Układy konstrukcyjne i ustroje nośne budynków.
Zespół elementów konstrukcyjnych, które współpracują w przenoszeniu obciążeń działających na dany obiekt budowlany, składa sie na jego ustrój nośny.
Ustrój nośny dzieli się na:
szkieletowy - czyli złożony z przestrzennego układu słupów i płyt (szkielet słupowopłytowy) lub słupów i belek (szkielet słupowo-belkowy), lub ram.
ścianowy - czyli złożony ze ścian i stropów
mieszany - (ścianowo-szkieletowy) złożony ze ścian i szkieletu np. słupowo-płytowego.
Ponad to wyróżniamy ustroje nośne - szkieletowo-trzonowe, trzonowe i powłokowe.
W zależności od usytuowania elementów nośnych rozróżnia się cztery układy konstrukcyjne budynków:
układ podłużny - Ściany nośne usytuowane są równolegle do podłużnej osi budynku. Ściany lub podciągi oparte są na słupach, dzielą budynki trakty. Stropy ułożone są w kierunku poprzecznym i oparte na ścianach lub podciągach.
układ poprzeczny - Ściany nośne usytuowane są prostopadle do podłużnej osi budynku i dzielą go na segmenty.
układ krzyżowy - Stropy opierają się na ścianach podłużnych i poprzecznych. Stosuje się płyty krzyżowo-zbrojone oparte na całym obwodzie lub trzech krawędziach.
układ mieszany - Stanowi kompilację dwóch lub trzech wyżej wymienionych podstaw układów konstrukcyjnych.
Wykopy szerokoprzestrzenne, i ich zabezpieczenia.
Wykop pod fundament należy wykonywać tak, aby nie naruszyć struktury gruntu rodzimego poniżej podstawy fundamentu. Rozróżnia się: wykopy szerokoprzestrzenne, wąskoprzestrzenne i jamiste. Przyjmuje się, że pierwsze występują wtedy, gdy głębokość ich jest mniejsza od szerokości, drugie gdy jest większa. Praktycznie do wykopów szerokoprzestrzennych zalicza się wykopy o szerokości dna większej niż 1,5 m. Wykopy wąskoprzestrzenne mają szerokość dna wykopu mniejszą od 1,5 m. Korzysta się z nich pod ławy fundamentowe w budynkach niepodpiwniczonych oraz do układania przewodów instalacyjnych, drenażu itp. Wykopy jamistek, gdy powierzchnia dna nie przekracza 9 m2 jeżeli wykonuje się je mechanicznie i 2,5m2 jeżeli wykonuje się je ręcznie. Jeżeli budynek jest niepodpiwniczony, to z całego terenu zdejmuje się warstwę ziemi grubości 20-30 cm, a wykopy wykonuje się tylko pod ściany i ławy fundamentowe. Szerokość tych wykopów powinna być większa od szerokości ławy fundamentowej o 5-10 cm od strony zewnętrznej (dla swobody) i około 30 cm od strony wewnętrznej, aby można było stać swobodnie na dnie wykopu przy układaniu cegieł w murze. Dla budynków podpiwniczonych przeważnie jeden wykop szerokoprzestrzenny sięgający, aż do poziomu spodu posadzki podziemia. Jeżeli grunt jest twardy np. zwarta glina, a ława ma być betonowa w jego dnie wykonuje się dodatkowo wykopy pod stopy i ławy fundamentowe, przewody itp. Jeśli dno wykopu okaże się zbyt miękkie i mało wytrzymałe, często pomaga położenie grubej warstw żwiru lub tłuczenia.
Zabezpieczanie wykopów:
Dla wykopów o głębokości do 1.25 m lub 1.75 m, szalowanie nie jest konieczne. Głębsze wykopy muszą być szalowane. Nie szalowane wykopy budowlane i liniowe stanowią potencjalne zagrożenie dla znajdujących się w nich pracowników. Zasypanie w otwartym wykopie jest równie poważne jak zasypanie przez lawinę. Oprócz zabezpieczenia samego wykopu liniowego, systemy obudowy muszą również zapewniać stabilność gruntu dla zabezpieczenia sąsiednich budynków, obciążonych ruchem ulic i torów. W celu przenoszenia dodatkowych obciążeń, systemy obudowy muszą być zaprojektowane z dużymi marginesami bezpieczeństwa.
Wykopy wąskoprzestrzenne i ich zabezpieczenia.
Wykopy wąskoprzestrzenne występują wtedy, gdy ich głębokość jest większa od szerokości. W praktyce za wykopy wąskoprzestrzenne uznaje się takie, których szerokość jest mniejsza niż 1,5 m.
Najczęściej wykonywane są pod ławy w budynkach niepodpiwniczonych, a także do układania przewodów instalacyjnych, drenażu itp.
Zabezpieczenie wykopów:
Obudowy skrzyniowe:
Do najczęściej używanych zaliczyć można obudowy systemu skrzyniowego (rozporowe) składające się z płyt i elementów rozporowych. Elementy rozporowe są zróżnicowane i uzależnione od rozwiązania przyjętego przez producenta, natomiast wykonywane są przeważnie ze spawanych kształtowników stalowych. Dolna część płyt jest zaostrzona, co umożliwia wprowadzanie obudowy w miarę pogłębiania wykopu. Konstrukcje tego typu umożliwiają zabezpieczenie wykopu o głębokości max. 6 m, natomiast szerokość regulowana jest przez elementy rozpierające (najczęściej są to rury gwintowane) w zakresie 0,8-4,5 m.
Zabezpieczenie obudowami metalowymi:
Zabezpieczenie ścian wykopów o głębokości do 12 m. i szerokości do 5 m. umożliwiają systemy obudów metalowych, w których wzmocnione ramy prowadnic zostały oddzielone od płyt. Obudowy tego typu, prawidłowo eksploatowane i konserwowane mogą przetrwać nawet kilkanaście lat. Ich jedyną wadą jest koszt zakupu.
4. Ścianki szczelne.
Ścianki szczelne stanowią zasadniczy element konstrukcyjny w następujących rodzajach budowli:
w budowlach oporowych (nabrzeża portowe, umocnienia brzegowe, przyczółki mostowe, ściany oporowe itp.) - element zabezpieczający stateczność skarp przy wykopach gdzie ścianka szczelna stanowi przeponę uniemożliwiającą lub zapobiegającą przenikaniu wody.
w fundamentach niższych budowli, w których ścianka szczelna stanowi bardzo często istotny element zapobiegający wypłukiwaniu gruntu spod podstawy.
drewniane - stosowane bardzo rzadko i tylko jako konstrukcje tymczasowe, dla podrzędnych budowli w przypadkach, gdy agresywność środowiska wyklucza stosowanie innych materiałów.
Stalowe - ścianki o najszerszym zastosowaniu, zarówno jako konstrukcje tymczasowe i stałe. Stosowane we wszelkich rodzajach gruntów. Szczelność zależna od konstrukcji zamka.
Żelbetowe - wykonywane jako pale prefabrykowane żelbetowe lub sprężone o przekroju prostokątnym wprowadzane w grunt za pomocą kafarów, szczelność uzyskana poprzez odpowiednią konstrukcję połączenia pala z palem lub wykonywane jako grupy pali wierconych z zachowaniem odpowiedniej szczelności na styku pali sąsiadujących ze sobą. Stosowane jako stałe elementy w budownictwie wodnym.
Sposoby wprowadznia ścianek:
Dynamiczne - poprzez użycie wibratorów hydraulicznych z wykorzystaniem młotów hydraulicznych z wykorzystaniem młotów spalinowych o dużej energii udaru.
Statyczne - poprzez wciskanie brusów w grunt ograniczając powstawanie drgań i hałasów. Ścianki szczelne kotwione są na ogół na jednym poziomie, przy konstrukcjach wyższych można stosować kilka poziomów kotwienia przy pomocy: bloków i cięgien, płyt, pali kozłowych, kotwi iniekcyjnych i kotwi gruntowych.
Zalety ścianek szczelnych:
łatwe w montażu i demontażu sprawdzające się w każdych warunkach gruntowych
szczelne
estetyczne
ścianka berlińska - obudowa tymczasowa składająca się z pionowych słupów stalowych i poziomych elementów opinki. Słupy wykonywane są z różnego rodzaju dwuteowników lub podwójnych ceowników tworzących słupy dwugałęziowe. Słupy osadzane są w otworach wierconych, można je również pogrążać wibracyjnie lub wbijać kafarem. Pod względem ekonomicznym ścianka berlińska stanowi najtańsze rozwiązanie zabezpieczenia głębokich wykopów (wykopy nawet do 20 m). Ścianka berlińska często stanowi zewnętrzny szalunek tracony dla wznoszonej konstrukcji. Zaletą ścianki berlińskiej jest zmniejszenie kosztów przez wyciąganie pali (odzysk stali). Ścianka berlińska składa się z pali stalowych, zabudowanych deskowaniem lub betonem natryskowym, podparć i kleszczy. Wykonuje się je w gruntach nienawodnionych i służą najczęściej do:
zabezpieczenia pionowych ścian głębokich wykopów zlokalizowanych w miejscach
uniemożliwiających realizację wykopów szerokoprzestrzennych z odpowiednimi
skarpami,
wykonywania murów oporowych.
Ścianki szczelne które są nazywane lekkimi konstrukcjami oporowymi, mogą być wykonane jako:
ściany wspornikowe przenoszące parcie gruntu
z płytami odciążającymi
ściany górą zakotwione, a dołem zamocowane w podłożu gruntowym.
W przeszłości ściany szczelne wykonywano z elementów drewnianych, a obecnie prawie wyłącznie z elementów stalowych zwanych grodzicami. Dla każdego typu ścianki stosuje się inne technologie wprowadzania jej w grunt. Obecnie stosuje się wibromłoty o zmiennej częstotliwości drgań, co znacznie ogranicza możliwość wystąpienia zjawiska rezonansu, a tym samym zminimalizowanie oddziaływań na otoczenie. W zabudowie miejskiej wykonanie ścianek szczelnych jest utrudnione, ponieważ pod powierzchnią gruntu pozostały fragmenty starej zabudowy. Przebijanie przez takie fundamenty powoduje wstrząsy podłoża, dlatego stosuje się technologie wciskania stalowych grodzic w podłoże. Jest to technologia cicha, bez wstrząsów oraz szybka. Ścianki szczelne z pali jet-grouting. Technika jet-grouting jest najnowocześniejszą metodą wzmacniania istniejących fundamentów i zabezpieczania ścian głębokich wykopów. Ścianki szczelne żelbetowe mogą mieć od 40 - 100 cm szerokości i mogą sięgać do 30m. Mogą być wykonane z elementów prefabrykowanych lub z pali wierconych. Zaletą ich stosowania jest mała uciążliwość dla otaczającej zabudowy i możliwości przekazywania obciążeń pionowych. Wadą jest osłabienie warstwy podłoża
5. Sposoby odwodnienia wykopu.
Odwadnianie powierzchniowe - pompowanie wody bezpośrednio z wykopu. Wodę napływająca do wykopu należy gromadzić w studzience zbiorczej jednej lub kilku i z niej wypompowywać. Przy niewielkim dopływie może wystarczyć okresowe wyczerpywanie kubłami.
Odwadnianie robocze obejmuje:
wykonanie rowów opaskowych oraz rowów poprzecznych (w podłożu pod budowlą) o przekroju i spadku zapewniającym odprowadzenie wód przesączających sią i wód opadowych,
nadanie spadku powierzchni podłoża w kierunku do rowów (w granicach od 0,1 - 1,0 %, zależnie od rodzaju gruntu, mniejszy spadek przy gruntach bardziej przepuszczalnych,
w razie potrzeby wypełnienie rowów poprzecznych pospółką lub drobnym żwirem,
ewentualne wykonanie zbiorczego podprowadzenia wód.
Odwadnianie wgłębne - (drenaż pionowy), czyli obniżanie poziomu wody gruntowej przez depresję. Podczas pompowania woda napływa przez filtr do studni, dążąc do wyrównania poziomów. Gdy pobór wody wyrówna się z dopływem, woda w studni utrzymuje się na pewnym poziomie, a wokół studni tworzy się lej depresyjny i zwierciadło wody się obniża. Ponieważ woda spływa ku dołowi, nie rozluźnia gruntu, lecz go zagęszcza, przeciwnie niż przy odwadnianiu bezpośrednim. Rozstawienie studni depresyjnych wokół wykopu, ich wymiary, głębokość itp. wyznacza się na podstawie odpowiednich obliczeń. Jeżeli potrzebne jest obniżenie zwierciadła większe niż wysokość ssania wody, można zastosować pompy głębinowe zamieszczone w studniach pod wodą, albo stosować obniżanie stopniowe, gdy drugi szereg studni zakłada się poniżej pierwszego po utworzeniu przezeń depresji.
Instalacje igłofiltrowe IgE-81 przeznaczone są do odwadniania wykopów budowlanych w gruntach o małej i średniej przepuszczalności (współczynnik przepuszczalności k<40m/dobą). Stosować ją można jako instalację samodzielną lub uzupełniającą inne rodzaje ujęć odwodnieniowych w układach jedno lub dwupiętrowych. Jedno piętro igłofiltrów umożliwia obniżenie poziomu wody gruntowej do 4m, a dwa piętra do 7m i więcej.
Drenaż poziomy - odprowadzenie grawitacyjne wody za pomocą rur drenarskich do rowów, którymi spływa do zbiornika lub jest kierowana poza teren odwadniany, bądź grawitacyjnie, bądź kanalizacji ogólnospławnej lub studni chłonnych. Drenaż poziomy może pozostać po zakończeniu budowy jako urządzenie stałe ( odwodnienie stale lub tymczasowe).
Drenaż czołowy - przecina i ujmuje wodę przesiąkającą do wykopu, gdy ruch wody ma wyraźnie określony kierunek. Daje ono szczególną korzyść, gdy nieprzepuszczalna warstwa gruntu zalega płytko, dzięki czemu przechwytuje całkowicie potok wody gruntowej Drenowanie czołowe jest również możliwe, gdy brak jest podłoża nieprzepuszczalnego.
Drenaż pierścieniowy otacza chroniony wykop, przecinając dopływ wody gruntowej z zewnątrz.
Ławy i stopy fundamentowe. 3,4
Rodzaj fundamentu bezpośredniego. Ławy fundamentowe ceglane, kamienne, betonowe lub żelbetowe (pod gęsty rząd słupów lub ściany).
Schemat ław fundamentowych do obliczeń szerokości:
Ławy murowane - Gdy wymiary ławy są zbyt duże wprowadza się odsadzki w celu zmniejszenia objętości muru. Ława murowana przy h/s≥3 powinna być wykonana na zaprawie cementowo-wapiennej, a przy h/s≥2 na zaprawie cementowej. Nie zaleca się stosowania ław niższych niż trzy warstwy cegty tj. ok. 20cm.
Ławy ceglane - stosuje się w budynkach murowanych o wysokości 3-4 kondygnacji,
posadowionych powyżej wody gruntowej na jednolitym gruncie nośnym.
Występują jeszcze ławy betonowe i żelbetonowe ale nic o nich nie wiem.
Rodzaj fundamentu bezpośredniego. Stopy fundamentowe monolityczne lub prefabrykowane
(duży rozstaw słupów, mocny grunt).
Płyty fundamentowe, skrzynie fundamentowe.
Rodzaj fundamentu bezpośredniego. Płyty fundamentowe (stosuje się j.w. + gdy grunt jest
niejednorodny lub poziom zwierciadła wody jest zbyt wysoki).
Płyty fundamentowe stosowane są podobnie jak ruszty dla: posadowienia budowli wywierających duże naciski na grunt oraz tam gdzie chcemy zabezpieczyć budowle przed skutkami nierównomiernego osiadania:
gdy grunt pod budynkiem jest niejednorodny i wskazana jest znaczna sztywność w celu wyrównania różnicy osiadań,
podziemia budynku znajdują się poniżej zwierciadła wody gruntowej i konieczne jest wykonania izolacji wodoszczelnej w części podziemnej.
płyta o stałej grubości
płyta w kształcie odwróconego stropu
grzybkowego
i c) płyty żebrowe
Rodzaj fundamentu bezpośredniego. Skrzynie fundamentowe (stosuje się j.w. + na szkodach górniczych). Przy dużych wysokościach budynku, gdy występują znaczne siły poziome, fundamenty powinny odznaczać się dużą sztywnością względną, aby właściwie przenosić takie obciążenia na podłoże i aby nawet nierównomierne osiadanie nie powodowało wzajemneg o przemieszczania poszczególnych elementów konstrukcji.
z płytą denną
z płytą denną i stropem
Fundamenty pośrednie
Częściej jednak fundamenty głębokie wykonuje się jako pośrednie. Fundamenty pośrednie, zwane też sztucznymi przekazują obciążenie z budowli na niżej zalegające warstwy nośne przez dodatkowe elementy wprowadzone lub uformowane w gruncie, np.. w postaci pali, studni, kesonów lub ścianek szczelnych. W górnych elementach wykonuje się właściwy fundament, który łączy się z budowla.
Rodzaje fundamentów pośrednich
Fundamenty na palach: normalne, stojące, zawieszone (stosuje się w przypadku głęboko posadowionych warstw nośnych, możliwości powstania zsuwu itp.). Fundamenty na studniach opuszczanych (stosuje się w przypadku głęboko posadowionych warstw nośnych i gdy pomieszczenia podziemne wykorzystywane będą jako podziemne zbiorniki lub komory), fundamenty na kesonach opuszczanych (stosuje się w przypadku gruntów silnie nawodnionych i na terenach zalanych woda, wszędzie tam gdzie palowanie i zapuszczanie studni jest niemożliwe)
Pale Monolityczne
Pale monolityczne. Wykonywanie pali tego typu polega na wywierceniu lub wybiciu w gruncie otworu, w którym następnie wlewa się beton i ewentualnie wpuszcza zbrojenia. Dzielimy je na pale w otworach wbijanych i pale w otworach wierconych.
Pale o otworach wierconych mają poważne zalety, do których należą: zagęszczenie się gruntu wokół wybijanego otworu, szybkość wykonania, łatwość uzbrojenia pala.
Wadą tego systemu jest wywoływanie wstrząsów przy wybijaniu, co może szkodliwie oddziaływać na sąsiednie budynki.
PALE W OTWORACH WBIJANYCH
Pale Compresso L. Wykonanie pala polega na wybijaniu otworu w gruncie za pomocą ciężkiego przybijaka zwanego taranem, aż
do osiągnięcia wymaganej głębokości. Następnie na dno otworu wrzuca się warstwy kamieni polnych, zalewa je betonem i ubija warstwami tworząc rodzaj stopy kamienno betonowej (rys. 6-5). Dalej betonuje się pal pod warstwami po ok. 50cm ubijając każdą warstwę.
Pale Simplex. W grunt wbija się kafarem rurę o średnicy 30÷40cm zaopatrzoną w ostrze. Po wbiciu rury na wymaganą głębokość następuje wtłaczanie betonu do wnętrza (rys. 6-6)
z jednoczesnym ubijaniem,
co powoduje otwarcie się ostrza i umożliwia stopniowe wyciąganie rury. Górne odcinki pala Simplex mogą być zbrojone.
Pale Franki. Pale te, podobne w swej zasadzie do pali Simplex, wykonuje się zamykając spód rury korkiem z betonu (rys. 6-7). Korek ten jest od góry pobijany taranem, dzięki czemu opuszcza się w grunt pociągając za sobą rurę. Po uzyskaniu pożądanej głębokości rurę unieruchamia się, a następnie uderzenia wybijają korek z rury.Betonowanie pala i wyciąganie z rury odbywa się tak, jak w poprzednim typie pala.
PALE W OTWORACH WIERCONYCH
Pale Straussa. Otwór wierci się rura wiertnicza średnicy 20-40cm z jednoczesnym wydobywaniem urobku z jej wnętrza. Po uzyskaniu wymaganej głębokości w dolnej części rury wykonuje się korek betonowy. Dalej betonowanie pala przebiega warstwami z ubijaniem betonu i wyciąganiem rury z jednoczesnym obracaniem. Ze względu na konieczność ubijania betonu zbrojenie pali Straussajest kłopotliwe i wykonuje się je z siatki stalowej w kształcie rury.
Pale Wolfholza. Pale te zwane palami pneumatycznymi wykonuje się przez wiercenie otworu rurą wiertniczą, podobnie jak w palach Straussa.
Izolacje przeciwwilgociowe - podziemna część budynku
Izolacje przeciwwilgociowe - nadziemna część budynku
Ściany nadziemnej części budynku zawsze muszą być oddzielone od ścian fundamentowych lub ścian piwnicy tzw. przeponą hydroizolacyjną, czyli poziomą izolacją przeciwwilgociową. Chroni ona ściany budynku przed zawilgoceniem na skutek kapilarnego podciągania wilgoci z gruntu. Układa się ją na wyrównanej ścianie fundamentowej. Co zabezpieczamy?
Części ścian zewnętrznych, bezpośrednio nad otaczającym terenem, tarasami, balkonami i dachami, przed przenikaniem wody opadowej i z topniejącego śniegu.
posadzki leżące na gruncie_podłogi piwnic lub parteru.
Łazienki, kuchnie, pomieszczenia „mokre”
Miejsce ułożenia:
w budynkach niepodpiwniczonych - poniżej poziomu posadzki, na wysokości min. 15cm nad terenem lub chodnikiem.W budynkach podpiwniczonych- na wierzchu ławy fundamentowej oraz pod stropem (wieńcem)-przy gruntach o niewielkim zawilgoceniu na 30cm nad terenem.
Materiały:
Papy, folie tłoczone, panele i membrany betonitowe
Płynne materiały bitumiczne-emulsje, roztwory, lepiki asfaltowe, masy bitumiczne
Folie płaskie i membrany
Ściany szczelinowe -technologie wykonywania
Jednowarstwowe- nie ma ciągłej spoiny podłużnej (równoległej do powierzchni ściany) lub szczeliny z czego:
z cegły pełnej
z pustaków ceramicznych,
z bloczków gazobetonowych, keramzytowych
Dwuwarstwowe- składające się z dwóch równoległych warstw muru ze spoiną miedzy nimi wypełnioną zaprawą <=25mm,połączonych na stałe kotwami z czego:
cegła dziurawka + cegła wapienno-piaskowa
pustaki MAX + bloczki z betonu komórkowego
Warstwowe
cegła dziurawka + wełna lub styropian+ cegła pełna
cegła pełna + wełna(styropian) + pustaki MAX
żwirobetonowe pustaki Alfa+ wełna (styropian) + znowu pustaki Alfa
Szczelinowe-składają się z dwóch połączonych kotwami ściennymi warstw muru, z których co najmniej jedna przenosi obciążenia pionowe; przestrzeń między nimi stanowi pustą szczelinę wypełnioną w całości lub częściowo materiałem niekonstrukcyjnym.
Ściany z elementów poryzowanych
Ściany szczelinowe - sposoby kotwienia, wyjaś. Zad.12
Wykonanie ściany szczelinowej przebiega w kilku fazach:
Wykonanie niewielkiego wykopu o głębokości kilkudziesięciu cm i zabetonowanie w nim murów prowadzących.
Głębienie szczeliny w osłonie zawiesiny iłowej. Szczelinę wykonuje się sekcjami o długości od 4-6m. Ponieważ rozwarcie chwytaka jest znacznie mniejsze, głębienie przeprowadza się partiami.
Betonowanie- odstęp czasu pomiędzy zakończeniem głębienia, a rozpoczęciem betonowania nie może być dłuższy niż 12 godzin. Wynika to ze stabilności zawiesiny iłowej, która po upływie tego czasu nie zapewnia odpowiedniej stateczności ścianom szczeliny. Pierwszą czynnością na tym etapie robót jest wstawienie do szczeliny elementu rozdzielczego (najczęściej jest to stalowa rura, której średnica odpowiada szerokości szczeliny, posmarowana ropą), który zapewni odpowiedni kształt złącza pomiędzy sekcjami, nie dopuści do wymieszania betonu z gruntem i umożliwi uzyskanie ciągłości ściany.
Po wstawieniu zbrojenia do szczeliny przystępuje się do betonowania metodą contractor, to znaczy betonowania podwodnego. Mieszanka betonowa jest podawana specjalna rurą na dno szczeliny i stopniowo wypiera z niej zawiesinę. Rura podczas wprowadzania do szczeliny jest zakorkowana, wypchnięcie korka następuje po podaniu pierwszej partii mieszanki. Na świecie znane jest określenie betonu kontraktorowego czyli stosowanego tylko do ścian szczelinowych.
Po 24 godzinach od zakończenia betonowania usuwa się elementy rozdzielcze i rozpoczyna głębienie kolejnej sekcji. Murki prowadzące wykonane są dla kilku sekcji jednocześnie.
Stropy gęstożebrowe
Głównym elementem konstrukcyjnym są żebra czyli belki żelbetowe lub ceramiczno- żelbetowe rozstawione gęsto (co 30- 60 cm). Jest to najbardziej rozpowszechniony typ stropów ze względu na właściwości użytkowe takie jak wytrzymałość , sztywność , izolacyjność cieplną i akustyczną a także ze względu na łatwość wykonania. Przestrzeń między belkami wypełnia się pustakami ceramicznymi, betonowymi, gipsowymi lub trocino- cementowymi i zalewa betonem. Beton wypełniając przestrzeń między pustakami tworzy fragmenty żeber lub całe żebra oraz warstwę tzw. nadbetonu. Po związaniu betonu tak zmonolityzowany strop stanowi bardzo sztywny element konstrukcji domu. Podstawową zaletą tego typu stropów jest możliwość wykonania całej konstrukcji bez potrzeby użycia ciężkiego sprzętu oraz bez ustawiania gęstego i szczelnego szalowania (zwyjątkiem stropu AKERMANA), konieczne jest tylko tymczasowe podparcie belek. Najczęściej stosowane typy stropów gęstożebrowych to: strop z pustakami ceramicznymi i żebrami wylewanymi - AKERMANA, stropy z pustakami betonowymi lub ceramicznymi i żebrami prefabrykowanymi-TERIVA, FERT, F, CERAM, IZP, DZ, strop z pustakami gipsowymi i żebrami prefabrykowanymi-KMK
Stropy gęstożebrowe dzielimy:
Ze względu na technologię montażu:
- Stropy monolityczne / Stropy prefabrykowane / Stropy częśćiowo prefabrykowane
Ze względu na rodzaj wypełnienia między żebrami:
-Stropy z wypełnieniem sztywnym i trwałym / Stropy z wypełnieniem niesztywnym / Stropy bez wypełnienia
Pod względem konstrukcji:
- z zebrami żelbetowymi współpracującymi z górną płytą żelbetową
- z zebrami żelbetowymi bez współpracy z górną płytą żelbetową
Wymagany rozstaw żeber rozdzielczych
Stropy gęstożebrwe monolityczne
Strop Ackermana jest stropem betonowanym w miejscu wbudowania (monolitycznym) z wypełnieniem sztywnym i trwałym. Wypełnienie stropu stanowią pustaki ceramiczne. Rozstaw osiowy żeber stropu wynosi 31cm, obliczeniowa szerokość żebra 7 cm, grubość górnej płyty betonowej 3 lub 4 cm, zależnie od wartości i rodzaju obciążenia zmiennego.
Zalety stropu Ackermana
-łatwo dostosować go do wymagań architektonicznych budynku bezpośrednio na placu budowy - dowolna rozpiętość stropu, nawet niemodułowa i nieregularna - układany bez użycia ciężkich maszyn, a użyte deskowanie można ponownie wykorzystać, - unika się „klawiszowania” stropu - nie będzie spękań tynku jak wzdłuż płyt, ani smug widocznych na tynku jak na stropach typu Kleina,
- strop jest niezbyt ciężki, a przenosi wymagane obciążenia,
- zapewnia dobrą ciepłochronność , bezpieczną ognioodporność
Wymiary pustaków:
-wysokość (15), 18 i 20, 22 cm
-długość 19, 5, 24, 5 i 29, 5cm
-Pustaki układane przy wieńcu powinny być zabezpieczone przed dostaniem się
mieszanki betonowej do ich wnętrza w czasie betonowania wieńca. Dlatego należy
stosować denka grubości 3 cm.
-Żebra zbroi się jednym prętem stalowym o średnicy wynikającej z obliczeń statycznych.
-Oprócz pręta zbrojenia głównego żebra są zbrojone strzemionami ze stali A- 0 średnicy 4, 5 lub 6 mm oraz rozstawie co najmniej 3 sztuki na 1 m długości żebra.
- Oparcie stropu na podporze ( cianie) powinno wynosić co najmniej 25 cm, zaś wysokość wień ca powinna być równa wysokości stropu.
- Wieńce należy wykonać na wszystkich ścianach nośnych. Wysokość wieńca nie może być mniejsza niż wysokość stropu. Minimalna szerokość wieńca wynosi 15 cm. Zbrojenie wieńców powinno się składać z 4 prętów o średnicy Ø 10- 12 mm ze stali 34GS, a strzemiona z prętów o średnicy Ø 6 mm (ze stali St3S) i rozstawie co 20 cm.
- Żebro rozdzielcze wykonuje się prostopadle do belek na całej szerokości stropu i w środku jego rozpiętości najczęściej w formie koszy z 4 prętów o średnicy Ø 10- 12 mm (ze stali 34 GS). Ilość żeber rozdzielczych jest zależna od rozpiętości stropu i obciążenia.
-Pod ściankami działowymi usytuowanymi równolegle do żeber stropu należy wykonać wzmocnione żebro . Otrzymuje się je przez rozsunięcie pustaków albo zwiększenie wysokości żebra w dół lub w górę .
Stropy gęstożebrowe prefabrykowane
Stropy tego typu mniej "klawiszują" w porównaniu do dawnych stropów DSM, co wynika z zastosowania górnej płyty betonowej, związanej z belkami przez wystające strzemiona w górnej powierzchni belek. Umożliwiają ułożenie zbrojenia płyty górnej poprzecznie do belek, co znacznie usztywnia budynek oraz zwiększa wytrzymałość stropu na obciążenia użytkowe. Przy projektowaniu stropu dla typowych obciążeń - korzysta się z gotowych tablic. Dopuszczalne obciążenie użytkowe stropu wynosi - 3,25 kN/m2; 3,75 kN/m2; 4,50 kN/m2. Ten rodzaj stropu nie może być stosowany przy obciążeniach dynamicznych.Strop DZ-3 (belkowo-pustakowy) znajduje zastosowanie w budownictwie mieszkaniowym oraz użyteczności publicznej. Na strop składają się prefabrykowane belki żelbetowe (o rozstawie osiowym 60 cm), pustaki betonowe oraz górna monolityczna płyta betonowa (podłoże podłogi)
Charakterystyka stropu DZ-3:
- rozpiętość modularna wynosi 2,4-6,0 m ze zmianą (rozpiętości) co 30 cm
- wysokość konstrukcyjna - 0,23 m
- grubość płyty nadbetonu - 0,03 m
- wysokość belki prefabrykowanej - 0,20 m
- wysokość pustaka - 0,20 m
Strop DZ-4 - stosuje się o rozpiętościach 6,60 m
w budownictwie ogólnym i 6,30 m w budownictwie wiejskim.
Wysokość konstrukcyjna stropu - 0,275 m.
Grubość płyty nadbetonu - 0,03 m.
Wysokość belki prefabrykowanej - 0,20 m.
Strop DZ-5 - stosuje się dla rozpiętości 7,80 m,
przeważnie w budownictwie szkolnym
na przegrody międzykondygnacyjne i stropodachy.
Wysokość konstrukcyjna stropu - 0,345 m.
Grubość płyty nadbetonu - 0,03 m.
Wysokość belki prefabrykowanej - 0,25 m.
Strop DMS
Strop DMS jest gęstożebrowym prefabrykowanym stropem belkowo-pustakowym powszechnie stosowany w latach pięćdziesiątych w budownictwie mieszkaniowym. W skład stropu DMS wchodzą : prefabrykowane belki żelbetowe, pustaki żwirobetonowe (gruzobetonowe), beton pachwinowy, płyta nadbetonu.
Stropy gęstożębrowe częściowo prefabrykowane
Stropy prefabrykowane częściowo, żebra przed zabetonowaniem stanowią wiotki szkielet ( np. strop Fert, Ceram)Stropy Teriva są gęstożebrowymi stropami belkowo-pustakowymi, składającymi się z lekkich belek kratownicowych, wypełnienia przestrzeni między belkami w postaci pustaków oraz betonu monolitycznego (nadbetonu). Stropy przeznaczone są głównie do montażu ręcznego, mają zastosowanie w budownictwie mieszkaniowym jak i ogólnym. Obciążenie użytkowe tego stropu w zależności od rodzaju stropu wynosi od 1,5 kN/m2 do 5,0 kN/m2 . Belka stropu Teriva jest stalowo-betonową, lekką, przestrzenną kratownicą o stałym przekroju zbrojenia pasa górnego, wykonanego ze stali A-III, d= 8 mm i zmiennego zbrojenia pasa dolnego ze stali A-III, w zależności od rozpiętości umieszczonego w betonowej kształtce. Krzyżulców płaskich kratownic ze stali A-0 średnicy d=8 mm łączą pas górny z pasem dolnym. Beton pasa dolnego - klasa B15 lub B20. Belki muszą być zakotwione w wieńcu. Oparcie belki na podporze wynosi nie mniej niż 8 cm. Przestrzeń między belkami jest wypełniona pustakami Pod ściankami działowymi usytuowanymi równolegle do belek stropowych należy wykonać wzmocnione żebra stropowe. Żebra te uzyskuje się przez ułożenie dwóch belek kratownicowych obok siebie lub przez rozsunięcie ich i wykonanie belki żelbetowej. Belki żelbetowe i żebra należy obliczać uwzględniając całkowity ciężar ścianki działowej.
W zależności od rozpiętości stosuje następujące typy stropów:
· Teriva I,
· Teriva I bis,
· Teriva II,
· Teriva
20. Stropy na belkach stalowych - rodzaje
Rodzaje w zależności od wypełnienia.
Pola między belkami stalowymi wypełnione:
- sklepieniem odcinkowym z cegły
- płytami odcinkowymi Kleina z cegły
- płytami odcinkowymi prefabrykowanymi żelbetowymi
- płytą żelbetową monolityczną
21. Stropy Kleina
22. Stropy drewniane Sładają się z belek i przybitych do nich desek podłogowych, a także takich elementów jak: ślepy pułap, podsufitka i wypełnienie. W postaci izolacji termicznej i akustycznej w zależności od odmiany stropu.Belki drewniane są głównymi elementami konstrukcji stropu. Mają one wymiary w przekroju poprzecznym 8 x 18 ÷ 18 x 28 cm. Belki z zasady układają się prostopadle do murów dłuższych pomieszczenia, gdyż wtedy uzyskuje się mniejsze ich przekroje, a ściany wykorzystuje się do ich zakotwienia. Największa rozpiętość belek w świetle podpór nie przekracza 6,0 m. Przy większych rozpiętościach stosuje się pośrednie mury nośne lub podciągi Długość oparcia belek stropowych na murze powinna wynosić tyle ile wynosi jej wysokość. Końce belek, oprócz powierzchni czołowych, muszą być zaimpregnowane i oddzielone papą lub folią ze wszystkich stron muru, oparte bezpośrednio na wyrównanej zaprawą powierzchni gniazda lub za pośrednictwem zaimpregnowanej podkładki z trwałego drewna. Od czoła, z góry i z boków, między murem a końcem belki zostawia się luz 2 ÷ 3 cm.
23. Dachy rozporowe, dachy krokwiowe i dachy jętkowe
Dach - skład a się z pokrycia i konstrukcji nośnej, w dachach drewnianych tzw. Więźby dachowej.
Konstrukcje (dachy) rozporowe - konstrukcja rozporowa polega na tym, że pozioma belka podparta jest od spodu zastrzałami (na jeden z czterech sposobów), które opierają się o mury poniżej belki, bezpośrednio lub pośrednio powodując działając na nie siłami poziomymi.
Do konstrukcji rozporowych zaliczamy dachy krokwiowe i krokwiowo jętkowe (jętkowe):
- dachy z krokwiami opartymi na murłacie
- dachy z krokwiami osadzonymi w belkach stropowych
- dachy krokwiowo-jętkowe z ramami stolcowymi
Dachy krokwiowe - Krokiew jest połączona z belką stropową na wrąb czołowy - dla
ochrony dolnych końców krokwi i belek stosuje się tzw. Przypustnice. Połączenie krokwi z belką wiązarową na wrąb czołowy pojedynczy przy płaszczyźnie docisku:
a) położonej po dwusiecznej kąta rozwartego między belką a krokwią,
b) prostopadłej do osi krokwi,
c) prostopadłej do osi belki
Sposób łączenia krokwi w kalenicy zależy od ich grubości i może być wykonany:
- na zwidłowanie zespolone kołkiem (przy krokwiach grubości powyżej 8cm)
- na nakładkę prostą ( przy krokwiach grubości 7 do 8 cm )
- na dotyk z nakładkami zewnętrznymi
- na dotyk z deską lub płatwią kalenicową
Dachy krokwiowe stosuje się, gdy rozpiętość w świetle ścian nie przekracza 7m. Długość krokwi nie powinna przekraczać 4,5m. Pochylenie połaci dachowych, zalecane - powyżej40º. Każda z dwóch krokwi tworzących wiązar jest oparta jedynie w dwóch miejscach: w kalenicy i nad ścianą zewnętrzną. W budynkach ze stropami drewnianymi wiązary krokwiowe tworzą ustrój krokwiowo-belkowy. Każda para krokwi jest oparta na belce stropu poddasza, z którą tworzy pełny wiązar. Rozstaw wiązarów jest więc taki sam jak rozstaw belekstropowych, przejmujących siły rozporowe z krokwi. stotne jest zabezpieczenie wiązarów przed wywróceniem pod działaniem silnego wiatru. Z tego względu zaraz po ustawieniu wiązarów zaraz usztywnia sie je wiatrownicami, czyli ukośnie przybitymi deskami. Jeżeli pod pokrycie dachowe stosuje się deski, płyty lub sklejkę, to w końcowej fazie wykonywania można usunąć wiatrownice. Muszą one jednak pozostać, gdy dach ma być wstępnie kryty foliami dachowymi np. pod dachówkę ceramiczną, gdyż łaty stosowane pod takie pokrycie są zbyt wiotkie i zbyt rzadko rozstawione, aby mogły zapewnić stateczność konstrukcji dachu podczas silnego wiatru. achy jętkowe - Gdy rozpiętość dachu przekracza 7,0 m lub gdy ze względu na duży spadek połaci długość krokwi musiałaby być większa niż 4,5 m - stosuje się wiązary jętkowe. Krokwie są dodatkowo usztywnione ( podparte ) poziomymi jętkami. Jętka zaprojektowana na takiej wysokości, aby górna część krokwi - od połączenia z jętką do połączenia z drugą krokwią "od pary" w kalenicy nie była dłuższa niż 2,7 m, a długość dolnej części nie przekraczała 4,5 m. Jeżeli poddasze ma być przeznaczone na cele mieszkalne, jętki wykorzystuje się jako belki stropu nad pomieszczeniami poddasza. Nachylenie połaci dachów o konstrukcji jętkowej można projektować w granicach 25-60º, z tym że nie jest zalecane przyjmowanie spadków mniejszych niż 35º.
Dachy jętkowe z jętką niepodpartą
Jętka dzieli krokiew na dwa odcinki w stosunku 3:2, długość jętki nie powinna przekraczać 3,5m.Największa rozpiętość dachów jętkowych wynosi około 12 m. Dokładniej: przyjmując minimalny z zalecanych kątów nachylenia krokwi 35º oraz maksymalną ich długość 4,5 + 2,7 = 7,2 m, otrzymamy graniczną rozpiętość wiązara 11,8 m. W dachu takiej rozpiętości długość jętek jest już duża i z tego powodu należy je podpierać jedną lub dwiema płatwami opartymi na słupach stolcowych. Ogólnie można przyjąć, że jętki długości do 3,5 m nie wymagają podpierania. W dachach większej rozpiętości, w których długość ta jest większa, podpiera się je w środku jedną płatwią - gdy rozpiętość wiązarów wynosi 7,5-10 m lub dwiema płatwiami - gdy rozpiętość ta wynosi 9-12 m. Płatew podpierająca krokwie wraz ze słupami tworzy ściankę stolcową. Zadaniem takiej ścianki jest:
- podparcie jętek za pośrednictwem pławi i zmniejszenie w skutek tego ich długości wyboczeniowej oraz rozpiętości w przypadku, gdy przenoszą obciążenia od stropu nad poddaszem,
- usztywnienie dachu w kierunku podłużnym przez zastosowanie mieczy,
- dodatkowe usztywnienie dachu w kierunku poprzecznym przy zastosowaniu miechy
Krokwie łączy się z jętkami na "półjaskółczy ogon" wzmocniony kołkiem lub na styk z podwójnymi nakładkami. W miejscu podparcia jętki przez płatew - wycięcie w jętce o głębokości 3 cm. Pozostałe złącza wykonuje się podobnie jak w wiązarach krokwiowych. Usztywnienie więźby na parcie wiatru uzyskuje się przez przybicie do krokwi wiatrownic: oddzielnie poniżej i powyżej jętek. ( można zastosować wiatrownice ciągłe, jak w dachu krokwiowym.Sposób oparcia belek drewnianych na ścianie zew. nośnej:
24. Więźby płatwiowo - kleszczowe
Więźba płatwiowo-kleszczowych składa się z wiązarów pełnych rozmieszczonych co 3 — 5 m i wiązarów pustych. Wiązar pełny składa się z pary krokwi, pary kleszczy i dwóch słupów oraz belki wiązarowej (gdy strop jest drewniany). W obydwu typach wiązarów krokwie są oparte dołem na murłatach i mniej więcej w połowie rozpiętości na płatwiach pośrednich. W dachu jętkowym wszystkie obciążenia z dachu są przekazywane przez murłaty na ściany zewnętrzne budynku, w dachu płatwiowo-kleszczowym większość obciążeń jest przekazywana przez ściany stolcowe na konstrukcję stropu poddasza, a tylko część obciążeń przejmują ściany zewnętrzne.
Płatwie oparte na słupach są dodatkowo połączone z nimi mieczami, co usztywnia dach w kierunku podłużnym. Dla zabezpieczenia ścian stolcowych przed pochylaniem się pod działaniem wiatru stosuje się kleszcze obejmujące z obu stron słupy i krokwie. Ze słupami kleszcze łączy się na wrąb wzajemny pełny i śrubę średnicy 16-18 mm, a z krokwiami - na "półjaskótczy ogon" i kotek drewniany lub śrubę średnicy 12 mm. Wysokie ścianki kolankowe zabezpiecza się przed pochyleniem przez wykonanie dodatkowych kleszczy łączących słupy z płatwiami, na których oparte są dołem krokwie Przedstawione tutaj rozwiązanie dachu płatwiowo-kleszczowego można stosować zarówno przy małych, jak i dużych pochyleniach połaci dachowych.
Dla rozstawu ścian powyżej 12m musimy wzmocnić konstrukcję dachu (nie większych niż 16 m). Do tej odległości stosuje się podparcie krokwi pławią kalenicową i równocześnie dwiema płatwami pośrednimi. Powoduje to konieczność zastosowania trzech ścianek stolcowych. Jedynie w bardzo płaskich dachach, kiedy spadek ich to około 1:10 ze względów konstrukcyjnych kleszcze obejmuja tylko same słupy. Usztywnienie konstrukcji w kierunku poprzecznym zapewniają miecze w płaszczyźnie wiązarów głównych. achy płaskie - pochylenie połaci dachowej jest od 1:3 (18.5%) do 1:10 (5.7%). Dla rozpiętości ścian 8 do 9 m stosuje się podparcie krokwi w kalenicy jedną płatwią kalenicową. Płatew ta jest oparta na słupach i podparta od dołu kleszczami.