Spis treści

1. Opis techniczny projektu

2. Zaprojektowanie krokwi

3. Zaprojektowanie płatwi

4. Zaprojektowanie miecza

5. Zaprojektowanie słupa

6. Zaprojektowanie stropu

7. Zaprojektowanie stopy fundamentowej

8. Ławy fundamentowej

9. Zaprojektowanie izolacji cieplnej

1. Opis techniczny projektu

Projektowany budynek zlokalizowany jest w Olsztynie. Zgodnie z danymi zawartej w polskiej normie znajduje się on w III strefie śniegowej.

Elementy konstrukcyjne drewniane, jak krokwie, płatwie słupy, miecze zostały wykonane z drewna sosnowego klasy C35.

Zastosowano izolacje z wełny mineralne zarówno na poddaszu jak i izolując ściany zewnętrzne.

Stropy zastosowane w budynku typu Teriva II.

Ściany nośne wykonane są z cegły kratówki K-1. Dach pokryty jest dachówką bitumiczną. Stropy zastosowane w budynku typu Teriva II.

Budynek osadzony jest na fundamentach i stopie fundamentowej posadowionych bezpośrednio w gruncie jednorodnym –Piasek średni, zagęszczony, wilgotny.

Elementy betonowe został wykonane z betony klasy C16/20.

Budynek składa się z części biurowo/mieszkalnej z podpiwniczeniem oraz części magazynowej.

1. Zaprojektowanie krokwi

Schemat

2.1 Ustalanie schematu statycznego krokwi

Przy małych kątach pochylenia połaci dachowej wartość siły zginającej w stosunku do siły ściskającej jest znacznie większa, dlatego też potraktowano krokiew jako belkę zginaną. Podporami dla projektowanej krokwi są płatew i murłata. Przy czym osie tych elementów to teoretyczne punkty podparcia krokwi.

Ponieważ kąt (pochylenia połaci) jest niewielki, a w dalszych obliczeniach wzięto pod uwagę reakcje pionowe, a nie prostopadłe do krokwi to projektowaną krokiew zrzutujemy na płaszczyznę poziomą.

Przyjęto, że schemat statyczny krokwi to:

-Belka pozioma jednoprzęsłowa, swobodnie podparta, obciążona obciążeniem ciągłym równomiernie rozłożonym na całej powierzchni belki.

Krokiew zaprojektowano w przekroju prostokątnym, ze względu na możliwość wyboczenia zastosowano ułożenie kroki w sposób w którym szerokość jest mniejsza od wysokości.

Zaproponowano krokiew o wymiarach

B_k =0.09m

H_k =0.27m

Rozstaw krokwi a_k =1.2m

2.2 Zebranie obciążeń działających na krokiew

ciężar własny krokwi:

ciężar deskowania:

obciążenie od pokrycia (Dachówka bitumiczna ):

obciążenie od izolacji ( wełna mineralna ):

Obciążenie od podsufitki

Suma oddziaływań stałych dla krokwi:

=1.09

Suma obliczeniowych wartości

2.3 Ustalenie obciążeń zmiennych o wartościach charakterystycznych działających na krokiew:

1. Obciążenie śniegiem

Norma: PN-EN 1991-1-3

$$S_{k} = \ \mu_{i} \bullet C_{e} \bullet C_{t} \bullet s_{k}\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack$$

gdzie:

μ_i – współczynnik kształtu dachu

C_e – współczynnik ekspozycji

C_t - współczynnik termiczny

s_k - wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem gruntu, $\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack$

• Dla dachu dwupołaciowego, dwuspadowego o kącie spadku α≤30°:

μ₁ = 0, 8

• Współczynnik termiczny związany z ewentualną wymianą ciepła z budynku przez dach:

C_t = 1, 0

• Dla terenu normalnego (obszary, na których nie występuje znaczące przenoszenie śniegu przez wiatr na budowle z powodu ukształtowania terenu, innych budowli lub drzew)

C_e = 0, 8

• Dla Olsztyna, będącego w trzeciej strefie obciążenia śniegiem gruntu:

$$s_{k} = 1,2\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack$$

Po podstawieniu

$$S_{k} = 0,8*0,8*1*1,2 = 0,77\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{2}} \right\rbrack$$

$$q_{k_{1}} = 0,77 \bullet 1,20 = 0,92\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Suma obliczeniowych wartości

$$q_{d1} = q_{k_{1}} \bullet 1,50 = 1,38\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

2.4. Kombinowane obciążenie

$$\text{\ q}_{\text{a\ max}} = g_{d1}{*0,7 + q}_{d1} = 2,35\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ q}_{\text{b\ max}} = g_{d1}{*0,85 + q}_{d1} = 2,56\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Do dalszych obliczeń wybiera się q_{b max} ponieważ ma większą wartość

2.5 Wyznaczenie najkorzystniejszego momentu zginającego krokiew

Ustalono dwa możliwe do przyjęcia schematy statyczne krokwi jako belki. Należy sprawdzić który z wariantów daje niekorzystniejszy moment zginający.

1. Geometria krokwi

Długość krokwi

$$l_{k} = b - \frac{d}{2} + \frac{m}{2}\ \left\lbrack m \right\rbrack$$

gdzie:

l_k - długość krokwi

b = 5.7 m - odległość między osią płatwi a osią ściany zewnętrznej

d = 0.25 m- grubość muru (ściany zewnętrznej)

m = 0.1 m - szerokość murłaty

$$\text{\ l}_{k} = 5,7 - \frac{0.25}{2} + \frac{0.1}{2} = 5,65\ \left\lbrack m \right\rbrack$$

• Długość wspornika przyjęto 0,5m

Momenty zginające policzono w programie Soldis

Wykres dla belki bez wspornikiem

Wykres dla belki ze wspornikiem

Do dalszych obliczeń przyjęto wariant belki bez wspornika, gdyż ma większą wartość momentu, co jest sytuacją mniej korzystną

6. Sprawdzenie kryteriów

Sprawdzenie SGN (Stanu Granicznego Nośności)

Sprawdzenie SGN polega na wykazaniu, że w każdym przekroju konstrukcji spełniony jest warunek:

σ_m, d ≤ f_m, d [MPa]

• f_m, d  – wytrzymałość na zginanie, wartość obliczeniowa [MPa]

$$f_{m,d\ } = \frac{f_{m,k\ } \bullet k_{\text{mod}}}{\gamma_{M}}$$

f_m, k  = 35 [MPa] – wytrzymałość na zginanie, wartość charakterystyczna odpowiadająca klasie drewna,

k_mod = 0, 8 – częściowy współczynnik modyfikacyjny uwzględniający wpływ na właściwości wytrzymałościowe czasu trwania obciążenia i zawartości wilgoci w konstrukcji. Zależy od klasy użytkowania konstrukcji i czasu trwania obciążenia,

γ_M = 1, 35 – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału.

$$f_{m,d\ } = \frac{35 \bullet 0,8}{1,35} = 21,54\ \lbrack MPa\rbrack$$

• σ_m, d - naprężenia zginające [MPa]

$$\sigma_{m,d} = \frac{{M_{\max}}_{k}}{W}$$

W – wskaźnik wytrzymałości przekroju,

$$W = \frac{a_{k} \bullet h_{k}^{2}}{6} = 0,000758\ \left\lbrack m^{3} \right\rbrack$$

$$\sigma_{m,d} = \frac{10,04}{0,000758\ } = 9,18\lbrack MPa\rbrack$$

$$\frac{\sigma_{m,d}}{f_{m,d\ }} = 0,43$$

9, 18 ≤ 21, 54 [MPa] 

Dane zaprojektowane dla danej krokwi spełniają wymagania SGN

2.7 Sprawdzenie SGU (k) - Stanu Granicznego Użytkowalności

Sprawdzenie SGU polega na wykazaniu, że dla każdej kombinacji obciążeń charakterystycznych końcowe ugięcie jest nie większe od ugięcia granicznego.

U_fin ≤ U_net, fin  [m]

$$U_{\text{instG}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{\left( \sum_{i = 1}^{5}g_{k_{i}} \right)_{k} \bullet l_{k}^{4}}{E_{0,mean} \bullet J}$$

E_0, mean = 13 • 10⁶[kPa] (dla drewna C35) - średni moduł sprężystości wzdłuż włókien, zależy od klasy drewna,

U_fin – ugięcie końcowe krokwi [m]
U_net,fin – ugięcie graniczne krokwi [m]
U_inst – ugięcie doraźne krokwi [m]
K_def – współczynnik uwzględniający przyrost przemieszczeń w czasie (dla projektu odczytano – 0.6)
J – moment bezwładności przekroju krokwi [m⁴]

$$J = \frac{a_{k} \bullet h_{k}^{3}}{12}\ \left\lbrack m^{4} \right\rbrack$$

Po podstawieniu wartości:

$$J = \frac{0,09 \bullet {0,27}^{3}}{12} = 0,00015\ \left\lbrack m^{4} \right\rbrack$$

$$U_{\text{instG}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{1,03 \bullet {5,6}^{4}}{13 \bullet 10^{6} \bullet 0,00015} = 0,0069\lbrack m\rbrack$$

U_finG = 0, 0069 • (1+0,6) = 0, 0110[m]

$$U_{\text{instQ}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{\left( \sum_{i = 1}^{5}q_{k_{i}} \right)_{k} \bullet l_{k}^{4}}{E_{0,mean} \bullet J}$$

$$U_{\text{instQ}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{0,92 \bullet {5,6}^{4}}{13 \bullet 10^{6} \bullet 0,00015} = 0,0061\lbrack m\rbrack$$

U_finQ = 0, 0069 • (1+0,0) = 0, 0061[m]

U_fin = U_finQ + U_finG = 0, 0061 + 0, 0110 = 0, 0171

$$U_{net,fin} = \frac{l_{k}}{250}\ \lbrack m\rbrack$$

$$U_{net,fin} = \frac{5,6}{250} = 0,0224\ \lbrack m\rbrack$$

0, 0171 ≤ 0, 0224  [m] 

Zaprojektowany przekrój krokwi spełnia SGU

1. Płatew

Stosowano obliczenia uproszczone przy których założono, że płatew jest belką jednoprzęsłową swobodnie podpartą na mieczach. Siły skupione od reakcji krokwi potraktowano jako obciążenie ciągłe. Przyjęto przekrój płatwi: szerokość - 13 cm, wysokość – 26 cm.

Fragment przekroju konstrukcji nośnej dachu

l_p = 3 • a = 3 • 1, 2 = 3, 6 [m]

Zebranie oddziaływań

Ciężar własny płatwi

a_p  :  h_p = 1  : 2 = 0, 13  : 26 m

$$\left( g_{k_{1}} \right)_{p} = a_{p} \bullet h_{p} \bullet \gamma_{\text{obj}}^{\text{dr}}\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

gdzie:

a_p = 0, 13 m -szerokość płatwi

h_p = 026 m – wysokość płatwi

$\gamma_{\text{obj}}^{\text{dr}} = 4,8\ \frac{\text{kN}}{m^{3}}$ - ciężar objętościowy drewna C35

$$\left( g_{k_{1}} \right)_{p} = 0,13 \bullet 0,26 \bullet 4,8 = 0,16\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Wartość obliczeniowa:

$$\left( g_{d_{1}} \right)_{p} = \left( g_{k_{1}} \right)_{p} \bullet \gamma_{f}\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

gdzie:

γ_f = 1, 35  - współczynnik bezpieczeństwa

$$\left( g_{d_{1}} \right)_{p} = 0,16 \bullet 1,35 = 0,22\ \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

„Od krokwi”

Przekrój poprzeczny:

V = V_A^I = V_B^I = 7, 17 [kN]

P = 2 • V = 14, 34 [kN]

$$\left( g_{d_{2}} \right)_{p} = \frac{3 \bullet P}{l_{p}} = \frac{3 \bullet P}{3 \bullet ak} = \frac{2 \bullet V}{\text{ak}} = 12.06\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Suma oddziaływań

$${q_{\max}}_{p} = \left( \sum_{i = 1}^{2}g_{d_{i}} \right)_{p} = 12,28\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Sprawdzenie kryteriów

Sprawdzenie SGN (d) - Stanu Granicznego Nośności

Sprawdzenie SGN polega na wykazaniu, że w każdym przekroju konstrukcji spełniony jest warunek:

σ_m, d ≤ f_m, d [MPa]

gdzie:

• f_m, d  – wytrzymałość na zginanie, wartość obliczeniowa [MPa]

$$f_{m,d\ } = \frac{f_{m,k\ } \bullet k_{\text{mod}}}{\gamma_{M}}$$

gdzie:

f_m, k  = 35 [MPa] – wytrzymałość na zginanie, wartość charakterystyczna odpowiadająca klasie drewna,

k_mod = 0, 8 – częściowy współczynnik modyfikacyjny uwzględniający wpływ na właściwości wytrzymałościowe czasu trwania obciążenia i zawartości wilgoci w konstrukcji. Zależy od klasy użytkowania konstrukcji i czasu trwania obciążenia,

γ_M = 1, 3 – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału.

$$f_{m,d\ } = \frac{35 \bullet 0,8}{1,3} = 21,54\ \lbrack MPa\rbrack$$

• σ_m, d - naprężenia zginające [MPa]

$$\sigma_{m,d} = \frac{{M_{\max}}_{p}}{W}$$

gdzie:

M_maxp - maksymalny moment zginający płatew [kNm]

W – wskaźnik wytrzymałości przekroju

$${M_{\max}}_{p} = \frac{{q_{\max}}_{p} \bullet l_{p}}{8} = \frac{12,17 \bullet {3,6}^{2}}{8} = 19,89\ \lbrack kNm\rbrack$$

$$W = \frac{a_{p} \bullet h_{p}^{2}}{6} = \frac{0,13 \bullet {0,26}^{2}}{6} = 0,001465\ \left\lbrack m^{3} \right\rbrack$$

$$\sigma_{m,d} = \frac{19,72}{0,001465}/1000 = 13,58\ \lbrack MPa\rbrack$$

$$\frac{\sigma_{m,d}}{f_{m,d\ }} = 0,63$$

13, 46 ≤ 21, 54 [MPa] 

Płatew o przekroju kołowym

Zebranie oddziaływań

Ciężar własny płatwi

Płatew wykonana jest z drewna sosnowego klasy C35 o średnicy d=0.25m

$$g_{k1} = \frac{\pi d^{2}}{4} \bullet \gamma_{\text{obj}}^{\text{dr}} = \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

$\gamma_{\text{obj}}^{\text{dr}} = 4,8\ \frac{\text{kN}}{m^{3}}$ - ciężar objętościowy drewna C35

$$g_{k1} = 0.23\left\lbrack \frac{kN}{m} \right\rbrack$$

Wartość obliczeniowa

$$g_{d1} = g_{k1} \bullet \gamma_{f} = \left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack\ $$

γ_f = 1, 35  - współczynnik bezpieczeństwa

$$g_{d1} = 0.23 \bullet 1.35 = 0.32\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Obciążenie od krokwi

V = V_A^I = V_B^I = 7, 17 [kN]

P = 2 • V = 14, 34 [kN]

$$\left( g_{d_{2}} \right)_{p} = \frac{3 \bullet P}{l_{p}} = \frac{3 \bullet P}{3 \bullet ak} = \frac{2 \bullet V}{\text{ak}} = 12,06\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Suma oddziaływań

$${q_{\max}}_{p} = \left( \sum_{i = 1}^{2}g_{d_{i}} \right)_{p} = 12,28\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

Sprawdzenie kryteriów

f_m, d  – wytrzymałość na zginanie, wartość obliczeniowa [MPa]

$$f_{m,d\ } = \frac{f_{m,k\ } \bullet k_{\text{mod}}}{\gamma_{M}}$$

gdzie:

f_m, k  = 35 [MPa] – wytrzymałość na zginanie, wartość charakterystyczna odpowiadająca klasie drewna,

k_mod = 0, 8 – częściowy współczynnik modyfikacyjny uwzględniający wpływ na właściwości wytrzymałościowe czasu trwania obciążenia i zawartości wilgoci w konstrukcji. Zależy od klasy użytkowania konstrukcji i czasu trwania obciążenia,

γ_M = 1, 35– częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału.

$$f_{m,d\ } = \frac{35 \bullet 0,8}{1,35} = 21,54\ \lbrack MPa\rbrack$$

• σ_m, d - naprężenia zginające [MPa]

$$\sigma_{m,d} = \frac{{M_{\max}}_{p}}{W}$$

M_maxp - maksymalny moment zginający płatew [kNm]

W – wskaźnik wytrzymałości przekroju

$${M_{\max}}_{p} = \frac{{q_{\max}}_{p} \bullet l_{p}}{8} = \frac{12,06 \bullet {3,6}^{2}}{8} = 19.53\ \lbrack kNm\rbrack$$

$$W = \frac{\pi \bullet d^{3}}{32} = \frac{\pi \bullet {0,25}^{3}}{32} = 0,001534\ \left\lbrack m^{3} \right\rbrack$$

$$\sigma_{m,d} = \frac{19,72}{0,001534\ }/1000 = 12.74\ \lbrack MPa\rbrack$$

$$\frac{\sigma_{m,d}}{f_{m,d\ }} = 0,59$$

Stosunek $\frac{\sigma_{m,d}}{f_{m,d\ }}\ $w płatwi o przekroju prostokątnym ma lepszy (większy) wskaźnik wytrzymałościowy. Do dalszych obliczeń wybrano przekrój prostokątny

Sprawdzenie SGU(k) - Stanu Granicznego Użytkowalności

U_fin ≤ U_net, fin

$$J = \frac{0,13 \bullet {0,26}^{3}}{12} = 0,000190\ \left\lbrack m^{4} \right\rbrack$$

$$U_{\text{instG}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{4,96 \bullet {3,6}^{4}}{13 \bullet 10^{6} \bullet 0,000190} = 0,0044\lbrack m\rbrack$$

U_finG = 0, 0044 • (1+0,6) = 0, 0070[m]

$$U_{\text{instQ}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{\left( \sum_{i = 1}^{5}q_{k_{i}} \right)_{k} \bullet l_{k}^{4}}{E_{0,mean} \bullet J}$$

$$U_{\text{instQ}} = \frac{5}{384} \bullet \frac{4,30 \bullet {3,6}^{4}}{13 \bullet 10^{6} \bullet 0,000190} = 0,0038\lbrack m\rbrack$$

U_finQ = 0, 0069 • (1+0,0) = 0, 0038[m]

U_fin = U_finQ + U_finG = 0, 0038 + 0, 0070 = 0, 0108

$$U_{net,fin} = \frac{3,6}{250} = 0,0144\ \lbrack m\rbrack$$

0, 0108 ≤ 0, 0144

Zaprojektowany przekrój płatwi o przekroju prostokątnym spełnia warunek SGU.

1. Zaprojektowanie Miecza

Miecze są to elementy konstrukcyjne przenoszące obciążenia od płatwi na słup. Połączenie miecza z płatwią z ze słupem można wykonać za pomocą wrębów lub doczołowo i przymocować gwoździami lub śrubami. W projekcie wykonano połączenie na wręby na poddaszu, natomiast w części magazynowej słup z mieczem połączony jest doczołowo.

Miecz zbiera obciążenie z długości równej 2a_k

a_k – odległość między krokwiami

Siłą wypadkowa działająca na miecz

N_d = a_m² • h_m • γ_obj^dr • γ_f [kN],

$$h_{m} = \frac{1.2}{cos(45)} = 1.69\lbrack m\rbrack$$

Dodaję do h_m długość potrzebną na zamocowanie we wrębie przyjęto 0.02m co jest minimalną wartością montażową

Całkowite h_m = 1.71[m]

N_d = 0, 1² • 1, 71 • 4, 8 • 1, 35 = 0, 111 [kN]

1. Zaprojektowanie słupa

Ustalenie schematu statycznego poddasza

Zebranie obciążeń

„Od krokwi”

N_d1 = 5 • P = 10 • V [kN]

N_d1 = 10 • 7, 1720 = 71, 72 [kN]

Ciężar własny płatwi

N_d2 = a_p • h_p • 5c • γ_obj ^dr • γ_f [kN]

N_d2 = 0, 13 • 0, 26 • 5 • 1, 2 • 4, 8 • 1, 35 = 1, 31[kN]

Obciążenie od mieczy (2 szt.)

Zaprojektowano miecz o przekroju poprzecznym b_m  :  b_m 

b_m = 0, 1 [m]

N_d3 = b_m² • h_m • γ_obj^dr • γ_f [kN],

N_d3 = 0, 1² • 1, 71 • 4, 8 • 1, 35 = 0, 111 [kN]

Ponieważ obciążenia pochodzi od 2 sztuk:

2 • N_d3 = 0, 109 • 2 = 0, 222[kN]

Głębokość wrębu wynosi 0.02m

Miecze połączone są ze słupem za pomocą wrębów czołowych to w przekroju α-α powstają osłabienia przekroju słupa

Sprawdzenia czy przekrój osłabienia słupa spełnia warunek $b_{s}^{'} \geq \frac{b_{s}\ }{2}$

$$0.16\lbrack m\rbrack \geq \frac{0.2}{2}\lbrack m\rbrack$$

Przekrój osłabienia spełnia warunek

Pole osłabienia musi spełniać warunek.

A_osl ≤ 0.25A_slup

0.004[m²]≤0.016[m²]

Warunek jest spełniony

Ciężar własny słupa

Zaprojektowano słup o przekroju poprzecznym a_s  :  a_s 

b_s = 0, 2 [m]

N_d4 = b_s² • h_s • γ_obj^dr • γ_f [kN]

gdzie:

Wysokość słupa:

h_s = 2, 41[m]

Po podstawieniu:

N_d4 = 0, 2² • 2, 41 • 4, 8 • 1, 35 = 0, 62[kN]

Suma działająca na słup

Warunek na SGN:

W celu odczytania współczynnika k_c obliczono następujące wielkości według wzorów:

1,75≤15,38 -> Warunek na SGN jest spełniony

Cześć B-B

Warunek na SGN:

W celu odczytania współczynnika k_c obliczono następujące wielkości według wzorów:

2,38≤15,38 -> Warunek na SGN jest spełniony

Magazyn

Zmienia się jedynie ciężar od mieczy ora ciężar własny słupa

Od krokwi”

N_d1 = 5 • P = 10 • V [kN]

N_d1 = 10 • 7, 1720 = 71, 72 [kN]

Ciężar własny płatwi

N_d2 = a_p • h_p • 5c • γ_obj ^dr • γ_f [kN]

N_d2 = 0, 13 • 0, 26 • 5 • 1, 2 • 4, 8 • 1, 35 = 1, 31[kN]

Obciążenie od mieczy (2 szt.)

Zaprojektowano miecz o przekroju poprzecznym b_m  :  b_m 

b_m = 0, 1 [m]

N_d3 = b_m² • h_m • γ_obj^dr • γ_f [kN],

N_d3 = 0, 1² • 1, 71 • 4, 8 • 1, 35 = 0, 111 [kN]

Ponieważ obciążenia pochodzi od 2 sztuk:

2 • N_d3 = 0, 109 • 2 = 0, 222[kN]

Głębokość wrębu wynosi 0.02m

Sprawdzenia czy przekrój osłabienia słupa spełnia warunek $b_{s}^{'} \geq \frac{b_{s}\ }{2}$

$$0.16\lbrack m\rbrack \geq \frac{0.2}{2}\lbrack m\rbrack$$

Przekrój osłabienia spełnia warunek

Pole osłabienia musi spełniać warunek.

A_osl ≤ 0.25A_slup

0.004[m²]≤0.016[m²]

Warunek jest spełniony

Ciężar własny słupa

Zaprojektowano słup o przekroju poprzecznym a_s  :  a_s 

b_s = 0, 2 [m]

N_d4 = b_s² • h_s • γ_obj^dr • γ_f [kN]

gdzie:

Wysokość słupa:

l_s = 7, 31[m]

Po podstawieniu:

N_d4 = 0, 2² • 7, 31 • 4, 8 • 1, 35 = 1, 89[kN]

Suma działająca na słup

Warunek na SGN:

W celu odczytania współczynnika k_c obliczono następujące wielkości według wzorów:

10.67≤15,38 -> Warunek na SGN jest spełniony

1. Zebranie obciążeń na stropy:

Strop – pozioma przegroda oddzielająca kondygnacje. Przenosi: ciężar własny, ciężar podłogi, ciężar ścian działowych oraz obciążenie użytkowe. W projekcie zastosowano Teriva II

1. Zebranie obciążeń stałych:

a) Ciężar własny stropu (strop Teriva II):

b) Obciążenie od podłogi:

c) Obciążenie od podłogi:

d) Obciążenie od ścianek działowych (karton-gips)

e) obciążenie użytkowe

pomieszczenie biurowe przyjmuje wartość obciążenia 2.00

$$X = \sum_{}^{}{g_{k} + \sum_{}^{}q_{k}}$$

X = 1.1+0.4+0.8+2=4.3

W pierwszym etapie projektowania został założony strop Fert 45, lecz nie spełnił wymagań nośności. Zastosowano inny typ stropu Teriva II

Podstawa do projektowania fundamentu wartość Y będzie używana na następnych etapach projektowania

$$Y = \sum_{}^{}{g_{k} + \sum_{}^{}q_{k}}$$

Y = 5.4+ 1.48+0.54+1.2+3=11.65

1. Projekt stopy fundamentowej

Założono wymiary stopy fundamentowej B_s = L_s = 1m

Zebranie obciążeń

Od słupa

$$F_{1d} = \sum_{1}^{4}{\frac{N_{d}}{5_{\text{ak}}} \bullet 1\left\lbrack \text{kN} \right\rbrack}$$

F_1d = 75, 14[kN]

Ciężar własny stopy

F_2d = B_s • L_s • h_s • γ_obj • γ_f [kN]

F_2d = 3, 97[kN]

Sprawdzenie kryteriów wytrzymałości dla stopy fundamentowej

1^o

$$h_{s} \geq 1.8 \bullet \sqrt{\frac{3.5 \bullet \sigma}{f_{\text{ctk}}} \bullet s}$$

f_ctk − Wytrzymalosc betonu na rozciaganie o wartosci charakterystycznej 

s-szerokość odsadzki

σ -naprężenie ściekające

f_ctk dla betonu C16/20 = 1.3 [MPa]

$$\sigma = \frac{F_{1d}}{B_{s} \bullet L_{s}}\lbrack MPa\rbrack$$

Podstawiając wartości do wzoru końcowego

h_s ≥ 0, 34 ≈ 0, 35[m]

2^o kryterium wytrzymałości

h_s ≥ 0.3 • (l_s − B_s)

l_s − dlugosc slupa

B_s − szerokosc stopy

h_s = 0.24[m]

W pierwszym sprawdzeniu wysokość stopy wyniosła 0.35m co coś wartością większą niż w 2 sprawdzeniu, dlatego przyjęto tą wysokość jako projektową.

Sprawdzanie stanu granicznego nośności:

Dla prostych przypadków posadowienia tzn., gdy składowa pozioma działająca na fundament nie przekracza 10% składowej pionowej, budowla nie jest usytuowana na zboczu lub w jego pobliżu, nie planuje się głębokich wykopów obok lub zmian poziomów wody gruntowej oraz mimośród siły jest niewielki można przeprowadzić sprawdzanie SGN metodą uproszczoną.

Gdzie:
q_r,s – średnia obliczeniowa obciążenia jednostkowego, jednowarstwowego podłoża pod fundamentem
q_f,m – średni obliczeniowy opór jednostkowy podłoża
m – współczynnik korygujący uwzględniający metodę obliczeniową

Przyjęto przekrój ławy:
B = 1.1 [m]
h = 0.5 [m]
D_min = 0.5 [m]
L= 1 [m]

Gdzie:
L=1 [m] – długość stopy

B=1[m] – szerokość stopy

B/L=1
ρ_D^(r)= ρ_B^(r) – gęstość gruntu obok i pod fundamentem, przyjmujemy, że są takie same
N_D, N_B – współczynnik obciążenia, współczynnik nośności wyznaczany na podstawie kąta tarcia wewnętrznego gruntu

Obliczenie N_D, N_B:
Odczytano z normy na podstawie poniższych danych i obliczeń:

I_D - stopień zagęszczenia gruntu: 0.5

wyznaczanie kąta natarcia:

Z normy odczytano N_D = 18.4; N_B = 7.55

=285.33

Sprawdzenie zależności:

Założenia spełniają wymagania projektu

1. Projekt ławy fundamentowej

1) Zebranie obciążeń działających na ławę fundamentową obciążenia od dachu:

2) obciążenia od stropu 1:

3)ciężar ściany nr 1:
Ściana wykonana jest z cegły kratówki o ciężarze objętościowym równym 14 [kN/m³]

4) obciążenia od stropu nad piwnicą został wykonany analogicznie jak strop nr1

5) obciążenia od ściany nr 2 w piwnicy

6) obciążenia od odsadzki

7) ciężar własny ławy

Obciążenia obliczono jako siłę skupioną działającą na 1 metr bieżący ławy:

275,10

Sprawdzanie stanu granicznego nośności:

Dla prostych przypadków posadowienia tzn., gdy składowa pozioma działająca na fundament nie przekracza 10% składowej pionowej, budowla nie jest usytuowana na zboczu lub w jego pobliżu, nie planuje się głębokich wykopów obok lub zmian poziomów wody gruntowej oraz mimośród siły jest niewielki można przeprowadzić sprawdzanie SGN metodą uproszczoną.

Gdzie:
q_r,s – średnia obliczeniowa obciążenia jednostkowego, jednowarstwowego podłoża pod fundamentem
q_f,m – średni obliczeniowy opór jednostkowy podłoża
m – współczynnik korygujący uwzględniający metodę obliczeniową

Przyjęto przekrój ławy:
B = 1.1 [m]
h = 0.5 [m]
D_min = 0.6 [m]
L= 1 [m]

Gdzie:
L=l₁=7 [m] – długość ławy fundamentowej w części podpiwniczonej
B/L=0 ponieważ l₁>5×B
ρ_D^(r)= ρ_B^(r) – gęstość gruntu obok i pod fundamentem, przyjmujemy, że są takie same
N_D, N_B – współczynnik obciążenia, współczynnik nośności wyznaczany na podstawie kąta tarcia wewnętrznego gruntu

Obliczenie N_D, N_B:
Odczytano z normy na podstawie poniższych danych i obliczeń:

I_D - stopień zagęszczenia gruntu: 0.5

wyznaczanie kąta natarcia:

Z normy odczytano N_D = 18.4; N_B = 7.55

Sprawdzenie zależności:


Warunek SGN spełniony. Przekrój ławy: B=1.1[m]; h=0.5[m]; D_min=0.6[m] jest prawidłowy.

1. Projekt izolacji cieplnej

1) Obliczenie grubości warstwy wełny mineralnej:

1 - Tynk wewnętrzny (gładź gipsowa):
d₁=0.01 [m], λ₁=0.52
2 – Ściana murowana z cegły kratówki:
d₂=0.25 [m], λ₁=0.44

3 – Izolacja termiczna (wełna mineralna):
d₃=0,2[m], λ₁=0.042
4 – Tynk zewnętrzny (cementowo – wapienny):
d₄=0.015 [m], λ₄=0.82

Gdzie:
d – grubość warstwy ściany [m]
λ - gęstość ustalonego strumienia ciepła przewodzonego przez przegrodę o grubości 1[m] przy różnicy temperatury 1 K.

Aktualne rozporządzania określa =0,2

Opory cieplne poszczególnych warstw przegrody:

Dla parametrów powyżej współczynnik przenikania ciepła dla ściany wynosi

0.19

Sprawdzenie poprawności zaprojektowanej izolacji:

Sprawdzenie poprawności zaprojektowanej izolacji polega na wyznaczeniu głębokości przemarzania w przegrodzie. Aby uznać izolację za poprawną, punkt ten powinien znajdować się w warstwie izolacyjnej. Gdyby było inaczej tynki, bądź mur ściany byłyby narażone na ciągłe zamrażanie i odmrażanie co powodowałoby szybsze starzenie i niszczenie się materiału z którego są wykonane.

Powyższa izolacja została zaprojektowana poprawnie, gdyż strefa przemarzania znajduje się warstwie izolacji