FIRMA KONSTRUKCYJNA mgr in. LECH SOBIESZEK

Transkrypt

1 SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA 1. Opis techniczny. 2. Obliczenia statyczne. 3. Załącznik nr 1: Dokumentacja rysunkowa. - rysunek nr K.1: Rzut budynku. Zakres planowanych prac. Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 1

2 OPIS TECHNICZNY 1. Podstawa opracowania. - Zlecenie Inwestora, - Inwentaryzacja architektoniczna budynku oraz projekt budowlany architektury ("Cempla i Partnerzy Konserwacja Zabytków" grudzień 2011), - Ekspertyza stanu technicznego konstrukcji budynku (mgr inŝ. Lech Sobieszek grudzień 2011) 2. Cel i zakres opracowania. Celem projektu jest podanie zaleceń w zakresie robót naprawczych i odtworzeniowych, mających na celu przywrócenie prawidłowego stanu technicznego konstrukcji obiektu. ZałoŜeniem wyjściowym jest zachowanie odtworzonego obiektu jako relikt historyczny. Obejmuje swym zakresem elementy konstrukcyjne: fundamenty (podmurówka ceglana), ściany wieńcowe z bali, słupy ścienne, elementy więźby dachowej (krokwie słupki, płatwie, miecze, kleszcze). Aspekty technologii wzmocnienia wgłębnego przekrojów drewna konstrukcyjnego, odgrzybienie i impregnacja elementów drewnianych i murowanych wchodzą w zakres innych opracowań. 3. Opis ogólny obiektu. Budynek zlokalizowany jest na terenie Państwowego Muzeum Auschwitz - Birkenau w Oświęcimiu, w obrębie działek o nr 1507/2, 1529/13 i jest częścią działki zwanej "Ogrodem Hoessa". Budynek naleŝy zaliczyć do I kategorii geotechnicznej w prostych warunkach gruntowych. Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 2

3 Konstrukcję budynku stanowią: - fundamenty: konstrukcja posadowiona na podmurówce z cegły ceramicznej pełnej. Mur z cegły grubości 25cm, częściowo usytuowany powyŝej terenu. Ściana zagłębiona w gruncie na głębokość ok cm (3 warstwy cegły), posadowiona na warstwie 10-15cm gruzobetonu. - ściany: z poziomych bali (czterostronnie ciosanych) o przekroju 18x18-20x20cm. Długość bali ściennych wyznacza rozstaw kolejnych słupków pionowych i słupków przyokiennych, do których bale łączone są na wrąb. W naroŝach ściany zewnętrzne łączone na nakładkę z ostatkami. - więźba dachowa: drewniana, w konstrukcji płatwiowo kleszczowej, ze słupem zawieszonym. W węźle pustym krokwie oparte na ścianie zewnętrznej (belki wieńcowe) za pośrednictwem murłaty deski oraz w kalenicy na belce kalenicowej. Co czwarty wiązar jest wiązarem pełnym, ze słupem podpierającym płatew kalenicową, zawieszonym na dolnych kleszczach kleszcze oparte na słupach w grubości ściany. 4. Zakres projektowanych prac konstrukcyjnych. 4.1.Fundamenty. Z uwagi na nieznaczne zarysowania muru ceglanego przewiduje się pozostawienie podmurówki bez przemurowywania oraz nie planuje się podbijania fundamentów poniŝej strefy przemarzania. W trakcie prac naleŝy jedynie uzupełnić izolacje poziomą w formie dwóch warstw papy między podmurówką z cegły a pierwszą belką ścienną - podwaliną. Wymianę papy w koronie muru wykonać przez nieznaczne (kilka centymetrów) podniesienie konstrukcji belek wieńcowych, za pomocą podnośników ręcznych, Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 3

4 na odcinku między słupkami ściennymi, po uprzednim odciąŝeniu konstrukcji (rozbiórce więźby dachowej). Dodatkowo przed podnoszeniem ściany wieńcowe ustabilizować przez załoŝenie tymczasowych, prostujących pionowych kleszczy ze śrubami wg pkt Ściany. Prace wzmacniające ściany obejmują: - prostowanie wygiętych bali ściennych: przez załoŝenie dwustronnie pionowych kleszczy (tzw. lisic ) na kaŝdym odcinku bali (2 sztuki na kaŝdy odcinek). Lisice 8x16cm, łączone na wysokości trzema śrubami M12 (prętami nagwintowanymi) z podkładkami o duŝej średnicy. Elementy pionowe mają za zadanie ściągnięcie belek ściennych przez ich sukcesywne dokręcanie w przeciągu kilkunastu dni. Lisice naleŝy zdemontować po wykonaniu więźby dachowej. - wymiana elementów przy rozpadzie struktury drewna na części przekroju elementu: dotyczy minimum czterech belek wieńcowych w naroŝniku płn-wsch: na uszkodzonym odcinku projektuje się wymianę zniszczonych fragmentów belek ściennych na belki o tym samym przekroju, z drewna pochodzącego z odzysku. W przypadku braku drewna z odzysku wykorzystać drewno nowe. Połączenie kolejnych warstw wymienianych bali na wysokości przesunąć między sobą. W celu ograniczenia poślizgu połączenie wykonać na nakładkę prostą z zazębieniem. - wzmocnienie elementów, w których brak widocznego na zewnątrz rozpadu drewna, jednak przy wyraźnych śladach Ŝerowania drewnojadów: naleŝy dokonać dokładnego przeglądu wszystkich belek wieńcowych pod kątem Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 4

5 osłabienia przekroju. Wzmocnienie struktury drewna wykonać za pomocą specjalistycznych technologii plombowania i iniekcji drewna masą złoŝoną ze spoiwa (klej lub Ŝywice) i wypełniacza w formie trocin, wiór itp. Szczegóły zastosowanej technologii naprawy wg programu konserwatorskiego. - ścianę tylną budynku: naleŝy w całości odtworzyć w zakresie bali poziomych i słupów: ścianę odtworzyć z drewna odzyskowego, o przekroju jak elementy oryginalne. Połączenie elementów jak w konstrukcji oryginalnej, tj. przez osadzenie wrębów uformowanych w końcówkach belek w pionowych wycięciach po długości słupów. NaroŜne połączenia węgłowe ze ścianą boczną istniejącą wykonać przez podniesienie kolejnych belek ściany bocznej i wsunięcie wymienianego elementu. - dokonać odgrzybienia i impregnacji wszystkich elementów drewnianych 4.3. Więźba dachowa, pokrycie dachu. - projektuje się rozbiórkę całości więźby dachowej oraz pokrycia dachowego i deskowania pełnego dachu. - W trakcie rozbiórki naleŝy na bieŝąco kontrolować stan techniczny kaŝdego z elementów i kwalifikować jako zdatny lub nie do ponownego wbudowania. Kryterium nieprzydatności powinien być rozpad lub uszkodzenie drewna w stopniu powodującym brak moŝliwości naprawy. - uszkodzone elementy wiązara pełnego (kleszcze, zastrzały, miecze, słupek) naleŝy zawsze wymienić na nowe (z drewna z odzysku). Zastosować przekroje jak podane na rysunku, jako minimalne spełniające warunki nośności (wg obliczeń statycznych w załączeniu). ZAKŁADA SIĘ WYMIANĘ KROKWI W WIĄZARACH PEŁNYCH NA NOWE (WYMIANĘ ELEMENTU) Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 5

6 - uszkodzone strukturalnie krokwie naleŝy wzmocnić przez zastosowanie obustronnych przykładek, łączonych ze starym elementem przez śruby M12 z szerokimi podkładkami, montowane w rozstawie 25cm (na wylot) - do łączenia elementów więźby stosować połączenia ciesielskie i na śruby w miejscach jak w rozwiązaniu oryginalnym. - wszystkie elementy oryginalne, pozostawiane odgrzybić, a wraz z elementami zamiennymi całość zaimpregnować (łącznie z deskowaniem), - rozwiązanie pokrycia dachu i orynnowania wg projektu architektonicznego. 5. Wnioski i zalecenia końcowe. - Prowadzić na bieŝąco kontrolę wszystkich elementów drewnianych i w zaleŝności od zakresu uszkodzeń dobierać metodę wzmocnienia przekroju drewna. - zakres naprawy, wymiany lub impregnacji posadzki ceglanej wg opracowania architektonicznego - prace prowadzić z zachowaniem wymaganych przepisów BHP, pod szczególnym nadzorem osób uprawnionych Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 6

7 1. Zestawienie obciąŝeń OBLICZENIA STATYCZNE ŚCIANY NOŚNE ZEWNĘTRZNE WIEŃCOWE 쐗쐗 Rodzaj obciąŝenia Wartość γf Wartość Char [kn/m2] obl [kn/m2] Bale drewniane 20x20cm SUMA Zmienne - obciąŝenie wiatrem - strefa I, teren B Wiatr - strona nawietrzna ,25kN/m2*0,8*1,8*0,7 DACH - wszystkie warstwy na krokwiach Stałe: Rodzaj obciąŝenia Wartość γf Wartość Char [kn/m2] obl [kn/m2] Płytki azbestowe płaskie z deskowaniem pelnym SUMA DACH (o nachyleniu 20 stopni) Zmienne - obciąŝenie śniegiem - strefa III Śnieg - strefa III, wysokość A=255 m.n.p.m ,2kN/m2*0,8 (obc. na rzut dachu) Zmienne - obciąŝenie wiatrem - strefa I, teren B Wiatr - strona nawietrzna ,25kN/m2*0,8*1,8*(-0,9) Wiatr - strona zawietrzna ,25kN/m2*0,8*1,8*(-0,4) 2. NapręŜenia w gruncie w poziomie posadowienia. OBCIĄśENIA 1 - ŚCIANA PODŁUśNA ZEWNĘTRZNA rodzaj obciąŝenia wartość [kn/m] ObciąŜenie z dachu 6.8 Ściana wieńcowa 3.4 Podmurowka z cegły 2.08 OBCIĄśENIE ŁĄCZNE ŁAWY kn/m NAPRĘśENIE POD FUNDAMENTEM kpa SZEROKOŚĆ ŁAWY 0.25 m Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 7

8 3. Wiązar pusty dachu. Momenty zginające. Siły podłuŝne, reakcje podporowe. OBLICZENIA KONSTRUKCJI DREWNIANYCH - KROKIEW MATERIAŁ C24 PARAMETRY PRZEKROJU: 10x10cm ht=10.0 cm Ay=50.00 cm2 Az=50.00 cm2 Ax= cm2 bf=10.0 cm Iy= cm4 Iz= cm4 Ix= cm4 Wely= cm3 Welz= cm3 SIŁY WEWNĘTRZNE W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU My = 1.84 kn*m Vz = 0.10 kn Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 8

9 NAPRĘśENIA W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU Sig m,y,d = MPa Tau z,d = 0.02 MPa WYTRZYMAŁOŚCI f m,y,d = MPa f v,d = 1.73 MPa WSPÓŁCZYNNIKI I PARAMETRY DODATKOWE km = 0.70 kmod = 0.90 khy = 1.08 PARAMETRY WYBOCZENIOWE: względem osi y przekroju względem osi z przekroju FORMUŁY WERYFIKACYJNE: Sig_m,y,d/f m,y,d = 11.05/18.02 = 0.61 < 1.00 [4.1.5(1)] Tau z,d/f v,d = 0.02/1.73 = 0.01 < 1.00 [ (1)] PRZEMIESZCZENIA GRANICZNE Ugięcia u fin,y = 0.0 cm < u fin,max,y = L/ = 2.6 cm Zweryfikowano Decydujący przypadek obciąŝenia: cw u fin,z = 2.4 cm < u fin,max,z = L/ = 2.6 cm Zweryfikowano Decydujący przypadek obciąŝenia: 1(1+0.8)*1 + 1(1+0.5)*2 + 1(1+0.25)* *5 u fin,yz = 2.4 cm < u fin,max,yz = L/ = 2.6 cm Zweryfikowano Decydujący przypadek obciąŝenia: 1(1+0.8)*1 + 1(1+0.5)*2 + 1(1+0.25)* *5 Przemieszczenia Profil poprawny!!! 4. Wiązar pełny dachu. Schemat statyczny Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 9

10 Momenty zginające Siły podłuŝne, reakcje w podporach Deformacje spręŝyste Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 10

11 OBLICZENIA KONSTRUKCJI DREWNIANYCH - KLESZCZE NORMA: PN-B-03150:2000 TYP ANALIZY: Weryfikacja prętów OBCIĄśENIA: Decydujący przypadek obciąŝenia: 6 KOMB1 1*1.10+2*1.30+4*1.17+3* *1.00 MATERIAŁ C24 PARAMETRY PRZEKROJU: 2x8x16cm ht=12.0 cm Ay= cm2 Az= cm2 Ax= cm2 bf=8.0 cm Iy= cm4 Iz= cm4 Ix= cm4 d=16.0 cm Wely= cm3 Welz= cm3 SIŁY WEWNĘTRZNE W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU N = kn My = kn*m Vz = 0.57 kn NAPRĘśENIA W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU Sig t,0,d = MPa Sig m,y,d = 1.75 MPa Tau z,d = 0.04 MPa WYTRZYMAŁOŚCI f t,0,d = MPa f m,y,d = MPa f v,d = 1.73 MPa WSPÓŁCZYNNIKI I PARAMETRY DODATKOWE km = 0.70 kmod = 0.90 kht = 1.13 khy = 1.05 PARAMETRY ZWICHRZENIOWE: PARAMETRY WYBOCZENIOWE: względem osi y przekroju względem osi z przekroju FORMUŁY WERYFIKACYJNE: Sig t,0,d/f t,0,d + Sig m,y,d/f m,y,d = 0.64/ /17.37 = 0.16 < 1.00 [4.1.6] Tau z,d/f v,d = 0.04/1.73 = 0.03 < 1.00 [ (1)] Profil poprawny!!! OBLICZENIA KONSTRUKCJI DREWNIANYCH ZASTRZAŁ NORMA: PN-B-03150:2000 TYP ANALIZY: Weryfikacja prętów GRUPA: PRĘT: 6 Słup drewniany_6 PUNKT: 1 WSPÓŁRZĘDNA: x = 0.71 L = 0.96 m OBCIĄśENIA: Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 11

12 Decydujący przypadek obciąŝenia: 7 KOMB2 1*1.10+2*1.30+3*1.50+5* *1.00 MATERIAŁ C24 PARAMETRY PRZEKROJU: 8x15cm ht=15.0 cm Ay=41.74 cm2 Az=78.26 cm2 Ax= cm2 bf=8.0 cm Iy= cm4 Iz= cm4 Ix= cm4 Wely= cm3 Welz= cm3 SIŁY WEWNĘTRZNE W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU N = 8.48 kn My = 0.67 kn*m Vz = kn NAPRĘśENIA W ROZPATRYWANYM PRZEKROJU Sig c,0,d = 0.71 MPa Sig m,y,d = 2.22 MPa Tau z,d = MPa WYTRZYMAŁOŚCI f c,0,d = MPa f m,y,d = MPa f v,d = 1.73 MPa WSPÓŁCZYNNIKI I PARAMETRY DODATKOWE km = 0.70 kmod = 0.90 khy = 1.00 PARAMETRY ZWICHRZENIOWE: PARAMETRY WYBOCZENIOWE: względem osi y przekroju względem osi z przekroju ly = 1.36 m Lam,y = lz = 1.36 m Lam,z = Lam rel,y = 0.53 ky = 0.64 Lam rel,z = 1.00 kz = 1.05 lc,y = 1.36 m kc,y = 0.99 lc,z = 1.36 m kc,z = 0.73 FORMUŁY WERYFIKACYJNE: Sig c,0,d/(kc,y*f c,0,d) + Sig m,y,d/f m,y,d = 0.71/(0.99*14.54) /16.62 = 0.18 < 1.00 [4.2.1(3)] Tau z,d/f v,d = 0.21/1.73 = 0.12 < 1.00 [ (1)] PRZEMIESZCZENIA GRANICZNE Przemieszczenia v x = 0.0 cm < v max,x = L/ = 0.9 cm Zweryfikowano Decydujący przypadek obciąŝenia: KOMB4 (1+2+3)*1.00+5* *0.68 Decydujący przypadek obciąŝenia: Profil poprawny!!! WNIOSKI: Istniejące przekroje konstrukcji więźby dachowej spełniają warunki SGN i SGU. Elementy brakujące naleŝy odtworzyć z drewna o przekroju minimalnym jak podany na rysunku K.1 (przekrój A-A). Projekt budowlany branŝa konstrukcja. 12