budownictwo wyklady.doc

WYKŁAD 1

TEMAT: Grunty budowlane

1.       Grunty budowlane

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

b.       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

c.       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

a.       I faza – stała (ziarna, cząstki mineralne i organiczne)

b.       II faza – ciekła (woda)

c.       III faza – gazowa (powietrze lub gazy humusowe)

3.       Właściwości fizyczne gruntu:

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

·         wilgotność

·         gęstość objętościowa

·         gęstość właściwa szkieletu gruntowego

b.       pomocnicze

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

4.       Właściwości mechaniczne:

a.       charakteryzują nośność i odkształcalność podłoża gruntowego

b.       należą do nich:

·         wytrzymałość na ścinanie

·         ściśliwość gruntu – na jego podstawie można przewidzieć o ile budynek osiądzie

5.       Woda w gruncie może występować w różnej postaci:

a.       woda związana

b.       w. kapilarna

c.       w. grawitacyjna

6.       - 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.

7.       – 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.

8.       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 częśc 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 :

·         głębokości gruntu nośnego

·         wysokości lustra wody gruntowej

·         czy budynek jest podpiwniczony czy nie

·         wysokości piwnic

·         głębokości posadowienia sąsiednich budynków

·         głębokości położenia kanalizacji

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:

·         stopy fundamentowe (służą do przekazywania obciążeń od słupów w konstrukcjach szkieletowych, stopy wykonuje się z betonu lub żelbetu)

·         fundamenty pasmowe (ławy fundamentowe, najczęściej stosowane jako fundamenty ścian nośnych wykonywane z cegły, kamienia, betony lub żelbetonu)

·         fundamenty rusztowe (układ wzajemnie prostopadły ław fundamentowych pod szeregowymi rzędami słupów)

·         płyty fundamentowe (stosowane w przypadku bardzo dużych obciążeń lub konieczności posadowienia budowli na gruntach słabych)

·         skrzynie fundamentowe (stosowane w szczególnie trudnych warunkach gdy zachodzi potrzeba przeniesienia na podłoże obciążenia bardzo nierównomiernego w sposób równomierny)

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:

·         przekazania obciążeń z budowli przez wodę lub nienośny grunt na podłoże bardzo mocne – pale przekazują obciążenia przez swoje podstawy.

·         Przekazanie obciążeń na zalegające w głębi podłoża , warstwy o dużej miąższości, nośności – pale przekazują obciążenia przez podstawe i pobocznice w obrębie warstwy nośnej

·         Przekazanie obciążenia na warstwę o dużej miąższości – obciążenia są przekazywane przez pobocznice

·         Osłony budowli mostowych i wodnych przed uderzeniami przedmiotów płynących

·         Stabilizacje osuwisk

·         Zakotwiczenia ścian oporowych

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:

·         I – przekazywanie obciążeń przez stopę

·         II – przekazywanie obciążeń przez pobocznicę

·         III – częściowo przez stopę i częściowo przez pobocznicę

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:

a)      Rurę obsadową ustawia się pionowo przy kafarze

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

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

d)      Zagłębienie rury następuje przez uderzenie młota o korek

e)      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).

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

g)      Po wyciągnięciu rury wkłada się zbrojenie.

Pale bez zagęszczania gruntu (Wolfsholza). Schemat formowania:

a)      Wywiercenie otworu w gruncie przypomocy rury obsadowej

b)      Umieszczenie zbrojenia wewnątrz rury.

c)       Założenie na rurę obsadową szczelnej głowicy z przewodami:
- doprowadzającym beton pod ciśnieniem
-doprowadzającym sprężone powierze
-odprowadzającym wodę gruntową

d)      Zwiększenie ciśnienia powietrza w rurze powoduje odprowadzenie wody gruntowej

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

f)        Dalsze zwiększanie ciśnienia powoduje wypychanie rury do góry

g)      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 pwietrze.

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

·         Warstwa gruntu nośnego znajduje się na głębokości nie przekraczającej 35 m od poziomu zwierciadła wody gruntowej lub powierzchniowej

·         Warstwy gruntu znajdujące się nad warstwą nośną zawierają przeszkody dające się usunąć jedynie po bezpośrednim dojściu do nich

·         Dopływ wody jest tak duży, że nie można jej odpompować z dołu fundamentowego i umożliwić bezpośredniego dojścia do poziomu posadowienia

- 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:

Ø       Położenia w stosunku do poziomu terenu (podziemne, naziemne)

Ø       Właściwości fizycznych (trwałe, tymczasowe)

Ø       Cech architektonicznych (kształt, dostosowanie do spełniania określonych zadań)

Ø       Przeznaczenie

·         W każdym budynku można wyróżnić określone elementy składowe, które, połączone węzłami, tworzą konstrukcję obiektu budowlanego

·         Rozróżnia się 3 grupy elementów składowych budynku: nośne, wykończeniowe i elementy wyposażenia

·         Grupa elementów nośnych: fundamenty; ściany nośne, słupy; stropy, belki, nadproża; schody, balkony; dachy, stropodachy

·         Grupa elementów wykończeniowych: ściany osłonowe, ścianki działowe; izolacje (termiczne, przeciwwilgociowe, itp.); tynki, posadzki; stolarka budowlana

·         Grupa elementów wyposażenia: instalacje wodociągowe, kanalizacyjne, energetyczne, gazowe, ogrzewcze, wentylacyjne, itp.

2.       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:

·         Ze ścianami nośnymi

·         O konstrukcji szkieletowej

·         O konstrukcji mieszanej

- 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:

·         podłużny 0 ściany nośne usytuowane równolegle do osi podłużnej budynku

·         poprzeczny – ściany nośne prostopadłe do osi podłużnej budynku

·         krzyżowy podłużnymi i poprzecznymi ścianami nośnymi

- 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

·         drewniane – obecnie rzadko stosowane, nie spełniają wszystkich warunków stropów, ponieważ nie usztywniają w dostatecznym stopniu budynku i nie stanowią odpowiedniej przegrody ognioodpornej

·         staloceramiczne – o konstrukcji płytowo-żebrowej, wykonywane są z elementów stalowych (będących elementami nośnymi) i elementów ceramicznych (pustaków układanych między elementami nośnymi)

·         żelbetowe – wykonywane w 3 zasadniczych typ...