EKSPERTYZA TECHNICZNA, OBLICZENIA STATYCZNE ORAZ OPIS TECHNICZNY W ZAKRESIE KONSTRUKCJI

Transkrypt

1 Załącznik do projektu budowlanego: Przebudowa i rozbudowa istniejącego budynku świetlicy wiejskiej wraz z przyległym parkiem i rozbudową zaplecza sportowo rekreacyjnego w Sieroniowicach EKSPERTYZA TECHNICZNA, OBLICZENIA STATYCZNE Projektował: mgr inż. Marcin Łukacz Sprawdził: mgr inż. Jarosław Mentel Data opracowania: październik 2009 Strona 1 załącznika

2 Spis zawartości: 1. Prawna podstawa opracowania Formalna podstawa opracowania Zakres opracowania ekspertyzy (oceny technicznej) Opis stanu istniejącego Wniosek z ekspertyzy (oceny technicznej) Zakres opracowania obliczeń Obliczenia dachowego dźwigara kratowego Nadproża Pozostałe elementy konstrukcyjne...16 Strona 2 załącznika

3 1. Prawna podstawa opracowania Prawną podstawę opracowania ekspertyzy stanowi 206 ust. 2 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.), który brzmi: Rozbudowa, nadbudowa, przebudowa oraz zmiana sposobu użytkowania budynku powinny być poprzedzone ekspertyzą techniczną stanu konstrukcji i elementów budynku, z uwzględnieniem stanu podłoża gruntowego. Podstawę opracowania obliczeń statycznych i opisu technicznego w zakresie konstrukcji stanowi 11, ust. 2, pkt 3 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 3 lipca 2003 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego (Dz. U. z 2003 r. Nr 120, poz z późn. zm.), który brzmi: Projekt architektoniczno-budowlany obiektu budowlanego powinien zawierać zwięzły opis techniczny (, który) powinien określać: ( ) układ konstrukcyjny obiektu budowlanego, zastosowane schematy (konstrukcyjne (statyczne), założenia przyjęte do obliczeń konstrukcji, w tym dotyczące obciążeń, oraz podstawowe wyniki tych obliczeń ( ). 2. Formalna podstawa opracowania Formalną podstawę opracowania niniejszej ekspertyzy, obliczeń i opisu stanowi umowa cywilno-prawna zawarta pomiędzy autorem Marcinem Łukaczem, a firmą TB- ARCHITEKT Tomasz Bednarek, będącą podmiotem opracowującym projekt budowlany dla całego zamierzenia inwestycyjnego. Całość opracowano na podstawie: inwentaryzacji otrzymanej od TB-ARCHITEKT, wizji lokalnej w obiekcie, podkładów projektowych otrzymanych od TB-ARCHITEKT, dokumentacji fotograficznej obiektu, uzgodnień z TB-ARCHITEKT. W opracowaniu uwzględniono normy: PN-82/B Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości. PN-82/B Obciążenia budowli. Obciążenia stałe. Strona 3 załącznika

4 PN-82/B Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe. PN-80/B Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem. PN-77/B Az1:2009 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem. PN-B-03002: Az1 + Az2 Konstrukcje murowe niezbrojone. Projektowanie i obliczanie. PN-B-03002: 2007 Konstrukcje murowe. Projektowanie i obliczanie. PN-81/B Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie. PN-81/B-03150/00 do 03 Konstrukcje z drewna i materiałów drewnopochodnych. Obliczenia statyczne i projektowanie. ( ). PN-B-03150: Az1 + Az2 Konstrukcje drewniane. Obliczenia statyczne i projektowanie. PN-90/B Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie. PN-B-03264: 2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie. Wśród wyżej wymienionych norm znajdują się także te już nieaktualne (zastąpione nowszymi wersjami), przywołano je jednak w obliczeniach, gdyż konstrukcja analizowanego budynku projektowana była w oparciu o ówczesne normy, zatem część z zapisów w nich zawartych może być istotna dla prawidłowej oceny istniejącej konstrukcji. Normy nieaktualne podano kursywą. Strona 4 załącznika

5 3. Zakres opracowania ekspertyzy (oceny technicznej) Ekspertyza (ocena techniczna) zakresem obejmuje cały obiekt będący przedmiotem przebudowy i rozbudowy. Przeanalizowano również stan podłoża gruntowego. 4. Opis stanu istniejącego zewnętrznych. Budynek jest jednokondygnacyjnym, z wieżyczką w środku jednej ze ścian W tylnej części znajdują się dwie dobudówki obie przewidziane do wyburzenia. Budynek wykonany jest w konstrukcji murowej. Stan techniczny konstrukcji oceniono jako średni. W budynku występuje kilka drobnych pęknięć ścian. Strona 5 załącznika

6 5. Wniosek z ekspertyzy (oceny technicznej) Budynek może zostać poddany rozbudowie i przebudowie w sposób jak zaprojektowano. Przewidziano naprawę uszkodzonych fragmentów ścian poprzez zszycie. Skute zostaną tynki, a mury poddane osuszeniu. Dach nad całym obiektem zostanie zdemontowany i wykonany od nowa. Pęknięcia ścian usunąć luźne fragmenty cegieł i fugi, naciąć pęknięcia wzdłuż (dla poszerzenia szczeliny), szczeliny wypełnić żywicą do wklejania kotew w murach ceglanych np. HILTI HIT-HY 70, poziome spoiny przy pęknięciach wyciąć na głębokość 2-3 cm, w wycięciach poziomych wkleić pręty zszywające o długości co najmniej 40 cm. Inne drobne uszkodzenia naprawić zgodnie z zasadami sztuki budowlanej. Zaleca się aby poszczególne elementy konstrukcyjne w trakcie robót gdy będzie techniczna możliwość ich oceny jeszcze raz zostały poddane przeglądowi i analizie. W przypadku wątpliwości należy wezwać projektanta. Strona 6 załącznika

7 6. Zakres opracowania obliczeń Obliczenia obejmują swym zakresem główne elementy konstrukcyjne (dźwigar kratowy dachu). Pozostałe elementy przyjmowane były z warunków konstrukcyjnych. Nie wyklucza się konieczności opracowania projektu wykonawczego. Niniejsze opracowanie oraz część rysunkowa do projektu budowlanego podaje jedynie ogólne informacje w zakresie konstrukcyjnym. Szczegółowe rozwiązania konstrukcyjne podawane będą (w razie potrzeby) na roboczo w trakcie budowy lub zawarte będą na rysunkach wykonawczych (tzn. w osobnym opracowaniu). 7. Obliczenia dachowego dźwigara kratowego Do celów obliczeniowych przyjęto następujący układ głównych warstw poszycia dachu (od góry): blacha trapezowa stalowa (układ fałd zgodny ze spadkiem dachu) deskowanie pełne (2,5cm) lub łaty z profili stalowych (rura kwadratowa 40x40x3 w rozstawie 50 cm) wełna mineralna sufit podwieszany z płyt G-K Powyższy opis warstw jest wystarczającym dla zwymiarowania konstrukcji dopuszcza się aby w części architektoniczno-budowlanej wyspecyfikowano nieco inny układ, np. z folią izolacyjną itp. Różnice nie powinny powodować zwiększenia obciążeń w stosunku do tego co niżej przyjęto. Nie dopuszcza się zmienianie typu blach trapezowych, zmiany mogą polegać jedynie na wprowadzeniu dodatkowej lekkiej membrany w postaci np. folii. Strona 7 załącznika

8 ZESTAWIENIE OBCIĄŻEŃ NA POŁAĆ DACHU: Śnieg S [kn/m 2 ] 1,296 1,296 10,0 10,0 - Dach dwuspadowy - obiekt niższy niż otaczający teren albo otoczony wysokimi drzewami lub obiektami wyższymi zwiększenie obciążenia S k o 20% - Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu: - strefa obciążenia śniegiem 2 Q k = 0,9 kn/m 2 Połać bardziej obciążona: - Współczynnik kształtu dachu: nachylenie połaci = 10,0 o C 2 = 0,8 Obciążenie charakterystyczne dachu: S k = 1,20 Q k C = 1,20 0,900 0,800 = 0,864 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: S = S k f = 0,864 1,5 = 1,296 kn/m 2 Połać mniej obciążona: - Współczynnik kształtu dachu: nachylenie połaci = 10,0 o C 1 = 0,8 Obciążenie charakterystyczne dachu: S k = 1,20 Q k C = 1,20 0,900 0,800 = 0,864 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: S = S k f = 0,864 1,5 = 1,296 kn/m 2 Strona 8 załącznika

9 Wiatr -0,337-0,150 p [kn/m 2 ] kierunek wiatru 10,0 H=4,5 B=7,8 - Budynek o wymiarach: B = 7,8 m, L = 17,5 m, H = 4,5 m - Dach dwuspadowy, kąt nachylenia połaci = 10,0 o - Charakterystyczne ciśnienie prędkości wiatru: - strefa obciążenia wiatrem I q k = 250 Pa - budowla niższa od 5 m zmniejszenie obciążenia q k o 20% q k = 0,8 0,250 = 0,200 kn/m 2 - Współczynnik ekspozycji: rodzaj terenu: B; z = H = 4,5 m C e (z) = 0,80 - Współczynnik działania porywów wiatru: = 1,80 - Współczynnik ciśnienia wewnętrznego: budynek zamknięty C w = 0 Połać nawietrzna: - Współczynnik ciśnienia zewnętrznego: C z = -0,9 - Współczynnik aerodynamiczny C: C = C z - C w = -0,9-0 = -0,9 Obciążenie charakterystyczne: p k = q k C e C = 0,200 0,80 (-0,9) 1,80 = -0,259 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = p k f = (-0,259) 1,3 = -0,337 kn/m 2 Połać zawietrzna: - Współczynnik ciśnienia zewnętrznego: Strona 9 załącznika

10 C z = -0,4 - Współczynnik aerodynamiczny C: C = C z - C w = -0,4-0 = -0,4 Obciążenie charakterystyczne: p k = q k C e C = 0,200 0,80 (-0,4) 1,80 = -0,115 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = p k f = (-0,115) 1,3 = -0,150 kn/m 2 Powyższe zestawienie obciążenia od wiatru nie uwzględnia postanowień zmiany Az1:2009. Dla jej uwzględnienia podane wyżej wartości należy: o zwiększyć o 20% (zmiana Az1 nie dopuszcza zmniejszania obciążenia dla budowli niższych niż 5m) o przemnożyć przez współczynnik 0,975 (uwzględniający zmianę wartości charakterystycznej ciśnienia prędkości q k oraz współczynnika C e dla terenu B) o zastosować współczynnik bezpieczeństwa 1,5 (było 1,3) Ostatecznie: Połać nawietrzna: Obciążenie charakterystyczne: p k = -0,259 kn/m 2 * 1,20 * 0,975 = -0,303 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = p k f = (-0,303) 1,5 = -0,454 kn/m 2 Połać zawietrzna: Obciążenie charakterystyczne: p k = -0,115 kn/m 2 * 1,20 * 0,975 = -0,134 kn/m 2 Obciążenie obliczeniowe: p = p k f = (-0,134) 1,5 = -0,201 kn/m 2 Stałe o Blacha wierzchnia g k = 0,1 kn/m 2 g d = ~0,15 kn/m 2 o Ocieplenie Do obliczeń przyjęto 20 cm wełny mineralnej (dokładna grubość izolacji wyspecyfikowana w części architektoniczno-budowlanej projektu). Ciężar wełny: 1,0 kn/m 3 (tj. jak dla wełny półtwardej wg PN-82/B-02001). g k = 1,0 * 0,2 = 0,2 kn/m 2 g d = 0,2 * 1,2 = 0,24 kn/m 2 Strona 10 załącznika

11 o Deskowanie g k = 0,15 kn/m 2 g d = 1,2 * 0,15 = 0,18 kn/m 2 o Płyta G-K + ruszt stalowy Przyjęto 2x płyta grubości 12,5mm = 2x 8,75 kg/m 2 = 17,5 kg/m 2 g k = ~0,2 kn/m 2 g d = 1,2 * 0,2 = ~0,3 kn/m 2 o Dodatkowe obciążenie technologiczne od ewentualnych instalacji podwieszonych Przyjęto 30 kg/m 2 g k = 0,3 kn/m 2 g d = 1,3 * 0,3 = ~0,4 kn/m 2 RAZEM: g k = 0,95 kn/m 2 g d = 1,27 kn/m 2 ZESTAWIENIE OBCIĄŻEŃ DLA DZWIGARA: Rozstaw dźwigarów: 90cm Obciążenie na pas górny dźwigara: g k = 0,95 kn/m 2 * 0,9 m = 0,85 kn/m g d = 1,27 kn/m 2 * 0,9 m = 1,14 kn/m γ śr = 1,14 / 0,85 = 1,34 WYMIAROWANIE: W obliczeniach przyjęto drewno klasy C18. Strona 11 załącznika

12 Strona 12 załącznika

13 Strona 13 załącznika

14 Z powyższych ogólnych obliczeń statycznych wynika że naprężenia ściskające w elementach drewnianego dźwigara nie przekraczają 9 MPa. Z warunku konstrukcyjnego przyjęto, dodać nakładki na pas dolny dźwigara w miejscu jego oparcia na ścianach. Nakładki przyjęto nabite obustronnie na deskę. Nakładki wykonać z tej samej wielkości deski co pas dolny tj. 2,5x12cm. Ostatecznie: Dźwigar kratowy przyjęto wykonać z desek 12x2,5cm z drewna klasy co najmniej C18. Słupki i krzyżulce nabijać nakładkowo od boków (naprzemiennie) pasów dźwigara. W miejscu oparcia na ścianie nabić obustronnie nakładki wzmacniające 2x 2,5x12cm. Dźwigar oprzeć na murze na poduszce z zaprawy montażowej i przekładce z dwóch warstw papy. W miejscach przejścia dźwigara przez mur, drewno zabezpieczyć poprzez pomalowanie materiałem bitumicznym oraz owinięcie papą. Całość konstrukcji wykonać zgodnie z zasadami sztuki ciesielskiej. W razie wątpliwości wezwać projektanta. Strona 14 załącznika

15 8. Nadproża Główne nadproże zaprojektowano w osi 3. Jego rozpiętość wynosi 4,62m. Z uwagi na demontaż dachu nad przebudowywanym obiektem, wykonanie tego nadproża będzie możliwe przy całkowicie rozebranej ścianie nad nadprożem. Konstrukcyjnie przyjęto nadproże z dwóch ceowników 200, połączonych naspawanymi przewiązkami co około 50 cm. Nadproże oprzeć na murze na poduszce z zaprawy montażowej. Głębokość oparcia na murze minimum 30 cm. W ścianach nowomurowanych nadproża wykonać z prefabrykowanych elementów żelbetowych. Nadproża dla otworów w ścianach istniejących przyjęto konstrukcyjnie wykonane z dwóch belek stalowych (ceowniki C120). Głębokość oparcia na murze minimum 20 cm. Nadproże należy wykonać etapowo. Poniżej podano poszczególne etapy wykonania: 1. Przekuć ścianę na wylot w miejscach gdzie będą poduszki. 2. Wykonać poduszki z zaprawy do podlewek. 3. Odczekać do osiągnięcia wystarczającej wytrzymałości poduszek. 4. Po jednej stronie ściany wykuć dwie bruzdy na stopki ceownika oraz zagłębienie na środnik ceownika. 5. Osadzić z jednej strony ceownik nadproża. 6. Wolne przestrzenie nad, za i obok ceownika wypełnić szczelnie zaprawą montażową. 7. Odczekać minimum 7 dni dla osiągnięcia przez zaprawę odpowiedniej wytrzymałości. 8. Po drugiej stronie ściany wykuć kolejne dwie bruzdy na stopki drugiego ceownika oraz zagłębienie na środnik ceownika. 9. Wolne przestrzenie nad, za i obok ceownika wypełnić szczelnie zaprawą montażową. 10. Odczekać minimum 7 dni dla osiągnięcia przez zaprawę odpowiedniej wytrzymałości. 11. Wywiercić 6 otworów przez całe nadproże, wkleić pręt gwintowany i skręcić nakrętkami całe nadproże. 12. Wykuć otwór drzwiowy o szerokości między poduszkami betonowymi. 13. Zamocować siatkę stalową na nadprożu stalowym i otynkować zaprawą cementowowapienną. Strona 15 załącznika

16 9. Pozostałe elementy konstrukcyjne Z uwagi na stosunkowo niewielkie wymiary (rozpiętości) pozostałe elementy konstrukcyjne przyjęto z warunków konstrukcyjnych. Belki dachowe nad dobudowaną częścią niższą przyjęto: 8x16cm w rozstawie jak dźwigary główne. Belki dachowe nad wiatrołapem przyjęto: 8x16 cm w rozstawie 85 cm. Grubość ścian nośnych przyjęto konstrukcyjnie jako 24cm i wykonane z bloczków YTONG. Wymiary ław fundamentowych przyjęto: 40x30cm dla wiatrołapu i 50x30cm dla pozostałych ścian. Zbrojenie ław należy zakotwić w istniejących fundamentach poprzez wklejenie na głębokość około 20cm. Strona 16 załącznika