budownictwo wyklady1, Studia, Rok II, Zarys budownictwa


WYKŁAD 1

TEMAT: Grunty budowlane

  1. Grunty budowlane

    1. Tworzywo zewnętrznych warstw skorupy ziemskiej znajdujące się w zasięgu wznoszonej budowli lub używane jako materiał do budowli ziemnych

    2. prawidłowe zaprojektowanie fundamentów budowli nawierzchni drogowej, nasypu kolejowego lub drogowego, obiektów hydrotechnicznych wymaga szczegółowych informacji o właściwościach fizycznych i mechanicznych podłoża gruntowego; w tym celu przeprowadza się szczegółowe badania geotechniczne

    3. zbudowane są z cząstek lub odruchów skalnych tworzących szkielet gruntowy; pomiędzy tymi elementami znajdują się pory, które są częściowo lub całkowicie wypełnione wodą

  2. Grunt składa się z trzech rodzajów materiałów zwanych fazami

    1. I faza - stała (ziarna, cząstki mineralne i organiczne)

    2. II faza - ciekła (woda)

    3. III faza - gazowa (powietrze lub gazy humusowe)

  3. Właściwości fizyczne gruntu:

    1. podstawowe: (Na ich podstawie pośrednio określa się właściwości pomocnicze charakteryzujące porowatość gruntu)

      • wilgotność

      • gęstość objętościowa

      • gęstość właściwa szkieletu gruntowego

  4. pomocnicze

Stan i konsystencję gruntów spoistych charakteryzuje stopień plastyczności
Stan zagęszczenia gruntów niespoistych określa stopień zagęszczenia

  1. Właściwości mechaniczne:

    1. charakteryzują nośność i odkształcalność podłoża gruntowego

    2. należą do nich:

      • wytrzymałość na ścinanie

      • ściśliwość gruntu - na jego podstawie można przewidzieć o ile budynek osiądzie

  • Woda w gruncie może występować w różnej postaci:

    1. woda związana

    2. w. kapilarna

    3. w. grawitacyjna

  • - najbardziej istotny wpływ na prace ziemne i posadowienie budowli ma woda grawitacyjna
    - rozróżnia się wody gruntowe: zaskórne i właściwe
    - woda gruntowa może znajdować się w spoczynku lub w ruchu (w ruchu=filtracja); woda przepływająca przez grunt oddziaływuje na cząstki szkieletu gruntowego; powoduje powstanie sił filtracyjnych zw. ciśnieniem spływowym
    - w przypadku szczególnie silnej filtracji może powstać zjawisko KURZAWKI - upłynnienia gruntu; jest to bardzo groźne zjawisko uniemożliwiające prowadzenie robót fundamentowych mogących być przyczyną awarii budowlanych.

  • - podczas zamarzania niektóre grunty tzw. WYSADZINOWE tworzą wysadziny objawiające się podnoszeniem powierzchni terenu; powstają wskutek tworzenia się w zamarzającym gruncie soczewek lodu
    - przy budowie budynków na gruncie wysadzinowym stosuje się posadowienie fundamentów poniżej granicy przemarzania gruntu.

  • W celu określenie przydatności gruntu na potrzeby budownictwa przeprowadza się badania geotechniczne złożone z badań: terenowych i laboratoryjnych.
    Opinia geotechniczna zawiera konkretne rozwiązania techniczne związane z posadowieniem budowli, będące podstawą do opracowania odpowiednich dokumentacji projektowych.

  • Wykład 2

    1. Fundamenty - jest to część konstrukcji budowlanej, która jest wsparta na gruncie i znajduje się najczęściej poniżej powierzchni terenu. Zadaniem fundamentu jest przekazywanie na podłoże gruntu obciążenia budowli wraz z obciążeniem użytkowym w taki sposób, aby podłoże nie osiadło nadmiernie a układ budowla-fundament- podłoże był stateczny.

    Głębokość posadowienie fundamentu zależy od:

    Ze względu na sposób przekazywania obciążenia z budowli na podłoże, fundamenty dzieli się na pośrednia i bezpośrednie.

    Fundamenty bezpośrednie przekazują obciążenie przez swoją dolna powierzchnie.

    Fundamenty pośrednie przekazują obciążenie z budowli na wyżej zalegające warstwy gruntu przez dodatkowe elementy w postaci studnia pali i kasonów.

    Ze względu na głębokość posadowienia fundamenty dzielimy na płytkie i głębokie.

    Fundamenty głębokie powyżej 4-5m wykonuje się najczęściej po obniżeniu zwierciadła wody gruntowej. Fundamenty te mogą być bezpośrednie i pośrednie.

    Fundamenty pośrednie w postaci studni stosuje się od 7m głębokości, pale od 7 do 15m, a kesony do 35m głębokości.

    2. Fundamenty bezpośrednie:

    3. Fundamenty pośrednie na palach:

    Polegają na wprowadzeniu do gruntu gotowych elementów konstrukcyjnych lub wykonywaniu tych elementów w gruncie i przekazaniu za ich pomocą wszystkich obciążeń od konstrukcji na grunt otaczający pal oraz warstwę gruntu zalegającą w poziomie ostrza pala.

    Pale stosuje się w celu:

    Pale przekazują obciążenia na podłoże przez tarcie występujące na ich pobocznicach oraz przez docisk pod stopami pali.

    Ze względu na zakres udziału pobocznicy i stopy w przekazywaniu obciążeń na grunt wyróżnia się trzy podstawowe schematy pracy pali:

    4. Pale prefabrykowane wykonuje się najczęściej poza placem budowy z drewna, stali lub żelbetu. Pale te mogą być wbijane, wpukiwane, wkręcane lub wwibrowywane.

    Pale wykonywane w gruncie:

    - wykonywane z zagęszczeniem gruntu (wbijane)

    - wykonywane bez zagęszczania gruntu (wkręcane) - można je stosować w bliskim sąsiedztwie istniejących budowli

    Pale z zagęszczeniem gruntu (pale Franki). Schemat formowania:

    1. Rurę obsadową ustawia się pionowo przy kafarze

    2. Na dno rury wsypuje się pierwszą porcję tzw. suchej mieszanki betonowej na wys. 2-3 średnie rury

    3. Pod uderzeniami młota następuje zagęszczenie mieszanki, która tworzy tzw. korek (zamyka on wnętrze rury nie pozwalając na wdarcie się wody gruntowej).

    4. Zagłębienie rury następuje przez uderzenie młota o korek

    5. Po doprowadzeniu rury do żądanego poziomu zawiesza się ją na stalowych linach, a następnie, po dosypaniu kolejnej porcji betonu, wybija się korek, który tworzy podstawę pala (stopę).

    6. Wykonuje się trzon pala poprzez ubijanie dosypywanego betonu przy jednoczesnym wyciąganiu rury obsadowej do góry.

    7. Po wyciągnięciu rury wkłada się zbrojenie.

    Pale bez zagęszczania gruntu (Wolfsholza). Schemat formowania:

    1. Wywiercenie otworu w gruncie przy pomocy rury obsadowej

    2. Umieszczenie zbrojenia wewnątrz rury.

    3. Założenie na rurę obsadową szczelnej głowicy z przewodami:
      - doprowadzającym beton pod ciśnieniem
      -doprowadzającym sprężone powietrze
      -odprowadzającym wodę gruntową

    4. Zwiększenie ciśnienia powietrza w rurze powoduje odprowadzenie wody gruntowej

    5. Dostarczenie betonu do wysokości 4-5 średnic rury, a następnie jego zagęszczenie poprzez zwiększenie ciśnienia powietrza

    6. Dalsze zwiększanie ciśnienia powoduje wypychanie rury do góry

    7. Powtórka czynności e) i f) do momentu wyciągnięcia rury obsadowej z gruntu

    5. Fundamentowanie na studniach:

    - zagłębianie w grunt studni murowanych, betonowych lub żelbetowych wykonywanych stopniowo w miarę ich zagłębiania

    - studnie po doprowadzeniu do zakładanej głębokości i wypełnieniu ich betonem stanowią podstawę budowli przenoszącą obciążenia na niżej leżące warstwy gruntu

    - stosowane nie głębiej niż 7 m

    - zagłębianie studni może odbywać si8ę ręcznie lub mechanicznie; na skutek wydobywania gruntu z wnętrza studni następuje jej osiadanie pod wpływem ciężaru własnego

    6. Keson - otwarta od dołu skrzynia o szczelnych ścianach i stropie. Do wnętrza skrzyni doprowadza się sprężone powietrze.

    - fundamentowanie na kesonach najczęściej stosuje się w budownictwie hydrotechnicznym, gdy:

    - schemat wykonania fundamentu na kesonie:

      1. skrzynię kesonu wykonuje się na lądzie lub na rusztowaniu, gdy woda występuje ponad powierzchnią terenu

      2. wybiera się grunt spod noża i ze środka skrzyni, z równoczesnym wykonaniem muru fundamentowego

      3. ciężar własny skrzyni oraz muru powoduje jej zagłębianie

      4. ciśnienie powietrza w kesonie powinno równoważyć ciśnienie słupa wody na zewnątrz skrzyni

      5. w miarę opuszczania kesonu na zaplanowaną głębokość jego wnętrze wypełnia się betonem i keson staje się częścią fundamentu

    ELEMENTY BUDYNKU I UKŁADY KONSTRUKCYJNE

    1. Budowla - każde dzieło rąk ludzkich trwale połączone z podłożem; specjalnymi rodzajami budowli są budynki,. Które można podzielić wg. 4 podstawowych kryteriów:

    1. Konstrukcję budynku stanowi zespół elementów powiązanych ze sobą w taki sposób, aby całość budynku mogła bezpiecznie i bez nadmiernych odkształceń opierać się działającym obciążeniom i przenosić je na grunt.

    - ze względu na rodz pionowych elementów konstrukcyjnych budynki dzieli się na:

    - budynki ze ścianami nośnymi - najstarszy rodzaj konstrukcji, stosowany szeroko do dnia dzisiejszego; ściany konstrukcyjne mogą być wykonane z cegieł, bloczków wylewanych w betonu lub montowane z gotowych element ów prefabrykowanych
    - ze względu na rozmieszczenie ścian konstrukcyjnych w bryle budynku rozróżnia się następujące układy konstrukcyjne:

    - zastępując ściany nośne zew. i wew. słupami (stalowymi lub żelbetowymi) uzyskuje się konstrukcję szkieletową, w której stropy przekazują obciążenie na podciągi które przenoszą je na słupy; tego typu rozwiązania konstrukcyjne stosowane są zazwyczaj w budynkach halowych oraz budynkach bardzo wysokich

    - osobną grupę stanowią budynki o konstrukcjach mieszanych w których wew. ściany nośne zastąpiono szkieletem stalowym lub żelbetowym

    WYKŁAD 3

    ŚCIANY

    1. a) ściany w budynku powinny spełniać następujące funkcje:

    - przenoszenie obciążeń pionowych i poziomych (poziome: wiatr)

    - przegród cieplnych, akustycznych, świetlnych i izolacji przeciwwilgociowej

    b) w zależności od pełnionych funkcji rozróżniamy:

    - ściany nośne(konstrukcyjne) - zew. i wew. w zależności od układu, będące również przegrodami

    - śc. Działowe - są wyłącznie przegrodami pełniącymi różne funkcje

    - śc. osłonowe - (zew) funkcja cieplna, izolacyjna

    c) dobór materiałów raz grubości ściany nośnej wynikają z obliczeń statystycznych

    d) w zależności od zastosowanego materiału wyróżniamy:

    -ściany murowane z cegieł

    - ściany wylewane (monolityczne) - do formy wkłada się zbrojenie i zalewa betonem

    - śc. montowane z elementów prefabrykowanych

    e) funkcję przegrody ściana może spełniać albo przez zastosowanie odpowiedniej grubości przekroju albo przez zastosowanie tzw. ścian warstwowych (jedna warstwa - konstrukcyjna, jedna lub kilka - izolacyjne)

    2. Stropy

    a) funkcje:

    - przenoszenie obciążeń użytkowych i ciężaru własnego na pionowe elementy konstrukcyjne

    - usztywnianie przegród akustycznych, termicznych poszczególnych kondygnacji budynku

    b) można podzielić na:

    -wykonywane na placu budowy

    - prefabrykowane

    d) stropy prefabrykowane - wykonywane w zakładach prefabrykacji a na budowie następuje ich montaż

    3. Schody

    a) służą do komunikacji między poziomami w budynkach. W skład schodów wchodzą biegi (składające się z szeregu stopni) i opoczniki (poziome elementy przedzielające biegi)

    b) w budownictwie uprzemysłowionym stosuje się schody prefabrykowane w postaci całych biegów i opoczników. Pod względem konstrukcyjnym rozróżnia się schody:

    - wspornikowe

    - policzkowe (po bokach są belki policzkowe, które podtrzymują stopnie)

    - płytowe

    (rysunki)

    4. Dachy

    a) stanowią osłonę budynku od góry przed czynnikami atmosf.

    b) składa się z konstrukcji nośnej i pokrycia. Konstrukcję nośną dachu mogą stanowić:

    - drewniane wiązary ciesielskie (wiązar - element nośny dachu)

    - prefabrykowane wiązary żelbetowe dachów stromych

    - prefabr. płyty dachowe układane na żelbetowych belkach

    - monolityczne dachy żelbetowe

    c) stropodachy (dachy płaskie) łączą funkcję stropu ostatniej kondygnacji i dachu

    WYKŁAD 4

    MODULARNY UKŁAD ODNIESIENIA I POŁOŻENIE EMELENTÓW BUDOWLANYCH W SIATCE MODULARNEJ.

    1. W systemie projektowania opartym na typowych zestawach prefabrykowanych elementów konstrukcyjnych dla jednoznacznego określenia wymaganych wymiarów i usytuowania każdego elementu montowanej konstrukcji stosuje się tzw. modularny układ odniesienia.

    1. W zależności od układy elementów budowlanych na siatce modularnej odróżniamy położenie elementów ściennych na płaszczyźnie i w przestrzeni.
      Osie odniesienia elementów ściennych na siatce modularnej przebiegają w spoinach i oś geometryczna elementu nie odgrywa zasadniczej roli przy usytuowaniu elementu w miejscu przeznaczenia. W tym przypadku istotne są krawędzie elementu i one służą do wyznaczenia jego położenia.
      Jeżeli trzeba usytuować elementu konstrukcji szkieletowej np. słupy na siatce modularnej, wówczas konieczne jest wyznaczenie osi geometrycznych elementu, z których korzysta się przy ustawianiu elementów w położeniu przewidzianym w projekcie.

    1. Dokładność położenia elementów budowlanych względem projektowanej siatki konstrukcyjnej budynku.
      Odchyłki położenia poszczególnych elementów budowlanych względem projektowanych poziomów i osi montażowych zależą od:

    - precyzji tyczenia poziomów i osi montażowych (wskaźników konstrukcyjnych na stropie kondygnacji roboczych)

    - cech kształtu elementów budowlanych i dokładności wyznaczenia wskaźników montażowych na tych elementach

    - precyzji ustawienia elementów budowlanych w poziomych osiach montażowych

    - wpływu czynników zew. (np. osiadania) które mogą spowodować lokalne przemieszczenia elementów budowlanych

    1. Cechy geometryczne form produkcyjnych i elementów prefabrykowanych o strukturze prostopadłościennej.
      Cechy form produkc. i prefabr. dzielimy na 3 podstawowe grupy:

    1. Pomiary kontrolne cech geometrycznych elementów prefabrykowanych.
      Kontrola obejmuje:

    - sprawdzenie stopnia wykończenia i wyglądu zew.

    - sprawdzenie cech wymiarów

    - sprawdzenie cech kształtu

    Pomiary kontrolne cech geometrycznych elementów prefabr. wykonuje się po wyjęciu elementów z form i ustawieniu ich w stojakach przejściowego magazynowania przed poddaniem ich procesowi wykończenia.

    1. Pomiary geodezyjne w procesie montażu budowli.
      Przedmiotem tyczenia przez geodetę są elementy projektowanych obiektów przemysłowych decydujące o zachowaniu w realizowanych obiektach warunków geometrycznych i wymiarów projektowych.
      Dotyczy to w szczególności:

      1. Punktów głównych obiektu, tzn. punktów określających jednoznacznie położenie obiektów w układzie współrzędnych osnowy realizacyjnej.

      2. Punktów wysokościowych wyznaczających jednoznacznie poziom zerowy parteru.

    W celu ustalenia wymaganej dokładności prac geodezyjnych wyróżniamy:

    1. Dokładność końcowego rezultatu pracy wyrażoną za pomocą nieprzekraczalnej wartości błędu granicznego (odchyłka dopuszczalna)

    2. Dokładność poszczególnych czynników i rezultatów składających się na rezultat końcowy.

    Dokładność położenia elementów budowlanych w odniesieniu do projektowanej siatki konstrukcyjnej charakteryzują odchyłki podstawowe Δx, Δy, Δz, pomierzone w miejscach kontrolowanych punktów wzdłuż odpowiednich osi.
    Wskutek różnych wielkości odchyłek podstawowych występują odchyłki pochodne:

    Δr - skręcenie elementu (np. wzdłuż osi Y)

    Δw - wychylenie elementu z pionu

    Δp - przesunięcie elementu górnej kondygnacji w stosunku do elementu niższej kondygnacji (mimośród montażowy)

    WYKŁAD 5

    GEODEZYJNE OSNOWY BUDOWLANO - MONTAŻOWE.

    1. Osnową realizacyjną do wyznaczenia osi konstrukcyjnych budynku na ławach ciesielskich jest rama geodezyjna okalająca wykop, związana geometrycznie z układem osi konstrukcyjnych obiektu budowlanego i zlokalizowana względem geodezyjnej osnowy terenowej.

    2. Do tyczenia wskaźników konstrukcyjnych na kolejnych kondygnacjach powtarzalnych stosuje się zależnie od przyjętej metody obsługi geodezyjnej następujące rodzaje osnów:

      1. Osnowa budowlano - montażowa zewnętrzna (dla stanowisk instrumentu poza budynkiem) - zakładana w celu tyczenia wskaźników metodą stałej prostej, rzutowania lub przecięcia kierunków.

      2. Osnowa budowlano - montażowa wewnętrzna (dla instrumentu ustawionego na stropie budynku) - wyznaczana za pomocą optycznych przyrządów do pionowania lub wyznaczenia teodolitem metodą wtyczania się w określone warunki

    PRACE GEODEZYJNE PODCZAS WYKONYWANIA ROBÓT ZIEMNYCH I FUNDAMENTÓW.

    1. Punkty obrysu dna fundamentów wyznacza się z ramy geodezyjnej metodą przecięć kierunków i stabilizuje się palikami drewnianymi ze świadkami.
      Głębokość wykopów pod fundamenty kontrolowana jest metodą niwelacji technicznej.
      Po zakończeniu robót ziemnych zakłada się tzw. ławy budowlane (ciesielskie) do oznaczenia i utrwalenia na ich wyznaczonych osi fundamentowych. Ławy budowlane zakłada się równolegle do osi głównych w odległości rzędu 2-3m od zewnętrznego obrysu budynku na wysokości ok. 0,5-1,5m nad poziomem terenu.

    2. Prace geodezyjne przy lokalizacji prefabrykowanych stóp fundamentowych polegają na osiowym ich ustawieniu zgodnie z projektowaną siatką słupów.

    WYKŁAD 6

    METODY POMIARÓW GEODEZYJNYCH STOSOWANYCH W BUDOWNICTWIE.

    1. Pomiar przemieszczeń poziomych - metoda trygonometryczna.

    1. Pomiar przemieszczeń pionowych.

      1. Precyzyjna niwelacja geometryczna.

        • Wyznaczanie wysokości reperów, zastabilizowanych na budynkach, za pomocą niwelatorów precyzyjnych zapewnia dokładność podwójnego pomiaru odcinka ciągu niwelacyjnego o długości 1 km z odchyleniem standardowym |0,2| - |0,7| mm/km

        • Wyznaczanie ugięć fundamentów na podstawie osiadań reperów: