Zespól budownictwa Ogólnego i Konstrukcji Drewnianych

Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

PROJEKT TECHNICZNY

BUDYNKU MIESZKALNEGO JEDNORODZINNEGO

Zawartość opracowania

1. Opis techniczny

2. Ocena termoizolacyjności przegród zewnętrznych

1. Ściany zewnętrzne

2. Stropodach (dach)

3. Obliczenia statyczne

1. Więźba dachowa

2. Stropodach

3. Filar ściany zewnętrznej

4. Ława fundamentowa

Rysunki

1. Rzut parteru 1:50

2. Rzut poddasza 1:50

3. Przekrój pionowy (przez klatkę schodową) 1:50

4. Rzut więźby dachowej 1:50

5. Układ belek stropowych

6. Detale i dojścia stropu do ściany

1. Rozwiązanie konstrukcyjne okapu dachu

2. Posadowienie ściany zewnętrznej na ścianie fundamentowej

3. Oparcie belek stropu na ścianie wewnętrznej i zewnętrznej

1. OPIS TECHNICZNY

• Lokalizacja

Budynek mieszkalny, jednorodzinny zlokalizowany jest w Zakopanem przy ul. XXXXXX xx

• Charakterystyka obiektu

Projektuje się budynek jedno piętrowy bez podpiwniczenia o konstrukcji ścian murowanej w technologii tradycyjnej ze stropem gęstożebrowym. Dach o konstrukcji drewnianej dwuspadowy, pokryty materiałem niepalnym dachówką ceramiczną, główne połacie o kącie nachylenia 45.

• Warunki gruntowo-wodne

Na badanym obszarze stwierdzono obecności wody gruntowej poniżej poziomu posadowienia budynku. W podłożu dokumentowanego terenu stwierdzono jedną warstwę geotechniczną. Obejmuje ona gliny i piaski gliniaste, występujące w stanie twardoplastycznym. Do obliczeń fundamentów przyjęto q_fN =0,24 [MPa]

• Układ konstrukcyjny

Budynek zaprojektowano w technologii tradycyjnej, murowanej, ze stropem gęstożebrowym TERIVA I, opartym na ścianach nośnych. Dach dwuspadowy o konstrukcji drewnianej płatwiowo - kleszczowy. Posadowienie budynku na ławach żelbetowych monolitycznych.

• Rozwiązania budowlane konstrukcyjno- materiałowe

Ławy fundamentowe

Posadowienie ław fundamentowych zaprojektowano na podsypce żwirowo-piaskowej zagęszczonej do I_D= 0,6 grubości 30 cm. Ławy betonowe z betonu B20 zbrojone stalą A0.

Ściany parteru i piętra

Konstrukcyjne ściany parteru należy wykonać z cegły ceramicznej pełnej grubości 25 cm klasy 7.5 MPa na zaprawie cem-wap marki 5 MPa. Izolacja termiczna ze styropianu o grubości 12 cm. Ścianki działowe z cegły kratówki.

Strop nad parterem i poddaszem

Strop nad parterem i poddaszem zaprojektowano jako TERIVA I o grubości części konstrukcyjnej 24 cm.

Schody

Zaprojektowano żelbetowe monolityczne schody wykonane z betonu B20 zbrojone stalą A III oraz A 0.

Konstrukcja dachu

Dach dwuspadowy, o konstrukcji płatwiowo -kleszczowej wykonany z drewna sosnowego. Krokwie dachowe o wym. 7 x 14 cm oparte na murłatach o wym. 12 x 12 cm i spięte kleszczami o wym. 2 x 5 x 14 cm na śruby M12. Płatwie dolne - murłaty zamocować śrubami M12 Ø 14 odpowiednio zakotwionymi w wieńcu stropu.

Pokrycie dachu -dachówka ceramiczna na łatach 4x5x cm i kontrłatach 3x5 cm,. Obróbki dachowe z blachy stalowej powlekanej w kolorze pokrycia dachu gr. 0,55 mm. Rynny dachowe i rury spustowe z PVC.

• Zabezpieczenie pożarowe drewna

Konstrukcja drewniana przed wybudowaniem muszą być zabezpieczone środkami trudno rozprzestrzeniającymi ogień

• Izolacja termiczna

- ścian zewn. parteru i poddasza- styropian EPS-70-040 gr. 12 cm

- strop parteru - styropian EPS-100-038 gr. 3 cm

- strop poddasza - wełna miniralna miękka gr. 20 cm.

2. OCENA TERMOIZOLACYJNOŚCI PRZEGRÓD ZEWNĘTRZNYCH

1. Ściany zewnętrzne

Zestawienie materiałów:

	d [m]	λ [W/mK]	R [m^2K/W]
Tynk cem-wap.	0,015	0,82	R1= 0,02
Cegła ceramiczna pełna	0,25	0,77	R2= 0, 32
Styropian	0,12	0,045	R3= 3,0
Tynk cem -wap.	0,015	0,82	R4 = 0,02

Opory cieplne oblicz się na podstawie wzoru:

R = d÷λ

Suma oporów cieplnych od warstw przegrody:

R_i = R₁+R₂+R₃+R₄ => R_i=0,02+0,32+3,0+0,02=3,36[m²K/W]

R_si=0,13[m²K/W]-opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody;

R_se= 0,04 [m²K/W]-opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody;

Współczynnik przenikania ciepła U=1÷R_T

R_T= R_si+ R_i+ R_se => R_T=0,13+3,36+0,04=3,53[m²K/W]

U=1÷3,53=0,28[W/m²K]

Poprawki w odniesieniu do współczynnika przenikania ciepła

ΔU= ΔU_g+ ΔU_f

ΔU_g= ΔU″(R₃÷R_T) =>ΔU_g=0,008[W/m²K]

Ponieważ płyty styropianowe będą mocowane do ściany za pomocą kleju oraz plastikowych kołków, których współczynnik przewodzenia ciepła jest mniejszy niż 1[W/mK] to zgodnie z załącznikiem D.3 Normy PN-EN ISO 6946 ΔU_f=0

Zatem: ΔU= ΔU_g+ ΔU_f=0,008[W/m²K]

Ponieważ całkowita poprawka jest mniejsza niż 3% wartości U, to możemy jej nie uwzględniać,(p. 7 Normy PN-EN ISO 6946).

Skorygowany współczynnik przenikania ciepła wynosi

U_C=U+ ΔU=0,28[W/m²K]

2. Stropodach (dach)

Obliczenia współczynnika ,,U'' dla dachu

Warstwa	D m	λ W/m*K	R m^2*K/W
Gładź cementowa Papa izolacyjna Styropian Strop Teriva I Tynk cem-wap	0,035 0,004 0,2 0,24 0,015	1,00 0,18 0,04 1,7 0,82	0,04 0,02 5 0,14 0,02
Suma:			5,22

Ze względu na kierunek strumienia cieplnego (poziomy) przyjmujemy zgodnie z p. 5.2 Normy PN-EN ISO 6946:

R_si=0,10[m²K/W]-opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody;

R_se= 0,04 [m²K/W]-opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni przegrody;

U=1/R+Ri+Re=1/5,22+0,10+0,04=0,19[W/m²K]

3. OBLICZENIA STATYCZNE

3.1 Więźba dachowa

3.1.1 Przyjęcie schematu statycznego i określenie obciążenia schematu statycznego belki wolnopodpartej obciążenie ciągłe:

Zestawienie obciążeń:

- dachówka ceramiczna 0,90 [KN/m²]

- łaty

(4,5[KN/m³] x 0,04[m] x 0,05[m])/ 0,95 [m] 0,01 [KN/m²]

- kontrłaty

(4,5[KN/m³] x 0,03[m]x 0,05 [m])/ 0,95 [m] 0,01 [KN/m²]

- krokiew

(4,5[KN/m³] x 0,07[m]x 0,14 [m])/ 0,95[m] 0,05 [KN/m²]

-płyty karton-gips

4,5[KN/m³] x0,125 [m] 0,56 [KN/m²]

-wełna mineralna

1,2 [KN/m³] x 0,1 [m] 0,12 [KN/m²]

Suma : 1,65 [KN/m²]

6.10a

q_d=1,35 x 1,65 = 2,23 [KN/m²]

q_d1= 2,23 [KN/m²] x 0,95 [m] = 2,12 [KN/m]

6.10b

q_d=1,15 x 1,65= 1,89 [KN/m²]

q_d1= 1,89[KN/m²] x 0,95 [m] = 1,80[KN/m]

-śnieg

p_k=0,576[KN/m²]

p_d=1,5 x 0,576[KN/m²] = 0,864 [KN/m²]

p_d1= 0,864 [KN/m²] x 0,95 = 0,82 [KN/m]

3.1.2 Sprawdzenie stanu naprężenia:

δ≤M/Wr ≤ f_md x k_crit

M = 1/8 x q x l² =1/8 x (1,65 [KN/m] + 0,82 [KN/m]) x (3,86)²=4,6 [KNm]

W= (bxh²) /6= (0,07x 0,14²)/6 = 2,29 x 10^-4 m³

Charakterystyka tarcicy kl. Drewna C 27=> f_mk= 27 MPa , k_mod = 0,9

f_md= (k_mod x f_mk) / γ_m

f_md= (0,9 x 27)/ 1,3 = 18,692

3.1.3 Smukłość przy ściskaniu:

_rel,m =
x
= =0,375=> k_crit = 1

E_o,mean = 12,6 MPa

G_{o, mean} = 0,75 MPa

E_0,05 = 8 GPa = 8000 MPa

M/W = 4,6 /2,29 x10^-4= 15862,9 [KN/m²]

2 Stan granicznej użytkowalności

2.1 dla obciążeń stałych

<sub>fin

net,fin</sub>

_{net,fin =} l_o/200=0,0193 m

_fin1 =
_inst x ( 1 + k_def )

_inst =
_{inst,M +
inst,T}

l_o/h= 27,571>20

= ( b x h ³)/12= 1,6 x 10^-5

_inst,M = 5/384 x (q x l⁴) / E_omean x I= 2,359 x 10^-3

Klasa użytkowania I , obciążenia krótkotrwałe stałe k_def =0,6

_fin1 =2,359 x 10^-3 (1 +0,6 ) = 3,774 x 10^-3[m]

2.2 dla obciążeń zmiennych

_inst,M =
x
= 6,022 x 10^-3[m]

Klasa użytkowania I , obciążenia krótkotrwałe zmienne k_def =0

_fin2 =6,022 x 10^-3 x(1 +0) = 6,022 x 10^-3[m]

_fin =
_fin1 +
_fin2 = 3,774 x 10^-3[m] +6,022 x 10^-3[m] = 0,0098 m<0,0193m

3.2 STROPODACH

Zestawienie obciążeń

1) stałe

• strop

-parkiet 2,2cm 0,23 [KN/m²]

-gładź cementowa 0,74 [KN/m²]

-papa 0,05 [KN/m²]

-styropian 3cm 0,01 [KN/m²]

-strop Teriva I 2,68 [KN/m²]

-tynk c-w 1,5cm 0,29 [KN/m²]

Suma: 4,00 [KN/m²]

• ścianka działowa

- mur

13,5 [KNm/m³] x 0,12 [m] 1,62 [KN/m²]

-tynk gipsowy 0,16 [KN/m²]

Suma: 1,78 [KN/m²]

2) zmienne

-użytkowe 2,00 [KN/m²]

3.2.1 Ścianka działowa równoległa do belki

Schemat statyczny:

l_eff = ln + a₁+a₂

ln = 5,75 [m]

a₁=> 0,5h = 0,5 x 0,25 => a ₁=0,12 [m]

0,5t = 0,5 x 0,24

a₂=> 0,5h = 0,5 x 0,25 => a ₂=0,12 [m]

0,5t = 0,5 x 0,24

l_eff = 5,75 +0,12 +0,12 = 5,99 [m]

Zestawienie obciążeń na belkę:

Projektujemy żebro podwójne pod ścianką działową

q₁= 1,02 x ( 0,72 - 0,12 ) + 2,81 x 0,6 + 0,12 x 0,24 x 25.0 +0,16x 0,72 +1,78 x ( 3,00-0,24) =8,051,2 [KN/m]

q₂ = 2,0 x(0,72-0,12)= 1,2 [KN/m]

6.10a 8,51 x 1,35x+ 1,2x1,5 x0,7 = 12,75 [KN/m]

6.10b 8,51 x 1,15 + 1,2 x 1,5 = 11,59 [KN/m]

6.10a Ma = 1/8 x 12,75 x 5,99²= 57,18 [KN/m] >30,75 [KN/m]

Należy zaprojektować żebro wzmocnione.

3.2.2. Ścianka działowa prostopadła do belki

Zestawienie obciążeń:

• stałe

q₁= 4,00 x 0,6 = 2,40 [KN/m]

P = 1,78 x 0,6 = 1,07 [KN]

• zmienne

q₂= 2,00 x 0,6 = 1,20 [KN/m]

6.10a

q = 2,40 x 1,35 + 1,2 x 1,5 x 0,7 = 4,50 [KN/m]

P = 1,07 x 1,35 = 1,44 [KN]

6.10b

q = 2,40 x 1,15 + 1,2 x 1,5 = 4,56 [KN/m]

P= 1,07 x 1,5 = 1,61 [KN]

Mb=⅛x 4,5 x (5,99)² + ¼ x 1,61 x 5,99 = 22,59 [KNm]

3.3 OBLICZENIA STATYCZNE FILARA ŚCIANY ZEWNĘTRZNEJ.

Ściany z cegły ceramicznej pełnej o wytrzymałości na ściskanie f_B=7,5 MPa oraz zaprawie murarskiej marki M5 o f_m=5 MPa. Kategoria wykończenia robót- B. Elementy murowe kat.=1.

1. Zbieranie obciążeń

Stałe:

Strop poddasza

- gładź cementowa 3,5cm 0,74 [KN/m²]

-papa izolacyjna 0,05 [KN/m²]

-styropian 20cm 0,09 [KN/m²]

-strop Teriva I 2,68 [KN/m²]

-tynk c-w 1,5cm 0,29 [KN/m²]

3,85 [KN/m²]

Strop międzykondygnacyjny

-parkiet 2,2cm 0,23 [KN/m²]

-gładź cementowa 0,74 [KN/m²]

-papa 0,05 [KN/m²]

-styropian 3cm 0,01 [KN/m²]

-strop Teriva I 2,68 [KN/m²]

-tynk c-w 1,5cm 0,29 [KN/m²]

4,00 [KN/m²]

-przekrój N_O

-od dachu

0,35 x 8,5 x 0,5 x 2,2 3,27 [KN]

-murłata

0,12 x 0,12 x 2,2 x 6,0 0,19 [KN]

-ściana okapowa

0,45 x 0,25 x 2,2 x 18,0 4,56 [KN]

-strop poddasza

3,85 x 5,945 x 0,5 x 2,2 25,18 [KN]

-wieniec

0,24 x 0,25 x 2,2x 25,0 3,30 [KN]

-nadproża + mur na wysokości nadproża

1,8x0,2x0,25x25,0+

(2,2-1,8)x0,2x0,25x18,0 2,59 [KN]

-filar międzyokienny + podokienny

[(2,76-0,2) x 2,2 - 1,2 x 1,5] x 0,25 x 18,0 17,24 [KN]

-okno

0,40x 1,2 x 1,5 0,72 [KN]

-tynk wew. + ościeżnica

(2,76 x2,2 -1,2 x 1,5) x 0,015 x 19,0+

+(2 x 1,2 +2 x 1,5) x0,25 x 0,015 x 19,0 1,37 [KN]

-izolacja termiczna ściany

[(0,45+3,00)x2,2-1,2x1,5]0,12x0,45 0,36 [KN]

58,78 [KN]

N_O = 58,78 [KN]

-przekrój N₁

-wieniec 3,30 [KN]

-nadproża + mur na wysokości nadproża 2,59 [KN]

-strop między piętrami

4,00 x 5,95 x 0,5 x 2,2 26,18 [KN]

-tynk na nadprożu i ościeżnicy

0,2 x 2,2x 0,015 x 19,0

+ 1,20x0,25x 0,015x 19,0 0,21 [KN]

-izolacja termiczna ściany

[(0,24+0,2) 0,12x2,2x0,45 0,05 [KN]

32,32 [KN]

N₁ = 101,1 [KN]

-przekrój N_m

-filar

0,25 x 1,0 x1,5 x18,0 6,75 [KN]

-tynk na filarze

(0,25+1,0+0,25) x 1,5 x 0,015 x 19,0 0,64 [KN]

-drzwi + okno

[(0,75x 1,50) + (0,45 x 1,5) x 0,4 0,72 [KN]

-izolacja termiczna ściany

1,00x1,5x 0,12x0,45 0,08 [KN]

7,29 [KN]

N_m = 108,39 [KN]

-przekrój N₂

- drzwi

0,75 x 0,45 x 0,4 0,14 [KN]

-podokienn

0,25 x 2,2 x 0,46 x 18 ,0

+0,25 x 1,75 x 0,6 x 18 ,0 9,28 [KN]

-tynk wew.

0,015 x (1,75 x 1,06 + 0,46 x 2,2) x 19,0 0,82 [KN]

10,24 [KN]

N₂ = 118,63 [KN]

-przekrój N_g

-wieniec 3,30 [KN]

-strop między piętrami 21,30 [KN]

-oblicówka

[0,45+2x3,0+0,24-2x1,2x1,5]x0,12x19,0 7,05 [KN]

-mur nad fundamentem

0,4 x 2,20 x 0,43 x 18 6,81 [KN]

38,46[KN]

N_g = 157,09 [KN]

Zmienne:

-śnieg

1,5[KN/m²] x 0,8 (60-45)/30 x 8,5x 0,5 x 2,2 x 0,819 4,59 [KN]

-przekrój N_O

1,5 x 5,95 x 0,5 x 2,2 9,81 [KN]

-przekrój N₁

2,0x 5,95 x0,5 x 2,2=13,09 +9,81 22,90 [KN]

N₁ = N_m = N₂ = 22,90

-przekrój N_g

22,90+13,09 35,99 [KN]

3.3.2 Kombinacja obciążeń

-przekrój D

6.10a N_os = N_od

58,78 x 1,35 + 9,81 x 1,5 x 0,7 + 4,59 x 1,5 x 0,5 = 93,10 [KNm]

6.10b N _os = 58,78 x 1,35 x 0,85 +

9,81 x 1,5 + 4,59 x 1,5 x 0,5 = 85,61 [KNm]

N_os = N_od = 93,10 [KNm]

-przekrój N_sl

6.10a N_sl = 21,37 x 1,35 + 13,09 x 1,5 x 0,7 = 42,59 [KNm]

6.10b N_sl = 21,37 x 1,35 x 0,85 + 13,09 x 1,5 = 44,16 [KNm]

N_sl,d = 44,16 [KNm]

-dla N₁

6.10a N_1d= 101,1 x 1,35 + 13,09 x 1,5 x 0,7

+ 4,59 x 1,5 x 0,5= 153,67 [KNm]

6.10b N_1d= 101,1 x 1,35 x 0,85 + 13,09 x 1,5

+ 4,59 x 1,5 x 0,5 = 139,09 [KNm]

N_1d=153,67 [KNm]

-dla N_m

6.10a N_md= 108,39 x 1,35 + 13,09 x 1,5 x 0,7

+ 4,59 x 1,5 x 0,5 = 163,51 [KNm]

N_md= 163,51 [KNm]

-dla N₂

6.10a N₂= 118,63x 1,35 + 13,09 x 1,5 x 0,7

+ 4,59 x 1,5 x 0,5 = 178,57 [KNm]

N_2d=178,71 [KNm]

N_Gd`=157,09 x1,35+35,99x1,5x0,7+4,59x1,5x0,5=253,30 KNm

3.3.3 Schemat statyczny i siły w przekroju

h_eff =
_n x
_h x h = 1,00 x1,50 x 2,76 = 4,14m

_n = 1,00

_h = 1,50

Mimośród niezamierzony

e_a = h/300= 2,76/300=0,0092 --
10mm =0,01

N_od = 93,10 [KNm]

N_sl,d= 44,76 [KNm]

N_1d=153,67 [KNm]

N_2d=178,71 [KNm]

N_md=163,51 [KNm]

M_1d = N_od x e_a + N_sl,d x (0,33 t + e_a ) = 93,10 x 0,01 + 44,76(0,33 x 0,25 + 0,01 )= 5,07[KNm]

M_2d = N_2d x e_a = 178,57 x 0,01 = 1,79[KNm]

M_md = 0,6 M_1d + 0,4 M_1d = 0,6 x 5,07 + 0,4 x 1,79 = 3,76[KNm]

3.3.4.Wymiarowanie przekrojów

-przekrój 1 ( tuż pod nadprożem)

e₁ = M_1D/N_1D=5,07/153,67 = 0,03

₁ = 1 -(2 x e₁/t) = 1 -(2x0,03)/0,25= 0,76

f_1d =N_1d/(ø₁ x A) = 153,67/(0,76x1x0,25) = 809[KPa ]

-przekrój 2

e₂ = M_2D/N_2D = 1,79/178,71 = 0,01

₁ = 1 - 1 -(2 x e₂/t) = 1 - (2x0,01)/0,25 = 0,92

f_2d = N_2d/(ø₂ x A) =178,71/(0,92x1x0,25) = 776 [KPa ]

-przekrój m

e_m = M_m/N_m = 3,76/163,51= 0,023 e_m/t= 0,023/0,25 = 0,09

h_eff/t = 4,14/0,25 = 16,56

_c,
= 700--

_m =0,52

f_m = N_m/(ø_m x A) = 163,51/0,52x1x0,25 = 1257 [KPa ]

-określenie wartości charakterystycznych

f_d =

_m = 2,0

A=1,0 x 0,25 = 0,25[m²] --

_A = 1,01

f_k = 1257 x 2,0 x 1,1 = 2765 [KPa ]

f_b = 7,5 [MPa] f_m = 5 [MPa] --
f_k = 3,0
2,765 [Mpa]

Warunek został spełniony

3.4 OBLICZENIA STATYCZNE ŁAWY FUNDAMENTOWEJ.

g_r « m x g_fn

3.4.1 Szerokość ławy fundamentowej:

N_GD=N_GD`/2,53 =253,30 /2,53=100,11 [KNm]

q_ro= N_GD/B` => B`= N_GD/ q_ro =100,11/(0,81x0,24x10³)= 0,52[m]

B= B` x1,1= 0,52 x1,1=0,57m=> B=0,6[m]

3.4.2 Wysokość ławy fundamentowej

f_ctd<M_A/W_A

M_A=( N_GD x a²) / B x 2 = [100,11 x (0,6-0,25)²]/ 0,6 x 2 = 10,22 [KNm]

W_A= h² / 6

h²>6M/f_ctd h=0,32 m => h=0,35 [m]

Sprawdzenie nośności podłoża:

g_r « m x g_fn

g_r= N_RD/B

N_RD=N_GD + G_d

G = ξ x D_min x B

G = 22,0 x 0,5 x 0,6 = 6,6 [KNm]

G_d=1,35 x g = 1,35x 6,6= 8,91 [KNm]

N_RD=100,11 + 8,91 = 109,02[KNm]

g_r=109,02 / 0,6 = 181,70 [kPa] < 0,81 x 240 =194,44 [kPa]

17

---