytę pilśniową i folie polietylenową gwoździami zabezpieczonymi przed korozją.Od strony zew. stosuje się obicie z desek gr. 22mm lub obmurówkę z pustaków gr. 30-50 mm albo z cegły z pozostawieniem przestrzeni wentylacyjnej Elementy ścian wew. zaprojektowano jako nośne i działowe. Konstrukcja wew. ściany nośnej jest podobna do zew. i rożni się tylko tym, że z obu stron szkieletu jest okładzina z płyt gipsowo-kartonowych, podczas gdy w ścianach zewnętrznych daje się ja tylko z jednej strony Ściany działowe maja konstrukcje podobna do ścian wew. nośnych i różnią się tylko wymiarami przekroju poprzecznego elem. szkieletu . razem grubość płyt nośnych wynosi 128 mm, a działowych 78mm.Płyty stropowe: stosuje się stropy jedno- lub dwuczęściowe. Stopy jednoczęściowe składają się z następujących części:-konstrukcji nośnej - szkieletu z impregnowanego drewna, wykonanego z podłużnych żeber nośnych, elementów czołowych.-warstwy podłogowej z desek grubości min. 28mm lub sklejki wodoodpornej grubości 18mm.-warstwy izolacyjnej o gęstości objętościowej 600kg/m³ o grubości w stropach międzykondygnacyjnych 50mm, w stropach pod nieocieplanym poddaszem min.170mm-listew dystansowych z drewna o wymiarach 28x60mm przybijanych do żeber stropowych co 400mm-okładziny sufitowej z płyt gipsowo-kartonowych o grubości 12,5mm lub zbrojonych w łuk szklany grubości 9mm przybijanych do listew dystansowych gwoździami zabezpieczonymi przed korozjąStropy dwuczęściowe składają się z nośnego elementu podłogowego i niezależnego elementu sufitowego, spełniającego role ekranu akustycznego.Stropodach: elementy stropodachowe składają się z następujących części:-konstrukcji nośnej: wiązarów dachowych z integrowanego drewna, zbijanych, klejonych lub łączonych płytkami kolczastymi lub w sposób kombinowanych-połacie dachowych z impregnowanych desek grubości min. 25mm lub sklejki wodoodpornej grubości 18mm przykryte jedną warstwą papy izolacyjnej-paroizolacji z folii polietylenowej grubości min. 0,07mm-izolacji z płyt wełny mineralnej-okładziny sufitowej z płyt gipsowo-kartonowych grubości 12,5mm lub zbrojonych włóknem szklanym grubości 9mmWymiary elementów stropodachowych są następujące: dł. do 12m, szer. 2,3m, wys. Do 0,85m.Elementy dachowe: składają się z następujących części:-konstrukcji nośnej: krokwi z impregnowanego drewna o wymiarach wynikających z obliczeń statyczno-wytrz. -połaci dachowej z desek o grubości 25mm lub z sklejki wodoodpornej grubości 18mm-paroizolacji z folii polietylenowej grubości 0,07mm-listew dystansowych o przekroju 28x60mm-warstwy izolacyjnej o gęstości objętościowej 600kg/m³ Stolbud-2:Różni się wymiarami poszczególnych elementów, ma najbardziej funkcjonalny system wew.Budownictwo mieszkaniowe za granicą z materiałów drewnopochodnych Metody wytwarzania:-istnieje kilka grup: System elementów (płytowo-prętowych) gotowych prefabrykatów wytwarzanych w wytwórniach, które umożliwiają zmontowanie budynku 1.System szkieletowy -system słupowo-belkowy z elementów wykonanych fabrycznie łączonych na placu budowy (szkielet nośny z belek i słupów)2.System płytowy -system małej płyty szer 12m; -system wymiarowych płyt szer = bokowi budynku wys = wys kondygnacji 3.system prefabrykacji przestrzennych szer 3,6m dł 22m - bardzo wysoki stopień wykończenia Budownictwo uprzemysłowioneMetody wznoszenia budynków Rozpowszechnienie się metod konstrukcyjno-technologicznych uprzemysłowionego budownictwa, tzw. systemów budowania, określających sposoby wznoszenia obiektów bu­dowlanych na podstawie rozwiązań techniczno-technologicznych, zapew­niających sprawną i ekonomiczną ich realizację, następuje w dwu zasadniczych kierunkach. Pierwszy kierunek reprezentuje dążenie do moderni­zacji procesów wytwórczych na placu budowy w zakresie podstawowych kategorii robót, drugi zaś wprowadza zasadę przemysłowej prefabrykacji elementów składowych budynku w zakładach prefabrykacji i zmechani­zowanego ich montażu na budowie. Pierwszy kierunek obejmuje metody wznoszenia konstrukcji betonowych monolitycznych, jak:— obiekty o konstrukcji ścianowej wykonywane w deskowaniach przesławnych, przesuwnych, ślizgowych, samo wznoszących, inwentaryzowanych.— obiekty o konstrukcji szkieletowej wykonywane w deskowa­niach inwentaryzowanych— obiekty o konstrukcji mieszanej.Drugi kierunek obejmuje metody wznoszenia obiektów z prefabry­kowanych stypizowanych elementów z wykonaniem na budowie złączy konstrukcyjnych i możliwie małej ilości uzupełniających robót wykończeniowych.Rodzaje budownictwa z elementów prefabrykowanych.Sto­sowane w budownictwie prefabrykaty można klasyfikować, kierując się różnymi kryteriami, jak wymiary elementów, ich masa lub kształt.Pod względem wymiarów rozróżniamy:-prefabrykaty drobnowymiarowe, o powierzchni gabarytowej po­niżej 2,0 m*,-prefabrykaty wielkowymiarowe o powierzchni gabarytowej po­wyżej 2,0 m*.Pod względem masy rozróżniamy:-prefabrykaty lekkie (portatywne) o masie do 25-^30 kg,-prefabrykaty średnio ciężkie o masie do 500-=-600 kg,-prefabrykaty ciężkie o masie ponad 600 kg.Podział ten związany jest z kategorią sprzętu transportowego i mon­tażowego, przy czym prefabrykaty lekkie przeznaczone są do montażu ręcznego (np. stypizowane pustaki wielocegłowe lub bloczki z betonu komórkowego).Pod względem kształtu dzielimy prefabrykaty na płaskie i prze­strzenne.Istota i otwartość systemu konstrukcyjnego (decydują):przyjęty układ modularny, zasady kształtowania gabarytów ele­mentów, ich obrzeży i struktury wewnętrznej oraz wielkość wymiarów uprzywilejowanych,- zasady zestawiania elementów, kształtowania ich złączy oraz węzłów konstrukcyjnych,- zasady rozwiązań instalacji i otworów w elementach konstruk­cyjnych dla różnego rodzaju przewodów instalacyjnych.Zaprojektowane elementy systemu wpływają na typizację metod produkcji, a tym samym na typizację podstawowych urządzeń zaplecza technicznego.Uzyskiwane od producenta prefabrykaty powinny się charaktery­zować:- dokładnością wykonania prefabrykowanych elementów betono­wych (powinna odpowiadać V klasie dokładności — rozdz. 8),- stopniem gotowości fabrycznej, która powinna ograniczać w maksymalnym zakresie roboty wykończeniowe na budowie.Czynnikami decydującymi o wyborze rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych powinny być: materiałochłonność, pracochłonność, nakłady pracy na utrzymanie budynków w okresie eksploatacji oraz czynnik czasu (wcześniejsze przekazywanie obiektu do użytkowania). Czynniki te decy­dują o efektywności rozwiązań.Szeroki zakres prac typizacyjnych stanowi podstawę unifikacji ele­mentów do produkcji przemysłowej.Mówiąc o unifikacji (integracji) systemów konstrukcyjnych należy zaznaczyć, że powinny być nią objęte podstawowe parametry geo­metryczne, jak wysokość kondygnacji, grubość ścian i stropów, niektóre złącza oraz przyjęcie we wszystkich systemach tych samych zasad koor­dynacji modularnej.Zasady projektowania konstrukcji z prefabrykatów wielkowymiarowych płytowych i blokowychMasa i wielkość prefabrykatów, stanowiących elementy konkret­nego budynku, zależą od udźwigu maszyn i sprzętu montażowego będą­cego w dyspozycji, natomiast ich kształt — od przyjętych w projektowa­niu typów konstrukcji, dostosowanych do różnego przeznaczenia budyn­ków oraz położenia zakładów prefabrykacji. Ten sam sprzęt montażowy może być użyty do montażu prefabrykatów płytowych czy ramowych o takiej samej masie, natomiast wyposażenie zakładów prefabrykacji w obu przypadkach będzie bardzo zróżnicowane. Dobór rodzaju konstruk­cji i podział jej na stypizowane elementy ściśle zależą od układu funkcjo­nalnego rzutu budynku związanego z jego przeznaczeniem. Konstrukcje płytowe są np. bardziej dostosowane do budownictwa mieszkaniowego; konstrukcje szkieletowe lub mieszane znajdują szersze zastosowanie w bu­downictwie użyteczności publicznej, jak szkoły, świetlice, pawilony skle­powe, budynki biurowe itp.Masa prefabrykatów ograniczona jest nie tylko udźwigiem i wy­sięgiem sprzętu montażowego, lecz również wyposażeniem transportowym i produkcyjnym zakładów prefabrykacji. Stanowi ono w głównej mie­rze — przy konstrukcjach betonowych i żelbetowych — o poziomie uprze­mysłowienia zastosowanej metody konstrukcyjno-wykonawczej.Podział konstrukcji budynku na elementy blokowe lub płytowe o masie 0,5-7-2,5 tony wprowadza duże stosunkowo rozdrobnienie elementów składowych, co wydłuża cykl ich montażu, zwiększa pracochłonność wykonania złączy, powoduje dużą liczbą spoin wymagających różnych robót wykończeniowych.Dla poprawienia tego stanu rzeczy, tj. dla powiększenia gotowości (stanu wykończenia ) budynku po zmontowaniu, dąży się obecnie do sto­sowania podstawowych prefabrykatów o masie 5-6, a nawet 8 ton.Należy jednak mieć na uwadze, że kryterium osiągnięcia wyższego stopnia uprzemysłowienia przy wyborze konstrukcji z elementów wielko­wymiarowych płytowych czy szkieletowych oraz monolitycznych stoi często w sprzeczności z innymi kryteriami, a w szczególności ekonomicz­nymi, co w dobie obecnej jest przyczyną stosowania różnych systemów konstrukcji.Należy też nadmienić, że postęp techniczny wyrażający się w roz­powszechnianiu konstrukcji o wyższym poziomie uprzemysłowienia zależy w większym stopniu od rozwoju bazy nowoczesnych tworzyw budowla­nych i metod produkcji niż od rozszerzenia asortymentu ciężkiego sprzętu montażowego.Sztywność przestrzenna budynkuUkłady konstrukcyjne budynków wpływają w dużym stopniu na rozwiązania ścian zewnętrznych oraz sztywność przestrzenną budynku. W układach krzyżowych dwukierunkowy układ ścian nośnych stwarza wraz z tarczami stropów przestrzennie sztywny układ przepon piono­wych i poziomych. Układy podłużne zapewniają — podobnie jak w bu­dynkach tradycyjnych — sztywność przestrzenną w kierunku podłużnym. Sztywność w kierunku poprzecznym zapewniają ściany zamykające klatki schodowe, zaś w przypadku dużego ich rozstawu — projektowane dodatkowe specjalne ściany konstrukcyjne usztywniające, biegnące w kierunku poprzecznym. Układy poprzeczne wymagają wprowadzenia konstrukcyjnych ^elementów usztywniających podłużnych co najmniej w sekcjach skrajnych.Często również, szczególnie w przypadkach wysokich budynków, stosuje się, w celu zapewnienia dostatecznej sztywności przestrzennej bu­dynku, układy mieszane, będące połączeniem układu poprzecznego i po­dłużnego. Układy konstrukcyjne mieszane odpowiadają — nie­kiedy lepiej niż inne układy — wymaganiom układu funkcjonalnego rzutu budynku. W budynkach o układzie poprzecznym zróżnicowanie funkcji kon­strukcyjnych i ciepłochronnych pozwala na stosowanie lekkich ścian zewnętrznych o charakterze wypełniającym lub osłonowym. Daje to możliwości użycia nowoczesnych materiałów o wysokiej ciepłochronności oraz trwałych wykładzin zewnętrznych (metalowych, szklanych, azbestowo-cementowych itp.) podnoszących poziom uprzemysłowienia i wygląd zewnętrzny.DylatacjeW przypadku posadowienia budynków z prefabrykatów wielkowy­miarowych na gruntach o zmiennej ściśliwości, jak również na terenach szkód górniczych, należy budynek projektować z odpowiednio gęsto roz­mieszczonymi dylatacjami. Poza warunkami gruntowymi na rozstaw dylatacji wywiera wpływ konstrukcja budynku, materiał i rodzaj ścian zew­nętrznych oraz rodzaj złączy. Są to elementy, które pod wpływem zmian temperatury podlegają odkształceniom.Na przykład przy wielowarstwowej strukturze ścian zewnętrznych umiejscowienie warstwy izolacji termicznej od zewnątrz zapobiega większym odkształceniom betonowej warstwy nośnej, co przy równoczesnym zapewnieniu swobody odkształceń w warstwie elewacyjne pozwala na wzrost rozstawu dylatacji Układy konstrukcyjneKonstrukcje prefabrykowane mają w założeniu stanowić zestaw elementów przystosowany do przeniesienia obciążeń użytkowych i cha­rakteryzujący się dostateczną sztywnością przestrzenną. Osiąga się to przez stosowanie odpowiednich układów i schematów konstrukcyjnych, w których powiązanie poszczególnych elementów uzyskuje się w wyniku odpowiedniego ukształtowania ich powierzchni stykowych i złączy kon­strukcyjnych. Cechy geometryczne, wzajemny układ elementów oraz me­toda realizacji stanowią o odrębności poszczególnych rozwiązań, tworząc z nich różne systemy konstrukcyjno-wykonawcze. W zakresie klasyfikacji konstrukcji z prefabrykatów wielkowymiarowych istotne znaczenie, poza podziałem ich wg kształtu (konstrukcje blokowe, płytowe, szkieletowe i przestrzenne), ma klasyfikacja pod względem kierunku usytuowania elementów nośnych (ścian lub podciągów) w stosunku do podłużnej osi budynku. Według tej klasyfikacji konstrukcji rozróżnia się:a) układ podłużny, w którym ściany nośne lub podciągi biegną równolegle do osi podłużnej budynku; kierunek rozpięcia stropów jest wtedy prostopadły do osi budynku, ściany zewnętrzne budynku spełniają zarazem funkcje nośne i ciepłochronne;b) układ poprzeczny, w którym ściany nośne lub podciągi usytuo­wane są prostopadle do osi podłużnej budynku; kierunek rozpięcia stro­pów jest wtedy równoległy do osi budynku, ściany zewnętrzne budynku spełniają tylko funkcję ciepłochronną;c) układ krzyżowy, w którym ściany nośne usytuowane są zarówno poprzecznie, jak i podłużnie do osi budynku; płyty stropowe są wtedy rozpięte w dwóch kierunkach, tzn. krzyżowo, i oparte w sposób ciągły na całym obwodzie; w układach krzyżowych obciążenie od stropów rozłożone jest bardziej równomiernie na wszystkie pionowe elementy konstrukcji, ściany zewnętrzne spełniają wtedy funkcje nośną i ciepłochronną;d) układ mieszanyKonstrukcje z wielkowymiarowych prefabrykatów powinny charak­teryzować się przejrzystymi schematami statycznymi oraz rozwiązaniami konstrukcyjnymi ściśle określającymi wielkość i miejsce działania sił w poszczególnych elementach. Korzystne jest, aby naprężenia występujące w poszczególnych elementach miały podobne wartości, co wyrównuje ich odkształcenia i przyczynia się do równomiernej pracy konstrukcji. W tym też celu, co również wynika z przesłanek technologicznych, prefabrykaty jednakowego typu wykonuje się z betonów o tych samych lub zbliżonych cechach wytrzymałościowych.Podziemna część budynku Podziemna część budynku stanowi konstrukcje tzw stanu zerowego. Najczęściej obejmuje ona ławy, ściany oraz stropy nad piwnicami, przy czym ławy i ściany mogą być wykonywane w konstrukcji monolitycznej, prefabrykowanej lub miesza­nej (np. ławy mogą być monolityczne, a ściany z prefabrykatów).Konstrukcja budynków z prefabrykatów wielkowymiarowych po­winna w zasadzie opierać się na sztywnej części podziemnej, przenoszącej obciążenia na grunt oraz zapewniającej równomierny ich rozkład. Wpływ bowiem nierównomiernego osiadania fundamentów i odkształcenia części podziemnej na prefabrykowaną część nadziemną powodować może zmia­nę schematów statycznych i w konsekwencji przeciążenie poszczególnych elementów konstrukcji. Dlatego też podziemną część budynku z prefabry­katów projektuje się najczęściej jako przestrzennie monolityczny sztyw­ny zestaw ścian podłużnych i poprzecznych, tworzących tzw. fundament skrzyniowy, obliczany na zwiększone parcie boczne gruntu w okresie montażu wskutek obciążenia naziomu żurawiami montażowymi.W większości przypadków prefabrykaty ścienne piwnic posadawiane są na ławach betonowych lub żelbetowych, wykonywanych na miejscu budowy. Według BN-79/8812-01 ławy betonowe z elementów prefabryko­wanych można stosować pod ściany budynków wysokości do 5 kondyg­nacji. Ławy prefabrykowane stosuje się z prześwitem, którego wymiar nie może przekraczać 0,15 długości prefabrykatu lub 0,5 jego wysokości. Prefabrykowane elementy ścian powinny opierać się na prefabrykowanych ławach nie mniej niż 0,25 ich długości. W ścianach zarówno monolitycznych, jak i z prefabrykatów należy górą i dołem stosować ciągłe zbrojenie podłużne jako zabezpieczenie przed nadmiernym rozwar­ciem rys. Może ono być umieszczone w samych płytach ściennych, w ła­wie fundamentowej lub w wieńcu usytuowanym w stropie, pod stropem lub tuż nad ławą.W przypadkach umieszczenia zbrojenia w wieńcach lub w ławach norma wymaga, aby zapewniony był kontakt tych elementów ze ścianami, bezpośrednio lub przez warstwę zaprawy, przy czym powierzchnia kon­taktowa nie powinna być mniejsza niż 150 cm* na l m ściany.W ścianach zewnętrznych piwnic stanowiących w pionie przedłuże­nie ścian nienośnych (osłonowych) lub samonośnych budynku przekrój wyżej wymienionego zbrojenia górą i dołem powinien wy­nosić nie mniej niż 6 cm dla każdego zbrojenia (min. 4 0 14). Dla ścian wewnętrznych przekrój każdego z tych zbrojeń powinien być nie mniej­szy niż 2,3 cm* (min. 3 0 10). Konstrukcje ścian piwnic w różnych systemach są różne. Mogą one być pełne, panwiowe, płytowo-żebrowe itp, wykonane z betonu zwykłego lub z betonów kruszywowych lekkich klasy nie niższej niż B12.5. W płytach żebrowych lub kanałowych grubość ścianek nie może być cieńsza niż 6 cm, a szerokość żeber skraj­nych nie może być niniejsza niż 30 cm.Pionowe złącza między prefabrykatami ściennymi powinny zapew­niać dobrą ich współpracę w przenoszeniu sił rozciągających od zginania i sił stycznych działających na złącze. W tym celu norma wymaga, aby złącza były wykonane z dyblowanym wrębem podłużnym i wypełnione betonem klasy nie niższej niż B12,5 (rys. 9-13). Zaleca się stosowanie złączy co najmniej jednostronnie odkrytych. Najmniejszy wymiar złącza w świetle powinien wynosić co najmniej 5 cm, a najmniejszy jego przekrój poprzeczny nie może być mniejszy niż F_bo~^5 h_v cm* — dla ścian o grubości h„^20 cm, i F„„^ 100 cm* — dla ścian o h_v ^ 20 cm. Wszystkie złącza pionowe zarówno ścian zewnętrz­nych, jak i wewnętrznych oraz w narożnikach ścian powinny mieć zbro­jenie pionowe. W budynkach ze ścianami poprzecznymi nośnymi występuje duża różnica w obciążeniach poszczególnych ścian poprzecznych i podłużnych Rodzaje stropów. Stosowane w budownictwie uprzemysło­wionym stropy można rozpatrywać z punktu widzenia ich struktury ma­teriałowej lub układu konstrukcyjnego. Prefabrykaty stropowe mogą mieć strukturę jedno- lub wielo materiałową, a stosowane elementy konstrukcji mogą być kwalifikowane wg kształtu przekroju poprzecznego. Rozróżniamy więc stropy: pełne, kanałowe, panwiowe, wielowarstwowe, ceramiczne, wibrowalcowane, sprężone i inne. Płyty warstwo­we oraz wibrowalcowane ze względu na dużą pracochłonność obecnie ustę­pują miejsca płytom pełnym lub kanałowym z kanałami okrągłymi.Według R. Dowgirda stropy żelbetowe pełne grubości 16 cm w sche­macie podpór jednokierunkowych należy stosować, ze względu na oszczęd­ność stali, tylko do rozpiętości 5,40 m, natomiast płyty kanałowe wyso­kości 22 cm — do 6,0 m, a wysokości 25 cm — do 7,20 m. Płyty kanałowe sprężone typu Spiroll produkowane w kraju mają wysokość 26,5 cm, ale urządzenia formujące pozwalają na zróżnicowanie ich gru­bości o ±1,5 cm. Płyty te mogą być produkowane długości do 12,0 m, alesą one wówczas znacznie droższe od żelbetowych. Należy się jednak z tym liczyć, że dla umożliwienia kształtowania mieszkań funkcjonalnie elastycznych rozstaw ścian nośnych między mieszkaniowych powinien wy­nosić 7,0-7,20 m. Integracja budownictwa mieszkaniowego, administra­cyjnego, służby zdrowia i szkolnictwa wymaga dalszej unifikacji płyt stropowych.Płyty stropowe kanałowe lub pełne traktuje się jako zginane jedno­kierunkowo, jeżeli oparte są one na ścianach o układzie podłużnym lub poprzecznym. Płyty pełne zginane dwukierunkowo stosowane są zazwyczaj w układach krzyżowych ścian nośnych. Poza tym płyty zbrojone dwukierunkowo mogą opierać się na trzech krawędziach, na jednej krawędzi po dwóch słupach lub na 4 narożach. Mogą one opierać się na ścianach wzdłuż całej długości krawędzi lub na tzw. łapach. Przy montażu płyt stropowych kanało­wych można na podporach stosować trzpienie żelbetowe. Spo­sób ten nie jest korzystny pod względem wykonawczym, gdyż niezbędne jest wówczas dodatkowe stemplowanie stropu, dlatego też stosuje się zwykle rozwiązanie. Z punktu widzenia statyki płyty stropowe dzięki trzpieniom można uważać za częściowo utwierdzone na podporze. Przy małej szerokości ścian podporowych stwarza się niekorzystne warunki docisku w miejscu podparcia, mogącego spowodo­wać skośne ścięcie podpory. Oparcie (zgodnie z normą) powin­no zapewniać możliwość prawidłowego zakotwienia prętów dolnego zbro­jenia płyt stropowych.W budownictwie wielkoblokowym stosuje się przeważnie płyty stro­powe kanałowe szerokości 1,20 i 1,50 m i rozpiętości równej rozstawowi ścian nośnych, w budownictwie wielkopłytowym — płyty pełne i kanało­we o wymiarach na pokój lub na przekrycie równe połowie jego po­wierzchni. Wybór wielkości płyt stropowych zależny jest od posiadanego ciężkiego sprzętu montażowego oraz od przepisów drogowych (ogranicze­nia gabarytowe).W celu uzyskania głębszego oparcia płyt stropowych na ścianach lub dla bezpośredniego oparcia ścian na sobie stosuje się czasami posze­rzenie ścian górą. Łapy mogą być konstruowane jako żelbe­towe lub stalowe. Łapy pozwalają na głębokie oparcia płyt bez potrzeby poszerzenia ściany górą.Płyty stropowe zazwyczaj opierają się na ścianach na warstwie za­prawy grubości l.0-1,5cm. Jeżeli przewiduje się oparcie ich na sucho, tj. bez zaprawy, norma zaleca stosowanie podkładek wyrównu­jących poziom oparcia stropu.Najczęściej do zbrojenia głównego płyt stosuje się siatki stalowe zgrzewane.Ściany z prefabrykatów blokowych i płytowychPodstawą klasyfikacji ścian jest przede wszystkim określenie funkcji, jakie spełniają one w budynku. Rozróżnia się więc ściany zewnętrzne i wewnętrzne, zaś pod względem konstrukcyj­nym — nośne i nienośne. Ściany zewnętrzne nośne dzielą się na samonośne i osłonowe (ciężkie i lekkie). Lekkie ściany osłonowe o masie powierzch­niowej poniżej 70 kg/m², tzw. kurtynowe, wykonane z nowoczesnych wysokowartościowych materiałów termoizolacyjnych i wykładzinowych. Kształt i wymiary prefabrykatów stanowią o podziale ścian na wielkoblokowe i wielkopłytowe.Podobnie jak stropy, ściany mogą mieć strukturę jednomateriałowa (jednowarstwową) lub wielomateriałową (wielowarstwową). Stosowanie wielkich bloków w budownictwie wielorodzinnym uzna­no już w końcu lat siedemdziesiątych za mało efektywne. Ten rodzaj ele­mentów wymaga dużego nakładu robót wykończeniowych na budowie, które powodują wydłużenie czasu przekazania budynku do eksploatacji. W kraju wykonuje się obiekty z elementów blokowych wielokanałowych, stosowanych zarówno do ścian, jak i stropów. Produkowane są one w pewnych asortymentach typowych rozmiarów, na skład (podobnie jak cegła) dla tzw. anonimowego odbiorcy. Stąd pochodzi popularna ich nazwa „cegła żerańska". W syste­mie wielkoblokowym projekt budynku powstaje na podstawie katalogu produkowanych elementów (grubość bloku 24 cm, średnica kanałów 17,78 cm, wysokość 252 i 112 cm, szerokość 89, 119 i 149 cm), w sposób względnie dowolny z uwzględnieniem jedynie wymiarów prefabrykatów oraz ich cech fizycznych i mechanicznych. Budynki z prefabrykatów blokowych wielokanałowych projektuje się w układzie poprzecznym. Ściany zew wykonuje się z betonu komórkowego opierających się na wieńcach żelbetowych Złącza prefabrykatów ściennychUwagi ogólne. Budynki z elementów prefabrykowanych wy­magają specjalnego ukształtowania złączy. Mogą to być złącza w postaci płaskich spoin, podobnie jak w murach z cegły, lub w postaci bardziej skomplikowanej. Zadaniem złączy prefabrykatów ściennych jest spełnienie tych wy­magań, które są stawiane poszczególnym elementom ściennym z tytułu ich pracy w budynku. Z punktu widzenia konstrukcji ściany spełniają rolę monolitycznych przepon pionowych, złącza więc powinny być zdolne do przeniesienia w płaszczyźnie ściany naprężeń normalnych obu znaków, jak również naprężeń stycznych.Złącza dzielimy na złącza ścian zewnętrznych i na złącza ścian wewnętrznych, przy czym rozróżniamy złącza poziome i pionowe.Złącza ścian zewnętrznych dzielimy na złącza ścian warstwowych (dwu- i trzywarstwowych) i złącza ścian jednowarstwowych (np. z beto­nów lekkich i z betonu komórkowego). Oba rodzaje tych złączy mogą być wypełnione lub niewypełnione. Niewypeł­nione złącza są zamknięte lub otwarte, w zależności od tego czy zastoso­wano w zewnętrznej części złącza materiał uszczelniający, czy też nie.Złącza poziome mogą być płaskie lub z progiem przeciwdeszczowym (rys. 9-56b, e). Z reguły w kraju złącza płaskie projektuje się jako wy­pełnione, a złącza z progiem przeciwdeszczowym jako niewypełnione.W zależności od rozwiązań konstrukcyjnych rozróżniamy złącza: betonowe, żelbetowe i stalowe. Złącza stalowe, są rzadko wykonywane.Wieńce:Stosuje się je do przenoszenia sił rozciągających. Powinny być zakładane na wszystkich poziomach stropów wzdłuż wszystkich ścian nośnych budynku, jak również na obwodzie. Wieńce projektuje się jako:-monolityczne, wykonywane na budowie w czasie wznoszenia bu­dynku, z betonu B15-ukryte, wykonywane przez wzajemne połączenie prętów umiesz­czonych w prefabrykatach.Wymagane jest, aby siła przenoszona przez wieniec nie wywoły­wała zbyt dużych zarysowań ścian i z tego względu zwykle ogranicza się wielkość naprężeń rozciągających w zbrojeniu.Wieńce monolityczne powinny być połączone z prefabrykatami ściennymi i stropowymi. Jest to ważne m.in. dlatego, że połączenie od­powiednio skonstruowane może ograniczyć w razie awarii możliwość gwałtownego upadku płyt stropowych na strop niższej kondygnacji. Po­łączenie powinno również ograniczać możliwość rozpowszechniania się katastrofy żywiołowej przez - stworzenie warunków sprzyjających pracy skrajnej płyty ściennej jako wspornika. W celu powiązania wieńców ze ścianami należy kotwić w nich również zbrojenie złączy pionowych. Najczęściej zbrojenie wieńca monolitycznego składa się z jednego lub z dwóch niezależnych prętów lub z prefabrykowanych szkieletów zbrojeniowych. Zbrojenie wieńca niezależnymi prętami sprawia wiele kłopotów z właściwym ich umiejscowieniem. Gotowe szkielety stwarzają mniej kłopotów, ale wymagają większej ilości stali. Do prawidłowego zazbrojenia wieńców wymagane jest głębokie kotwienie prętów zbrojenia na końcach, a także załamaniach wieńca. Zalety żelbetowych konstrukcji szkieletowych z prefabrykatów1, jasny schemat statyczny pracy konstrukcji w przenoszeniu obciążeń 2) nieznaczny wpływ przypadkowych mimośrodów na pracę ustroju,3) ustroje szkieletowe żelbetowe jako konstrukcje nośne budynku wyraźnie przewyższają ustroje ścianowe w zakresie wykorzystania cech wytrzymałościowych betonu i stali,4) możliwość stosowania w wielu kondygnacjach słupów jednako­wego przekroju przez zmianę tylko klasy betonu i procentu zbrojenia. Na przykład w budynkach szkieletowych do wysokości 30 pięter można wykonywać wszystkie słupy o jednakowym przekroju 40X40 cm, przy czym przy zastosowaniu betonu klasy B30 i odpowiedniego zbrojenia ze stali o podwyższonej granicy plastyczności nośność słupów może dochodzić do ponad 5000 kN,5) wykonanie szkieletu z prefabrykatów pozwala na wyeliminowanie wpływu skurczu betonu, który jest zakończony w prefabrykatach przed wmontowaniem ich w koustrukcję,6) ustroje szkieletowe pozwalają na sukcesywne wprowadzenie po­stępu technicznego (np. wprowadzenie techniki wstępnego sprężania),7) ustroje szkieletowe mogą być stosowane zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i w obiektach towarzyszących {szkoły, magazyny, ga­raże itp.),8) konstrukcje szkieletowe pozwalają na elastyczność w projekto­waniu— budynki mogą być wielofunkcyjne, a w okresie eksploatacji pozwalają na zmianę funkcji.Do wad konstrukcji szkieletowych należy zaliczyć przede wszystkim większą pracochłonność oraz niższy stopień uprzemysłowienia robót wy­kończeniowych niż w konstrukcjach z elementów wielkopłytowych.Prefabrykowane wielkopłytowe ściany wewnętrzne grubości 15 lub więcej cm będą stanowiły w budynkach szkieletowych elementy odgra­dzające mieszkania i jednocześnie spełniały rolę przepon usztywniających budynek w kierunku poprzecznym, ściany zewnętrzne natomiast będą tylko ścianami osłonowymi (p. 9.7). Celowe jest, aby elementy ścienne i stropowe omawianych konstrukcji szkieletowych były zintegrowane z takimiż elementami stosowanymi w budownictwie wielkopłytowym, tj. aby mogły być wytwarzane w tych samych formach, ewentualnie z zasto­sowaniem w nich wkładek wymiennych.Prefabrykowane szkielety żelbetowe charakteryzują się dużą osz­czędnością stali w porównaniu ze szkieletami stalowymi, zachowując ce­chy tych ostatnich, t j. możliwość szybkiego montażu i wykonywania ich w okresie zimowym. Na ogół uważa się, że prefabrykowane szkieletowe konstrukcje żelbetowe mogą konkurować ze szkieletami stalowymi do wysokości ok. 30 kondygnacji.układy słupowo-belkowe (ryglowe), utworzone z pręto­wych elementów pionowych i poziomych, przy czym belki (rygle) mogą biec w jednym lub dwóch kierunkach. Połączenie belek ze słupem nastę­puje w poziomie najczęściej pod stropem, natomiast słupy łączone są nad stropem, co wynika z kolejności montażu. Przy jednokierunkowych ukła­dach rygli mogą być utworzone poprzeczne lub podłużne układy konstrukcyjne budynków. Przy dwukierunkowych układach rygli stropy rozpięte są w dwóch kierunkach, tj. krzyżowo. Połączenia rygli ze słupami projektowane są zwykle jako przegubowe lub z częściowym zamocowaniem. Są one łatwiejsze w wykonaniu niż połączenia sztywne, lecz powodują zwiększenie wymia­rów prefabrykatów, zwiększenie ugięć itp. W przypadku, gdy krótki wspornik zaprojektowano jako stalowy, należy przedsięwziąć środki w za­kresie jego ochrony przeciwpożarowej, np. w postaci warstwy zaprawy cementowej grubości 30-40mm na siatce stalowej. Połączenia przegu­bowe nie zapewniają sztywności przestrzennej konstrukcji i z tego wzglę­du należy zastosować dodatkowe elementy usztywniające w postaci ścian--przepon pionowych, ciągłych lub odcinkowych, w kierunku podłużnym i poprzecznym budynku, zapewniające niezmienność geometryczną układu konstrukcyjnego. Prefabrykaty słupowe projektowane są najczęściej o wysokości 2 kondygnacji, co zrównuje je mniej więcej z dłu­gościami belek, gdyż rozstaw słupów przyjmowany jest zwykle w grani­cach 4,5-5-6 m. Stropy projektowane są zazwyczaj również jako płyty jednoprzęsłowe oparte przegubowo na ryglach i o masie zbliżonej do masy głównych prefabrykatów szkieletu, co jest podyktowane względami racjo­nalnego wykorzystania sprzętu montażowego.Zaletą szkieletów słupowo-belkowych jest prostota ich prefabrykacji i montażu. Prostoliniowy kształt prefabrykatów upraszcza konstrukcję form do ich produkcji i nie wymaga dużych powierzchni na procesy pro­dukcyjne i składowanie gotowych prefabrykatów. Prosty jest również montaż tych prefabrykatów i może być przeprowadzany przeważnie lekkim sprzętem. Przykłady konstrukcji słupowo-belkowych Układ słupowo-płytowy, wyeliminowane są w nim belki, a płyty stropowe opierają się bez­pośrednio na głowicach słupów. Układy powyższe są w zasa­dzie krzyżowe i mają najczęściej kwadratową siatkę rozstawu słupów. Konstrukcje płytowo-słupowe wymagają również stosowania ścian-przepon pionowych, usztywniających przestrzennie konstrukcję. Drugi zasad­niczy typ konstrukcji szkieletowych stanowią układy ramowe lub ramowo-belkowe, sztywne w swej płaszczyźnie. Podziału szkieletu wielokondygnacjowego na składane prefabrykaty dokonuje się dzieląc układ ramowy przeważnie w miejscach zerowych momentów zginających w słupach lub ryglach. Uzyskuje się w ten sposób elementy typowe w kształcie T, H, F i inne, które łączy się podczas montażu sztywnymi węzłami Sztywność w budynkach szkieletowych uzyskuje się przez zastosowanie ram poprzecznych, ścian usztywniających, trzonów usztywniających lub usztywnień mieszanych. W przypadku pracy szkieletu jako szeregu ram piętrowych, rozstawionych zwykle co 6,0 m, nie stosuje się specjalnychUsztywnień w ich płaszczyźnie, gdyż ramy same przejmują obciążenia poziome. Złącza prefabrykatów szkieletuW projektowaniu konstrukcji szkieletowych z prefabrykatów szcze­gólnie ważna jest konstrukcja połączeń, wpływająca na sprawność mon­tażu i pewność pracy. Rozróżnia się połączenia: a) słupów ze sobą, b) słu­pów z ryglami, c) rygli z ryglami, d) płyt stropowych ze słupami w przy­padku konstrukcji szkieletowo-płytowej.Złącza ze względu na konstrukcję i rodzaj pracy statycznej mogą być przegubowe lub sztywne, a ze względu na materiał — żelbetowe lub stalowe. Sztywne połączenia można uzyskać przez wykonanie złącza żel­betowego monolitycznego lub stalowego spawanego. W złączach żelbeto­wych pręty zbrojenia, wystające z czoła łączonych elementów, przenoszą siły działające w nich z jednego elementu na drugi albo przez odpowiedni zakład, albo przez spawy. Dla zapewnienia współpracy betonu prefabry­katów z betonem wypełniającym złącze, klasa tego ostatniego powinna być wyższa od klasy prefabrykatów. Beton wypełniający złącze powinien mieć konsystencję gęstoplastyczną w celu onbiżenia skurczu złącza. Po­żądane jest stosowanie mechanicznego zagęszczania betonu w złączu (za pomocą wibratorów).W złączach stalowych siły panujące w prefabrykatach przenoszone są przeważnie przez spoiny łączące różnego rodzaju kształtowniki zabe­tonowane w prefabrykatach.W czasie montażu złączy należy zapewnić stateczność prefabryka­tom. Uzyskuje się to przez zastosowanie środków pomocniczych w postaci specjalnego rodzaju prowadnic, obejm itp. różnego rodzaju zaczepów oraz usztywnień, pozwalających na utrzymanie prefabrykatów we właściwym położeniu do czasu zakończenia prac związanych z montażem złącza oraz prac zapewniających ich stateczność.Do połączenia prefabrykatów stosuje się wiele typów złączy żelbeto­wych. Przy wyborze złącza należy kierować się przede wszystkim wiel­kością obciążeń przenoszonych przez słupy oraz jego wyglądem zewnętrz­nym. Połączenie przegubowe pokazane na rys. 9-135a należy stosować w budynkach mieszkalnych w miejscach, w których rysy powstające na powierzchni złącza nie są widoczne (np. między stropami). W złączach przegubowych należy zapewnić słupom osiowe przekazywanie sił. W tym celu powierzchnie stykowe w słupach o dużym obciążeniu należy kształ­tować w postaci odcinków kuli o różnym promieniu. Promień powierzchni kulistej górnego słupa wynosi zwykle r_l = 1,2-M,5 h (h — wysokość kondygnacji), natomiast słupa dolnego jest nieco większy i wynosi r, = 1,05-J-1,08. Końce słupów pracujące na docisk powinny być wzmocnione 4 lub 5 warstwami siatek o wymiarze oczek 5X5 cm zgrzewanych z prętów 0 5-8 mm.Przegubowe połączenia słupów przenoszących niewielkie obciążenia, ok. 300-400kN. Osiowe przeniesienie sił zapewnia trzpień osadzony w górnym słupie i wchodzący do tulei słupa dolnego. Ukosowanie końca słupa zmniejsza powierzchnię docisku i jed­nocześnie zbliża bardziej styk do przegubowego.Złącza żelbetowe, w których wystające pręty zbrojenia słupa łączy się za pomocą nakrętek zakładanych na nagwintowane końce.stalowych spawanych złączy. Na czołach prefabrykatów zastosowano tu blachy zakotwione w betonie, lecz nie powiązane ze zbrojeniem słupa. Do blachy dolnego słupa przyspawany jest tzw. płaskownik centrujący. Złącze usztywnia się za pomocą spawu obwodo­wego. Część siły w złączu przenosi płaskownik obwodowy, a resztę spawy. Złącza spawane stosowane u nas w budynkach z ramami H nie mają blachy centrującej. Ramka stalowa wykonana jest z kątow­ników, a samo łączenie słupów wykonuje się przez przyspawanie do nich na obwodzie pręta stalowego 0,6mm. Wytworzoną spoinę grubości 6 mm wypełnia się zaprawą cementową pod ciśnieniem przez specjalny otwór pozostawiony w słupie.Podobny typ złącza, lecz z blachą centrującą, Powierzchnia blachy centrującej stanowi zwykle 0,5-0,6 prze­kroju poprzecznego powierzchni słupa. Złącza należy chronić przed korozją oraz zagrożeniem pożarowym przez zabez­pieczenie ich warstwą tynku na siatce po uprzednim powleczeniu stali środkami antykorozyjnymi.Sztywność przestrzenna budynku o konstrukcji szkieletowejSztywność przestrzenną budynku uzyskuje się, jak już wspomniano wyżej, przez zastosowanie odpowiednich ścian usztywniających, które po­winny mieć dostateczną sztywność na zginanie w swej płaszczyźnie, aby pod przypadającym na nie obciążeniem nadmiernie się nie odkształcały.Powinny one przechodzić przez całą wysokość budynku, a poza tym — przy niesymetrycznym układzie tych ścian — zapewnić dostateczną sztywność budynku na skręcanie.Z tych względów jako ściany usztywniające należy traktować tylko: ściany nośne, ściany samonośne ze sztywnym połączeniem ze ścia­nami nośnymi lub konstrukcją szkieletową, ściany wypełniające, za­pewniające dostateczną sztywność na zginanie w swej płaszczyźnie, np. zewnętrzne ściany murowane z bloczków z betonu komórkowego grubości 24 cm odmiany 07 powiązane należycie z konstrukcją. Poza tym ściany usztywniające nie powinny być osłabione otworami więcej niż w 50% powierzchni całej ściany,a części skrajne ścian nie mogą być węższe niż 1,20 m.Ściany usztywniające wykonuje się grubości 15 cm i więcej, w zależ­ności od obliczeń statycznych. W wysokich budynkach powinny być one wykonane z żelbetu. Jeżeli wykonuje się je z prefabrykatów wyższych niż szerokość ściany, to należy je połączyć ze słupami, stropami i między sobą za pomocą stalowych spawanych elementów stykowych lub wy­puszczonych prętów zbrojenia. Poszczególne prefabrykaty ścian usztyw­niających powinny — w wysokich budynkach — bezpośrednio przenosić obciążenia z górnych prefabrykatów na dolne, a nie przez oparcie na stropach.Podobnie jak w budynkach wielkopłytowych, rozróżniamy budynki o układzie zamkniętym i o układzie otwartym. Do budynków o układzie zamkniętym zalicza się budynki z zewnętrznymi ścianami noś­nymi lub samonośnymi, np. mające układ podłużny lub krzyżowy bądź układ poprzeczny ze ścianami wypełniającymi sztywnymi (np. z bloczków z betonu komórkowego grubości 24 cm) oraz budynki szkieletowe.W budynkach otwartych podpiwniczonych ze ścianami osłonowymi (mającymi małą sztywność na zginanie) część podziemna budynku stanowi przestrzenną sztywną skrzynię. Dzięki istnieniu tej skrzyni ściany poprzeczne można traktować jako wsporniki utwierdzone w poziomie stropu nad piwnicami. Wpływu odkształceń gruntu pod prawidłowo za­projektowanymi fundamentami piwnicznymi, jako bardzo nieznacznego, nie uwzględnia się w obliczeniach.W budynkach o układzie otwartym ściany poprzeczne pracują jako tarcze pionowe. Stropy stanowią tarcze poziome, służące do powiązania ścian usztywniających i wzajemnej ich współpracy.W budynkach o konstrukcji szkieletowej ściany usztyw­niające są zazwyczaj daleko rozsunięte i dlatego płytom stropowym na­leży zapewnić monolityczność, umożliwiającą obliczanie ich jako tarcz poziomych.W przypadku podpiwniczenia budynku o konstrukcji szkieletowej ściany usztywniające odkształcają się tak jak wsporniki sprężyście utwierdzone w gruncie.Stropy przejmują obciążenie poziome ze ścian zewnętrznych i pra­cują jako belki-ściany zginane w swej płaszczyźnie i przekazują obciąże­nie na ściany usztywniające. W celu spełnienia zadań stropy powinny stanowić tarcze sztywne w swej płaszczyźnie.Przy odpowiednim zaprojektowaniu złączy ścian konstrukcyjnych wzajemnie prostopadłych można uwzględnić w obliczeniach sztywności przestrzennej budynku współpracę tych ścian, pod warunkiem wykona­nia ich z materiałów o podobnej wytrzymałości i odkształcalności. W tych przypadkach ściany usztywniające można przyjmować o prze­kroju złożonym, jak przekrój dwuteowy, ceowy itp.Główne wady w wykonawstwie budynków realizowa­nych metodami uprzemysłowionymiBudynki realizowane metodami uprzemysłowionymi wykazują częs­tokroć w użytkowaniu różne wady wykonawcze ujemnie wpływające na walory użytkowe mieszkań.Do najczęściej spotykanych tego typu wad należą przecieki wód opadowych przez złącza ścian zewnętrznych, wywołane niedokładnym założeniem wkładek plastikowych lub aluminiowych, niedokładnym wy­pełnieniem spoin itp.Na ogół wkładki uszczelniające są bardziej skuteczne niż uszczel­nianie kitem, który wymaga dokładnego wypełnienia spoin kitem i powleczenia środkiem gruntującym obrzeża w złączach, w celu stworzenia dobrej przyczepności kitu do obrzeży.Przyczyną przecieków ścian zewnętrznych bywa również niedosta­teczna jakość stolarki okiennej, niewłaściwe uszczelnienie jej w ościeżach oraz w stykach między elementami stolarki, a także niesprawność okuć metalowych.Dużym mankamentem jest także przemarzanie i zawilgacanie ścian zewnętrznych, wynikające z niestarannego ułożenia izolacji termicznej w procesie prefabrykacji lub niewłaściwego założenia izolacji termicznej w złączach ścian, narożach, gzymsach i stropodachach budynków.W celu zapobieżenia, a przynajmniej złagodzenia tych usterek, nie­zbędne jest ścisłe egzekwowanie wymaganej jakości robót i wyrobów w czasie realizacji budowy w poszczególnych jej etapach, a także staranne usuwanie stwierdzonych uszkodzeń, przed oddaniem budynku do eks­ploatacji.Zasady wykonawstwa deskowańDeskowania drobnowymiarowe po ich zdemontowaniu pozostawiają na ścianach rysunek spoin, co powoduje konieczność wykańczania po­wierzchni ścian przez tynkowanie; stanowi to ich główny mankament.Z uwagi na jeszcze inne wady deskowań drobnowymiarowych, a w szczególności duży nakład robocizny przy ich montażu, przenoszeniu i de­montażu, rozwinęły się systemy deskowań przestawnych wielkowymiaro­wych do ścian lub całych przestrzennych fragmentów ścian i stropów łącznie.Dostarczane na budową elementy deskowań systemowych w postaci tarcz drobno- i średniowymiarowych zostają zestawiane w jednostki wielkowymiarowe w centralnych warsztatach urządzonych tuż przy wznoszonych obiektach. Do transportu takich elementów potrzebne są żurawie. Wielkowymiarowe deskowania mają powierzchnię do 30 m¹, a masa ich może się wahać od 40 do 80 kg/m² (łącznie z podporami usztywniającymi).Podpory do usztywnienia ścian wykonuje się w wielu systemach w postaci blachownie z blachy zimno giętej lub dźwigarków kratowych stalowych bądź z drewna klejonego.Nowoczesne dźwigarki do ścian mają podpórki śrubowe lub podpórki konsolowe, które służą do podtrzymania i regulacji deskowania (elementy rektyfikacyjno-stabilizacyjne).W celu zmniejszenia liczby ściągów stosuje się na nie stal wysoko-wartościową. Pozwala to na zwiększenie nośności, jak również na zwięk­szenie ich rozstawu, gdyż takie ściągi przenoszą obciążenia z powierzchni 2,5-3,0 m (ściągi ze stali zwykłej tylko 0,2--0,3 m), co odpowiada noś­ności ściągów 100-7-150kN. Do zamocowania ich na elementach usztywniających przy mniejszej nośności stosuje się kliny, przy większej - za­krętki motylkowe. Ściągi zaopatrzone są na końcach w płytki dociskowe, których wielkość zależna jest od wielkości dopuszczalnego docisku na elementy z drewna (docisk w poprzek włókien).Deskowanie stropów bezżebrowych wykonuje się najczęściej z płyt ze sklejki wodoodpornej grubości 20-24 mm, rzadziej zaś z płyt z cieńszej loggii i balkonów, przy którego zastosowaniu można różnicować elewacje budynków zaprojektowanych wg jednego systemu konstrukcyjnego.Ściany osłonowe lekkieWymagania ogólne i klasyfikacjaPodstawowym problemem w obecnym budownictwie jest obniżenie masy budynków przez odpowiedni dobór materiałów budowlanych: cięż­kich — na elementy konstrukcyjne, i lekkich — na ściany osłonowe. Ściany zewnętrzne w budownictwie tradycyjnym były wykonywane prze­ważnie z cegły. Grubość ich była ustalana przede wszystkim ze względu na wymagania izolacyjności termicznej, a nie ze względów konstrukcyj­nych. Minimalna wymagana grubość ścian z cegły zwykłej ze względów termicznych wynosiła 54 cm (licząc z obustronnym tynkiem), a masa po­nad 900 kg/m*. Nowoczesne ściany zewnętrzne osłonowe, w zależności od zastosowanych na nie materiałów, mają masę w granicach 400-^350 kg/m. Rozróżniamy ściany osłonowe ciężkie, np. warstwowe stosowane w budownictwie wielkopłytowym o masie ok. 350 kg/m* (rys. 9-51), średnio ciężkie, np. z betonu komórkowego odmiany 07, o masie ok. 200 kg/m* i lekkie, o masie ok. 30-^80 kg/m² Stosowanie ścian osłonowych ma szczególnie duże znaczenie w bu­dynkach wznoszonych metodami uprzemysłowionymi ze ścianami noś­nymi w układzie poprzecznym, w budynkach szkieletowych i w budyn­kach wysokich. Mniejsza masa ścian obniża koszty transportu poziomego i pionowego, a także fundamentowania, przy jednoczesnym uzyskaniu większej powierzchni w tym samym obrysie budynku.Ściany osłonowe lekkie, ze względu na dość wysoki koszt, stosuje się obecnie głównie w budownictwie użyteczności publicznej, w budow­nictwie przemysłowym i w ograniczonym zakresie w budownictwie miesz­kaniowym.Termin „ściany osłonowe" określa zewnętrzne ściany nienośne, speł­niające funkcję przegrody izolacyjnej osłaniającej wnętrze budynku. Ściany te są najczęściej zawieszane na konstrukcji budynku. Wobec małej sztywności tych ścian nie uwzględnia się ich udziału w pracy przestrzennej budynku. Spotykane są również terminy „ściana fasadowa" lub „ściana elewacyjna", które odnoszą się jedynie do warstwy zewnętrz­nej ściany osłonowej, stanowiącej oddzielny element fasadowy, mający na celu przede wszystkim wystrój zewnętrzny, odporny na działanie czynników atmosferycznych. Za tą osłoną stosuje się przegrodę ścienną,
która powinna mieć wymaganą izolacyjność termiczną i akustyczną.Ściany osłonowe można klasyfikować wg kilku kryteriów: w zależ­ności od materiału ich konstrukcji nośnej, w zależności od struktury użytego materiału, w zależności od umiejscowienia w konstrukcji nośnej
budynku itd.W zależności od materiału konstrukcji nośnej, niezależnie od jej rodzaju, dzielimy te ściany na: drewniane, stalowe, aluminiowe, azbestowo-cementowe, z tworzyw sztucznych i inne.W zależności od struktury rozróżniamy ściany osłonowe: jedno­warstwowe i wielowarstwowe, wentylowane i niewentylowane, a poza tym płytowe, szkieletowe, szkieletowo- płytowe, rusztowe.W zależności od umiejscowienia ścian w konstrukcji budynku dzie­limy je na zawieszane i wypełniające. Ściany zawieszane mocuje się do konstrukcji na zewnątrz budynku, a ściany wypełniające ustawia się na stropach lub podciągach.Elementy ścian osłonowych powinny spełniać następujące warunki:1) być stypizowane na podstawie modułu budowlanego dostosowa­nego do zintegrowanych zasad kształtowania i zestawiania elementów dla budownictwa,2) być projektowane z uwzględnieniem wymagań fizyki budowy: t j. mieć właściwą izolację cieplną chroniącą pomieszczenie od nadmiernego przegrzewania latem i oziębiania w zimie, stanowić zabezpieczenie przed infiltracją powietrza i mieć właściwą izolacyjność na dźwięki po­wietrzne,3) mieć odpowiednią wytrzymałość na obciążenie wiatrem i obcią­żenie wynikające z montażu i transportu,4) mieć odpowiednią odporność ogniową,5) mieć małą nasiąkliwość okładziny zewnętrznej,6) mieć nieskomplikowane i pewne złącza oraz sposób mocowania z możliwością regulacji w trzech kierunkach przy montażu ścian od innych. Po ustawieniu skrzyni na miejscu podklinowuje się ten na­rożnik stalowymi klinami. Niższą podkładkę stosuje się na wewnętrznym dostępnym przy montażu narożniku, który musi być zaznaczony na pro­jekcie. Poziomowość każdej kondygnacji sprawdza się za pomocą niwelatora. Montaż bloku trwa ok. 30 min.Perspektywy rozwoju budownictwa z elementów prze­strzennych. Projektowanie budynków z elementów wielkoprzestrzennych jest jeszcze w fazie doświadczeń. Koszt tego budownictwa jest wyższy od budownictwa z wielkich płyt. Świadczy to, że należy przeprowadzić jeszcze wiele prób, ażeby można było stosować na większą skalę tego rodzaju rozwiązania. Należy jednak brać pod uwagę zalety stosowania elementów przestrzennych. Przy budowie budynków mieszkaniowych uzyskuje się 3-4-krotne skrócenie czasu budowy w porównaniu z bu­downictwem wielkopłytowym. Poza tym czynności produkcyjne w zakła­dach prefabrykacji mogą stanowić 80%> całości robót, czyli że na montaż i uzupełniające roboty wykończeniowe na budowie pozostaje tylko 20% robót.Masa budynku również znacznie się zmniejsza. W budynkach do­świadczalnych obniżka masy wynosiła 20 i więcej procent.Reasumując można stwierdzić, że jednym z głównych mankamen­tów elementów wielkoprzestrzennych z betonu zwykłego jest ich duża masa, co pociąga za sobą konieczność poniesienia dużych nakładów na agregaty produkcyjne i sprzęt transportowo-montażowy. Dlatego też na­leży przypuszczać, że rozwój tej formy budownictwa będzie związany z rozwojem nowoczesnych materiałów, doskonalszych od betonu, jak np. tworzywa sztuczne czy lekkie metale. Już obecnie można wskazać przy­kłady, w skali co prawda niewielkich obiektów, realizacji domków jedno­rodzinnych z elementów przestrzennych z tworzyw sztucznych (rys. 9-279), na podstawie których można zauważyć odstępowanie od tradycyj­nych form i schematów budynków.Kierunki rozwoju konstrukcji systemowychRozwój budownictwa miejskiego (osiedlowego) idzie w przeważającej mierze w kierunku zastosowania ścianowych ustrojów konstrukcyjnych, w postaci prefabrykatów blokowych i wielkopłytowych, rzadziej ścian monolitycznych wykonywanych w deskowaniach inwentarzowych.Masowy charakter budownictwa miesz­kaniowego spowodował wykrystalizowanie się wielu systemów konstrukcji ścianowych (OWT, „szczeciński", W-70 i Wk-75, WUF-T, SBM-75 i inne) stosowanych na całym obszarze Polski na podstawie różnego typu i wiel­kości zakładów prefabrykacji (sezonowe — poligonowe, stałe — fabryki domów), przy czym dążenie do stałego podnoszenia stopnia uprzemysło­wienia wykonawstwa sprawia, że systemom wielkopłytowym wyznacza się główną rolę w spełnianiu zadań w zakresie budownictwa mieszka­niowego.Ustroje szkieletowe żelbetowe, opracowane również w postaci syste­mów (ramy H, SBO, „T"), spełniają ilościowo marginalną rolę i to nie tylko w budownictwie mieszkaniowym, lecz również w tzw. budownictwie osiedlowym towarzyszącym (szkolnictwo, handel, usługi, służba zdrowia itp.), dla którego potrzeb głównie zostały opracowane.Na ten stan wpływa wiele czynników, z których do podstawowych można zaliczyć następujące:— przeszło trzydziestoletni okres, w którym konstrukcje z prefa­brykatów blokowych i wielkopłytowych były doświadczalnie wdrażane i rozwijane w zakresie technologii baz wytwórczych, wyposażenia w ma­szyny budowlane i sprzęt montażowy, wykończeniowy itd; systemowe konstrukcje szkieletowe budownictwa miejskiego przechodzą obecnie do­piero fazy badań i wdrażania; podobnie ich bazy wytwórcze są dopiero w początkowym stadium organizacji:— konstrukcje z prefabrykatów wielkopłytowych, w których zasto­sowano małe rozstawy ścian nośnych, jak 240, 360, 450, 480 cm dają po montażu wysoki procent wykończenia budynków, gdyż ściany nośne speł­niają równolegle rolę ścian działowych w obrębie jednego mieszkania; zakres robót wykończeniowych w tych przypadkach jest bardzo ogra­niczony;— w systemach wielkopłytowych rozwiązano problem gotowych ścian zewnętrznych, co zapewnia po wykonaniu montażu uzyskanie wy­kończonej elewacji budynku; również i inne elementy konstrukcji i insta­lacji charakteryzują się w tych systemach wysokim stopniem uprzemysło­wienia; systemy konstrukcji szkieletowych przedstawiają o wiele mniej kompleksowe rozwiązania, opracowany jest bowiem głównie szkielet noś­ny budynków w dostosowaniu do wybranych z innych systemów typów stropów, wskutek czego stopień uprzemysłowienia tych konstrukcji jest o wiele niższy;— zmienność parametrów projektowych w poszczególnych rodza­jach budownictwa, jak wysokości kondygnacji, normatywy powierzchnio­we, obciążenia użytkowe i innej stwarzają istotne trudności w zaprojektowaniu systemu szkieletowego dostatecznie elastycznego do spełniania różnorodnych funkcji, sprawnego w wykonawstwie i reprezentującego wysoki poziom uprzemysłowienia.Z drugiej strony konstrukcje szkieletowe pozwalają na lepsze wy­korzystanie właściwości podstawowych materiałów konstrukcyjnych, których zbilansowanie w gospodarce budowlanej jest obecnie bardzo trudne. Analiza porównawcza konstrukcji ścianowych i szkieletowych prowadzi w tym zakresie do następujących stwierdzeń. W konstrukcjach ścianowych (prefabrykowanych i monolitycznych) wykorzystanie cech wytrzymałościowych głównych materiałów konstrukcyjnych, tj. betonu i stali, jest dużo niższe niż w konstrukcjach szkieletowych.Stosowane ściany betonowe lub żelbetowe grubości 15 cm (dawniej 14 cm) w dużej mierze spełniają jedynie rolę przegród akustycznych między mieszkaniami lub nawet tylko pokojami. Ponieważ pełne wyko­rzystanie nośności ścian uzyskuje się co najwyżej na pierwszej kon­dygnacji nadziemia budynku, średnie wykorzystanie cech wytrzymałoś­ciowych betonu i stali w ścianach można ocenić na 25-f-35°/o. Ujemną rolę spełnia tu dodatkowo wysoka smukłość ścian (ok. 17^-20) oraz normowy współczynnik bezpieczeństwa.W konstrukcjach słupowe-ryglowych nośność rygli na wszystkich kondygnacjach jest wykorzystana prawie w jednakowym stopniu. Nośność słupów żelbetowych, nawet bez zmiany przekroju, daje się kształtować w szerokich granicach przez dobór klasy betonu i stali zbrojeniowej.Elementy żelbetowe szkieletu (słupy, rygle) są o wiele prostsze do wykonania w zakładzie prefabrykacji oraz łatwiejsze do transportu i mon­tażu niż elementy płytowe.Ustroje szkieletowe budynków stwarzają znacznie lepsze warunki kształtowania rozwiązań funkcjonalnych obiektów wchodzących w skład budownictwa miejskiego osiedlowego.Powyższe stwierdzenia nasuwają wniosek, że niezbędna jest moder­nizacja systemów budownictwa miejskiego przez wprowadzenie do pro­dukcji fabryk domów asortymentu elementów prętowych (słupów, rygli), pozwalających na projektowanie ustrojów mieszanych szkieletowo-płytowych, w celu podniesienia efektywności stosowanych materiałów kon­strukcyjnych.Wprowadzenie ustrojów mieszanych płytowo-szkieletowych pozwoli również na osiągnięcie postępu technicznego rozwoju innych rodzajów budownictwa osiedlowego.UPRZEMYSŁOWIONE KONSTRUKCJE BETONOWE (Budynki o konstrukcji monolityczne)Rodzaje konstrukcji:-budynki wielokondygnacyjne wykonywane z cegły, betonu-ustrój nośny budynków ścianowych:ściany nośne (tarcze)stropy (tarcze stropowe) ściany usztywniające,układy: podłużne(kiedy ściany są usytuowane wzdłuż osi podłużnej budynku) poprzeczny (ściany nośne w stosunku do osi podłużnej prostopadłe)mieszany (na części bud. ukl. podłużny , część ulkl poprzeczny) krzyżowy (ściany nośne usytuowane poprzecznie i podłużnie.Ze względu na stosowane ściany zew. budynki dzielimy :-budynki typu zamkniętego (ściany zew jednocześnie wykonywane z wew)-budynki typu otwartego (ściany zew formowane jako samonośne, osłonowe)Podział budynków ze względu na ściany zewnętrzne - bud typu zamkniętego i bud typu otwartegoTyp zamknięty- wszystkie ściany zew są wykonywane jednocześnie ze ścianami wew . pełnią one funkcje nośna konstrukcji i izolacyjną Najpierw wykonuje się ścianę a potem stropyTyp otwarty- konstrukcję budynku stanowią ściany wew i szczytowe W ścianach zew osłonowych lub samonośnych można betonować jednocześnie ścianę i siup Budynki monolityczne - charakterystyka konstrukcyjno materiałowa:-ściany i słupy o przekroju pełnym z betonu zwykłego lub betonu na kruszywie lekkim-W bud mieszkaniowym rozstaw ścian do 6m w bud hotelowym do 4m, -grubość ścian w bud do 20 kondygnacji- 14-18cm. do 30 kondygnacji 18-30cm -rozpiętość stropów do 6m Stropy z wypełnieniem do 9m. -gr płyt stropowych pełnych 12-20cm. płyt stropowych z lekkim wypełnieniem 20-30cm stosowanie stropów płytowych w bud. Wielokondygnacyjnych jest bardzo korzystne -budynki ze ścianami są mało podatne na zmianę funkcji-grubość ścian zależy od rozpiętości stropu, obciążeń działających, od wysokości budynku Cechy uprzemysłowienia przy realizacji-użycie oprawnych, rozbieralnych deskowań-deskowanie wyprodukowane w sposób przemysłowy tzn dokładnie z materiałów trwałych z zachowaniem tolerancji wymiarowej -organizacja i synchronizacja robot na działkach roboczychCechy uprzemysłowienia przy realizacji budynków w technologii monolitycznej:-użycie sprawnych rozbieralnych powtarzalnych deskowań -deskowania wyprodukowane w sposób przemysłowy (precyzyjne konstrukcje z materiałów trwałych, zachowanie tolerancji (wymiarowych)-organizacja i synchronizacja robót na poszczególnych działkach roboczych Cechy deskowania przy realizacji budowli monolitycznych-trwałość (powtarzalność użycia 300-400 razy -precyzja wykonania (dokładność realizacji obiektu)-możliwość wykonania jednocześnie ścian i stropów -szybki montaż i demontaż -możliwość szybkiego podawania mieszanki betonowej -uniwersalność deskowańPodział deskowań: przestawne, przesuwne, ślizgowe.Materiały na deskowanie: drewno, z materiałów drewnopochodnych (sklejka), tworzywa sztuczne, płaszczyzny wykonane z metal Kryteria podziału deskowań;*jednorazowe(drewniane, przy wykonywaniu elementów skomplikowanych ) *powtarzalne (wielokrotnego użycia)-ze względu na wielkość: *małowymiarowe (deskowania stopy, słupa) *wielkowymiarowe-ze względu na sposób przemieszczania: *przestawne (ręcznie lub dźwigiem) wykonane z trwalszych materiałów (sklejka, metal krawędzie obite są blachą) stosuje się do jednoczesnego betonowania ścian i stropu łączone przegubowo, poszycie z blachy 2-3 mm usztywnione kątownikami *przesuwne (ręcznie, dźwigiem lub wciągarką) do jednoczesnego betonowania ścian, stropu, w syst. SBM-75 jako deskowanie systemowe*ślizgowe (oparte na prętach wiodących) deskowanie typu zamkniętego (tylko do formowania ścian, dwa pomosty robocze zamocowane na jarzmach -deskowanie podnoszone w sposób ciągły 10-50cm/h, deskowanie ma ogromne zastosowanie w budownictwie mieszkaniowym *przegubowe- aby je uzyskać to w trakcie przesuwania się deskowania ślizgowego ustawia się wkłady formujące .Ściany ze stropami konstrukcji monolitycznej mogą być połączone w sposób:-przegubowy ( w trakcie przesuwania się deskowania ślizgowego ustawia się układy formujące)-sztywny (kiedy deskowanie przestawne lub przesuwne)-częściowo zamocowane (otwór)FORMA DESKOWANIA forma- odniesienie do elementu trwałego --deskowanie przestawne (budynki otwarte) - przestawiane z kondygnacji niższej na wyższą służą do wykonania elem budynku --desk przesuwne (budynki otwarte- deskowanie tunelowe przesuwne) kierunek przesuwania deskowania wzdłuż budynku na całej długości lub tylko do ściany podłużnej i wycofujemy)--desk ślizgowe - deskowanie ślizga się wzdłuż ścian na wysokości konstrukcji, formowanie ścian zew i wew ( bud. zamknięte)SYSTEM SBM -75--system otwarty (można kształtować funkcje w planie) --stosowane systemy: ścianowy o konstrukcji szkieletowej (ryglowo-słupowe, płytowo-słupowe)--w zależności od przyjętego rodzaju konstrukcji stosuje się różne rodzaje deskowań: *deskowanie tunelowe -jednocześnie betonujemy ściany i stropy w jednym cyklu roboczym *desk uniwersalne - rozbieralne, najpierw formujemy elem pionowe dalej belki podciągi i strpu - układy szkieletowe założenia: -przemysłowa produkcja deskowań -jednorodnie technologiczne wykonawstwo-integracja z innymi systemami -siatka modularna 60x60cm -wysokość kondyg w zależności od użytego deskowania 2,80, 3,30 4,50-stała grubość ścian -15 cm budynki do 45m, 20cm do 100m-rozpiętość stropów 1,80-7,20m -grubość płyt stropowych 16-24 cm-betonowanie w ziemie; poprzez zastosowanie domieszek chemicznych, nagrzewanie gazowym powietrzem lub parą materiały:-beton B20 -zbrojenie ścian i stropów z gotowych siatek zgrzewanych niezbędne jest sprawne zorganizowanie elementów:-produkcja mieszanki betonowej-produkcja zgrzewanych siatek-kompletacja deskowań-odpowiednie środki-kompletacja maszyn: sprzętu technologicznego służącego do układania odpowietrzania, pielęgnowanie masy betonowej-odpowiednia organizacja brygad roboczych, służby geodezyjneMontaż budynków prefabrykowanychMontaż - konst. bud. - wszystkie prace związane z zestawianiem i trwałym mocowaniem elementów lub ich zespołów wykonanych poza miejscem ich wbudowania.W zależności od zastosowania robót:-montaż próbny (próbne zestawienie elementów lub części) przed wysłaniem na budowę-montaż wstępny (skalowanie pojedynczych elementów w większe zespoły)-montaż ostateczny (po ustawieniu w miejscu zbudowania element trwałe zamocowanie)Montaż elementów składa się z operacji (faz montażu)I faza: dostarczenie elementówII faza: podnoszenie elementówIII faza: ustawienie elementówI faza: dostarczenie - rozróżniamy: montaż z placu składowego, z kół, kontenerów -montaż swobodny (element ustawiamy swobodnie w miejscu wbudowania w ramach obowiązujących odchyleń): wg. krawędzi obiektu, wg. osi ścian, wg. prętów kierunkowychII faza; unoszenie( element traci dotyk z ziemią) obrót (dolny kraniec elem dotyka do ziemi), obrót z nasuwaniemIII faza montaż swobodny (elem ustawiony swobodnie w miejscu wbudowania z tolerancją montażu: -wg krawędzi elementu, -osi ścian, -prętów kierunkowych -montaż wymuszony - poszczególne elementy ustawia się w miejscu wbudowania za pomocą specjalnych występów trzpieni, śrut zwanych stabilizatoramimetoda montażu wg organizacji montażu:metoda rozdzielcza - kolejno ustawiany element na jednej działce roboczejmetoda kompleksowa - polega na ustawieniu wszystkich różnych typów na danej działce roboczej (w przekroju pionowym) ETapy UPRZEMYSŁOWIENIA. TECHNOLOG WIELKOBLOKOWA Geneza powstania i fazy rozwoju 1 194 5-budowa prototypowego bud w Nowej Hucie z bloków żużlobetonowych l wersja podstawow2 1960-wprowadzenie cegły żerańskej dokumentacja techniczno-robocza elementów kanałowych3 1970- opracowanie dokumentacji .Typowe elementy kanałowe'4 1975-1080 produkcja elementu WB bet B-20,II wersja zmodernizowana (1985)- Wprowadzenie elementów konstrukcji szkieletowych słupów, podciągów) - --elastyczność rozwiązań funkcjonalno-przestrzennych-dostosowanie wentylacji-dostosowanie do wymagań ochrony technicznejIntegracja systemu „CŻ" z innym-bloki wentylacji grawitacyjnej -elementy klatek schodowych-obudowa dźwigarów5. do stosowaniaKatalogową dokumentacją techniczną zmodernizowanego WB systemu Cegła żerańska z elem, szkieletem żelbetowego III Wersja ze szkieletem stalowym 1991 Ściany wewnętrzne byty nadal w technologii tradycyjnej (z cegły) prefabrykacji uległy jedynie elementy zewnętrzne ścian Budynki od 5-11 kondygnacji Charakterystyka systemu wielkoblokowego:-wewnętrzne ściany i stropy wykonywane z element kanałowych-ściany zewnętrzne podłużne wykonywane jako montowane z bloczku komórkowego-ściany zewnętrzne szczytowe to ściany betonowe ocieplone płytkami gazobetonowym lub warstwą styropianu-ściany podłużne-związanie poszczególnych i płyt stropowych na każdej kondygnacji za pomocą wieńców żelbetowych Przyjęty model typizacji. Konstrukcyjnie przyjęto, że elementy ścienne ścian i stropów wykonane z prefabrykowanych elementów kanałowych Typowe elem to:-ścienne ( wewnętrzne, zewnętrzne) bloki drewniane, bloki licznikowetypowa ślusarka, stolarka, meble2,40-3,60-4,80-6,00m -typizacja wymiarów charakterystyka systemu;*wysokość kondygnacyjna: systemowa kond piwnicznej 2,5m powtarzalnej - 2,8 m budynki publiczne 3,0 3,3 3,5*ściany piwnic ( w budynkach wysokich wylewane w deskowaniach przestawnych lub prefabrykowane)*ściany wew elementy kanałowe gr 24 cm*ściany szczytowe 2-warstwowe (bloki ocieplone, bet komórkowy, lub styropian)*ściany podłużne murowane z bloczków *stropy kanałowe żelbetowe gr 24 cm*ściany zew samonośne i wypełniające *fundamenty: w deskowaniu na budowie *wieńce żelbetowe oparte na ścianach poprzecznych do utrzymania ściany zew osłonowej *dach z płyt korytkowych bądź wielkowymiarowych opartych na ażurowych ściankach murowanych Montaż: -w systemie CŻ montaż prowadzony jest za pomocą żurawi wieżowych a w budynkach niskich np. piwnice strop zerowy- żurawie samojezdne np. na gąsienicach pneumat.Zasady:- mon swobodny; wymieszany ( przez śruby, zatrzaski, zacięcia) Wady systemu „cegła żerańska”--zła jakość stosowanego gazobetonu na ściany zewnętrzne --niestaranne układanie gazobetonu w ścianach zewnętrznych --niestaranne ocieplanie naroży i wieńców w skutek czego powstają: mostki termiczne i lokalne przemarzania Zalety systemu „cegła żerańska”--możliwość realizacji budynków do 11 kondygnacji --możliwość projektowania mieszkań o dowolnej funkcji - system otwarty --możliwość realizacji domów jednorodzinnych(domy oświaty, służby zdrowia, budynki administracji publicznej, budynki przemysłowe z zastosowaniem elementów przemysłowych)Podstawowe elementy Wielkoblokowe:--zamiast bloków żużlobetonowych(gr. 24 cm szer. 120cm wys. Pełne kondygnacji) wprowadzono bloki ścienne otworowe potem płytę wielootworową (gr 24cm dł 2,40-6m Założenia systemu:--wewnętrzne ściany nośne i wew stropy wykonane są z elementów kanałowych ze żwirobetonu gr 24 cm --ściany zew (I-e systemowe ściany zewn. Podłużne)wykonane jako murowane z bloczków betonu komórkowego)--ściany zew szczytowe- betonowe, ocieplone płytkami gazobetonowymi lub ocieplone warstwa styropianu --poprzeczny układ konstrukcyjny --związanie poszczególnych bloków, płyt stropowych i ściennej na każdej kondygnacji za pomocą wieńców żelbetowych --dowolny kształt brył mieszkania --system elastyczny- dowolne kształtowanie Typowe elementy stropowe:*gr 24 cm *ropz 2,40-6,0 co 60cm *beton B20 *szer 90, 120 ,150 *min długość oparcia stropu na bloku ściennym - 5 cm*min gr ściany do oparcia stropu kanałowego - 18 cm strop opieramy na zaprawie cem M5 Zakres stosowania systemu:-do budynków do 11 kondygnacji -możliwość projektowania mieszkań o dowolnej funkcji -system otwarty-zakres; do domów jednorodzinnych, służba zdrowia, administracja, bud przemysłowe System OWTCo zmodernizowano w OWT-67-grubość ścian 14 do 15 cm -grubość płyt stropowych z 14 do 16 cm -izolacja styropianem z 5 do 6 cm-na długości budynku doszły nowe rozstawy ścian poprzecznych: 2,40 3,60 4,80 6,00OWT67 - OWT 67N - TF-91OWT75 - SBP Zakres modernizacji:-zmieniono płytę nadprożowo- parapetową na belkę nadprożową -zmieniono typ stropu z pełnego na kominowy -ściany szczytowe z 3warstwowych na betonowe gr 15 cm +ocieplenie na budowie Budynki o konstrukcji szkieletowej Wymogi stawanie przy projektowaniu budynków:-budynek powinien przenosić wszelki obciążenia statyczne i dynamiczne -powinien posiadać sztywność (elementy składowe powinny być sztywno połączone)-rozwiązany prawidłowo funkcjonalnie(drogi ewakuacyjne, komunikacji pionowej)-w sposób dostosowany do warunków gruntowych i charakteru konstrukcji -odpowiednie zabezpieczenie przeciwpożarowe, odpowiednia klasa odporności ogniowej -wykonany z odpowiednich materiałów z możliwością wykorzystania surowców wyjściowych-zaprojektowane wszystkie instalacje -łatwy w realizacji, terminowo ukończony-koszt realizacji dostosowany do warunków inwestora-powinien spełniać wymagania urbanistyczne Ustroje konstrukcyjne budynków:-szkieletowe-trzonowe -ścianowe -trzonowe-szkieletowe-ścianowo-szkieletoweUstrój szkieletowy:Stosuje się w budynkach gdzie występują pomieszczenia o najmniejszej liczbie ściano jak najmniejszej liczbie słupów (pomieszczenia produkcyjno-handlowe, biurowe), -realizowane jako konstrukcje monolityczne -realizowane są z prefabrykatów -szkielet wykonany z elem stalowych Rodzaje bud szkieletowych:-układy płytowo ramowe -ramowo-ścianowe-trzonowe-powłokowe Ustroje ramowe :tworzą rygle i słupy połączone sztywnymi lub przegubowymi węzłami Ustroje ramowe: (z ryglem wystającym ze stropu; z ryglem schowanym w stropie)Ramy ze sztywnymi węzłami: w budynkach 15-20 kondygnacji Ustrój ramowy:-rama portalowa -rama H Układ poprzeczny i podłużny połączenia w miejscach najmniejszych momentów połączenia portalowe w poziomie stropu, konstrukcje ramowe mogą być: dwunawowe, trójnawowe, 3 traktowe lub 2 i ½ traktowe, sztywność budynków ramowych w kierunku ram zapewniają ramy w kierunku prostopadłym do kierunku ram zast. Ściany usztywniającej W ramach gdzie występują duże wysokości bud muszą być dodatkowe usztywnienia węzłów Ramowe ustroje stosuje się od 10-20 kondygnacji Sztywność w budynkach niskich zapewniona jest przez ramy ze sztywnymi węzłami Zapewniają trzony ściany,łączniki Najczęściej stosowane ustroje: ramowe, słupowo-belkowe i słupowo-ptytowe . Ramowy- konstrukcja szkieletowa to rama, Rama H i portalowe Występują w układach podłużnych i poprzecznych Połączenia w ramach są w miejscach najmniejszego momentu Rama H - połączenie w ½ wysokości: portalowa połączenie w poziomie góry stropu Konstrukcje stalowe:-podłużne i poprzecznie stosowane ciągłe pasma usztywnień elementy: (odpowiedni kształt, wymiar, ciężar)Sztywność w budynkach niskich zapewniona jest przez zastosowanie ram ze sztywnymi węzłami, a wysokich zapewnią trzony, ściany i tężniki pionowe Usytuowania złącz decyduje o schemacie statycznym, później realizacyjnym Najczęściej spotykanymi ustrojami są: ramowy, słupowo-belkowy, słupowo-płytowy. Ustroje słupowo-belkoweBelki i rygle na których opierają się płyty stropowe, słupy. Słupy maja zastosowanie w budynkach 1i 2- kondygnacyjnych łączone na długości, rygle natomiast opierają się na wspornikach, rygiel może być naniesiony na słup lub połączony ze słupem Ustrój słupowo- płytowy (Słupowobezbelkowy) : słup na którym oparta jest płyta stropowa składa się ze słupów i płyt między 4 słupami opartych na narożach słupa, słupy sięgają 1, 2 lub 3(rzadziej) kondygnacji. Płyty najczęściej kwadratowe opierają się na wspornikach słupów (głowicach) lub bezpośrednio na słupach.Rozstawy słupów ograniczone (w miarę rozstawu wzrasta grubość a tym samym ciężar płyty). Sztywność przestrzenną budynku uzyskuje się przez zastosowanie trzonu ścian usztywniających bądź tężników w układzie podłużnym lub poprzecznym Założenia budownictwa wielkopłytowego:-efektywność (w zasadach: w systemie osiągnąć max wydajność produkcyjną, min liczba elementów na izbę, min liczba węzłów i połączeń, max wykorzystanie nośności dźwigu montażowego, podwyższenie cech funkcjonalnych, podwyższenie stopnia uprzemysłowienia przy możliwie niskich cenach -klatki schodowe obudowane zew płytami -ściany zew - podłużne pasmowe -( wew.)poprzeczne i podłużne gr 14 cm strop gr14 cm -płyta stropowa opiera się 3 krawędziami: krzyżowo zbrojona-przyjęty układ konstrukcyjny jest w postaci skrzyni która przenosi obciążenia od wyższych kondygnacji -siatka prostokątna, ściany rozstawione co 5,40m przy klatce schodowej 2,70 na długości nx5,40x2,70 2x4,80=9,60-budynki 5 i 11 kondygnacyjne, jednorodzinne wyposażone w instalacje elektryczne i sanitarne zasady kształtowania budynku w planie rzucie poziomym *siatka modularna prostokątna: w kierunku podłużnym 2,70 lub 5,40 poprzecznym 4,80x4,80 lub 4,80 5,40 4,80*uskoki budynków tylko na dylatacjach(i w pionie)-część piwniczna -część nadziemna *Fundamenty budynków są realizowane jako monolityczne betonowe lub żelbetowe w postaci: -do 5 kond/ w postaci ławy fund -do 11 kond/ z płyty fund *Stan zerowy w zależności od ilości kondygnacji realizowany:-do 5 kondygnacji ^ławy jako monolityczne ^ściany podłużne i poprzeczne jako monolityczne lub prefabrykowane ^strop prefabrykowany -do11 kondygnacji ^ruszty z ław fund lub płyty ^ściany podłużne i poprzeczne, strop monolityczny ( w wersji pierwotnej) po modernizacjach prefabrykowane *Ściany środkowe- podłużne, poprzeczne- żelbetowe gr 14 cm -w budynkach do 5 kondygnacji betonowe ze zbrojeniem -w bud do 11 kondygnacji pierwsze 6 kondyg to płyty żelbetowe (zbrojone siatkami) *Stropy - elementy krzyżowo-zbrojone opierają się na ścianach poprzecznych na podłużnej belce nadproża ściany pionowej *klatka schodowa w bud 5 kondygnacji składa się z elementów pełnych (bieg spocznik i podest elementy pełne) w budynkach 11 kondygnacyjnych (spocznik i podest jako elementy panwinowe z wycięciami na oparcie biegu dolnego i górnego)Typowe segmenty:-dla budynków niskich 27,00 dł szer 9,60(seg. dwutraktowy) -dla budynkach wysokich a)4,80x2 dł 16,20x2 (klatkowy typ budynku) b)szer 4,80 5,40 4,80 budynek korytarzowy elementy prefabrykowane, technologia wykonania -forma bateryjna (ściany W; stropy) -poziomy formy stalowe (gzymsy, elementy klatki schodowej Ogólne zasady montażu -budynki niskie - żuraw -budynki trzytraktowe -montaż obustronny dwoma żurawiami ^montaż swobodny^montaż wymuszony Rodzaje budynków prefabrykowanych uprzemysłowionych.-system konstrukcyjno montażowy rama H-zintegrowany system budownictwa ogólnego ZSBO-jednolity system budownictwa JSB-W-system budownictwa handlowo-usługowego T-system budownictwa przemysłowego BWP-71 RAMA H Słup znajduje się w połowie powyżej rygla, połowa poniżej, rama H ze wspornikiem - balkon, usztywnienie: w płaszczyźnie montowanych elementów prefabrykowanych Cechy systemu:-system zamknięty, płytowo-słupowy-wysokość kondygnacji brutto - 2,70-2,80-układy ram: podłużnie i poprzecznie -rozpiętość stropów 2,40-6,00m -układ podłużny; 3,40 układ poprzeczny -stropy - płyty kanałowe -przekrój słupa w ramie H 28-31 -wysokość ramy H 2,70-2,80 (kondygnacja)-ściany osłonowe :- lekkie ściany osłonowe; - 1,2,3-warstwowe elementy-ściany działowe: Pro-monta -klatka schodowa (monolityczne prefabrykowane, płyty biegowe o szer 1,2m gr 12cm oparte na spocznikach -przewody dymowe, spalinowe, wentylacyjne: wentylacja grawitacyjna. -typy budynków: podłużne punktowe 2,3-6 sekcji; poprzeczne punktowe klatkowe galeriowe, montaż swobodny, -zakres stosowania: szkoły, budynki mieszkalne, użyteczności publicznej System ZSBO:-pierwowzór SBO- systemu budownictwa ogólnego Prefabrykaty systemowe to: słupy rygle(podciągi), belki zewnętrzne, nadproża, klatki schodowe, ściany zew usztywniające, elementy dachu-siatka modularna moduł projektowy wynosi 60x120 funkcjonalny 30x30-układ podłużny i poprzeczny(rygle usytuowane poprzecznie do osi podłużnej System składa się z elementów -słup zewn. środkowy, oparty na nich prefabrykowane belki i stropy-ściana zew osłonowa może być jako element nadprożowy lub element ściany zawieszonej -długość rygla n·20, rozstaw słupów L_s; słupy skrajne (1 wspornik) środkowe (2 wsporniki)Prefabrykaty typu rygiel: belka o różnych przekrojach o wystającym zbrojeniu, (w węźle jest to cześć nad Stropy: pełne gr 16 cm, rozp do 6 m, kanałowe22 o rozpiętości 2,40-6,00m, stropy SP do 12m, strop gęsto żebrowy do 9m, typ T, TT do 15m Charakterystyka systemu ZSBO-m-wysokość kondygnacji 2,80-5,40m-słupy szer 30 cm :30x60-szkielet ciężki 30x30- szkielet lekki -siatka modularna 60x60 budynki ze stropami żelbetonowymi, 60x120-spężonymi, 120x120-budynki z obcą funkcją w parterze -rozstaw osiowy; w kierunku poprz 240x600 cm (nx60), podłużnym 240-960 cm -rygiel szer 30 cm (dolna część prefabrykowana o wysokości: -dla rozpiętości 240-360 -20cm, -480-780 -40 cm, 900- 50 cm -stropy - płyty sprężone lub kanałowe gr 22,24,26cm, szer 80,90,120,150,180,240-zakres stosowania : budynki mieszkalne z usługami w dolnej kondygnacji

---