EKSPERTYZA TECHNICZNA-KONSTRUKCYJNA stanu konstrukcji i elementów budynku TEMAT MODERNIZACJA POMIESZCZENIA RTG INWESTOR JEDNOSTKA PROJEKTOWA SAMODZIELNY PUBLICZNY ZESPÓŁ OPIEKI ZDROWOTNEJ 32-100 PROSZOWICE, UL. KOPERNIKA 1 KRS 0000003923, NIP 682-14-36-049 Brach Biuro Projektów i Obsługi Inwestycji 31-117 Kraków, ul. Prusa 29/11, tel/fax : 12 429 71 33 e-mail : brach@brach.pl Funkcja Tytuł, imię, nazwisko Nr uprawnień Pieczątka i podpis Projektował Inż. Krzysztof Wójcik MAP/0191/PWOK/05 Miejsce i data sporządzenia projektu Kraków, STYCZEŃ 2013 1
SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA Część opisowa: 1.Opis techniczny 1.1 Podstawa opracowania 1.2 Zakres opracowania 1.3 Opis konstrukcji istniejącej 1.4 Obliczenia statyczno wytrzymałościowe 1.5 Wnioski i zalecenia Część rysunkowa: K-1 Widok wzmocnienia stropu 2
OPIS TECHNICZY 1.1 Podstawa opracowania Inwentaryzacja obiektu. Odkrywki istniejącego stropu Wizja lokalna na Obiekcie Obowiązujące Normy i Przepisy w Budownictwie PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie. PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości. PN-82/B-02001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe. PN-80/B-02010/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenia śniegiem. PN-77/B-02011/Az1 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenia wiatrem. PN-82/B-02001 "Obciążenia budowli. Obciążenia stałe". PN-82/B-02003 "Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe." PN-B-06200 Konstrukcje stalowe budowlane. Warunki wykonania i odbioru. Wymagania podstawowe. 1.2 Zakres opracowania Przedmiotem opracowania jest ekspertyza stanu technicznego konstrukcji stropu. Określenie nośności istniejącego stropu i projekt wzmocnienia. Ekspertyza ma na celu określenia możliwości i sposobu zamocowania na istniejącym stropie nowych urządzeń rentgenowskich. 3
1.3 Opis konstrukcji istniejącej Istniejący strop pomieszczenia rentgena znajduje się na II piętrze szpitala w Proszowicach. Jest to strop typu Akerman o rozpiętości stropu w świetle 5,75m. Na podstawie odkrywki stwierdzono następujące warstwy stropu:\ - posadzka PCV na kleju 0,4cm, -wylewka betonowa 2,5cm, -styropian 3,0cm, - barybeton 4,5cm, - płyta pilśniowa miękka 1,2cm, - płyta nośna stropu 4,0cm, - pustak ceramiczny 22,0cm, -tynk cem-wap. 1,5cm, Klasę betonu konstrukcyjnego w stropie stwierdzono jako B15. W żebrze stwierdzono występowanie pręta zbrojeniowego 1#18. Wymiary pustaka ceramicznego wynoszą: L=30cm, b=25cm, h=22cm. 1.4 Obliczenia statyczno wytrzymałościowe Zestawienie obciążeń: Zestawienie obciążeń stałych Obciążenie Współczynnik Obciążenie Rodzaj obciążenia charakterystyczne q k [kn/m2] obciążenia f obliczeniowe q o [kn/m2] Posadzka PCW 0.07 1.2 Automatycznie Barybeton 3cm 0.78 1.2 Automatycznie Płyta pilśniowa 0.05 1.2 Automatycznie Płyta stropu Akerman 1.0 1.2 Automatycznie Pustaki 22cm 1.29 1.2 Automatycznie Żebro Automatycznie 1.2 Automatycznie Tynk 1,5 cm 0,28 1.2 Automatycznie Razem 3,47 Zestawienie obciążeń eksploatacyjnych Obciążenie Współczynnik Obciążenie Rodzaj obciążenia charakterystyczne q k [kn/m2] obciążenia f obliczeniowe q o [kn/m2] Obciążenie użytkowe 2,0 1.3 Automatycznie Obciążenie ściankami działowymi 0.75 1.3 Automatycznie Razem 2,75 Ciężar urządzeń rentgenowskich: - Stół RTG 2.268kN /(2,15m*0,9m) = 1.17kN/m 2 - Kolumna QS-550 2.722kN/(3.05m*0.47m)= 1.9kN/m 2 4
1.4.1 Obliczenia Stropu istniejącego: RYS 1 Obciążenia stałe [kn/m} RYS 2 Obciążenia eksploatacyjne [kn/m} RYS 3 Obciążenia od urządzeń [kn/m} 5
RYS 4 Wykres momentów My [knm} Analiza nośności przekroju dla zginania prostego 1. Założenia: Beton klasy B15, cc = 1,00 Stal klasy A-III f yk = 410,0 (MPa) Przekrój zbrojony prętami 18 Dopuszczalna szerokość rozwarcia rys a dop = 0,30 mm Obliczenia zgodne z PN-B-03264:2002 2. Przekrój: b = 7,0 (cm) h = 24,0 (cm) d 1 = 4,0 (cm) d 2 = 4,0 (cm) 3. Powierzchnia zbrojenia: A s1 = 2,5 (cm2) A s2 = 0,3 (cm2) 2 18 = 5,1 (cm2) 2 18 = 5,1 (cm2) Stopień zbrojenia: = 2,00 (%) Minimalny stopień zbrojenia: a, min = 0,13 (%) 6
4. Dopuszczalny moment zginający: Z uwagi na nośność przekroju: M max = 10,74 (kn*m) M min = -2,07 (kn*m) < M ED =12.75 (kn*m) Warunek nie spełniony. Niewystarczająca nośność przekroju!!! Z uwagi na zarysowanie przekroju (suma obc. długo- i krótkotrwałego) M max = 19,86 (kn*m) M min = -1,11 (kn*m) Stosunek obciążenia długotrwałego do całkowitego = 1,00 Wyniki szczegółowe dla SGN: My = 10,74 (kn*m) Położenie osi obojętnej: y = 13,3 (cm) Ramię sił wewnętrznych: z = 13,3 (cm) Względna wysokość strefy ściskanej: = 0,67 Graniczna wysokość strefy ściskanej: gr = 0,67 Naprężenia w betonie ściskanym: c = 8,0 (MPa) Naprężenia w stali zbrojeniowej: rozciągające: s = 294,3 (MPa) ściskające: s ' = 350,0 (MPa) Wyniki szczegółowe dla SGU: My = 19,86 (kn*m) Szerokość rozwarcia rysy prostopadłej: w k = 0,00 (mm) Niewystarczająca nośność przekroju!!! 7
1.4.2. Obliczenia Stropu wzmocnionego dwuteownikami stalowymi: Nośność istniejącego stopu dla nowoprojektowanych obciążeń jest niewystarczająca. Zaprojektowano wzmocnienie stropu przez dodanie stalowych belek IPE160 we wcześniej wykutych bruzdach w pustakach Akerman. Belki zostaną w przestrzeni pustaka zalane betonem. Obciążenie dodatkowe od betonu w miejscu pustaków: Q=0.22m*0.30m*25kN/m 2 =0,165kN/m RYS 1 Obciążenia stałe [kn/m} RYS 2 Obciążenia eksploatacyjne [kn/m} 8
RYS 3 Obciążenia od urządzeń [kn/m} RYS 4 Wykres momentów My [knm} 9
Analiza nośności przekroju dla zginania prostego 1. Założenia: Beton klasy B15, cc = 1,00 Stal klasy A-III f yk = 410,0 (MPa) Przekrój zbrojony prętami 18 Dopuszczalna szerokość rozwarcia rys a dop = 0,30 mm Obliczenia zgodne z PN-B-03264:2002 2. Przekrój: b = 7,0 (cm) h = 24,0 (cm) d 1 = 4,0 (cm) d 2 = 4,0 (cm) 3. Powierzchnia zbrojenia: A s1 = 2,5 (cm2) A s2 = 0,3 (cm2) 2 18 = 5,1 (cm2) 2 18 = 5,1 (cm2) Stopień zbrojenia: = 2,00 (%) Minimalny stopień zbrojenia: a, min = 0,13 (%) 4. Dopuszczalny moment zginający: Z uwagi na nośność przekroju: M max = 10,74 (kn*m) M min = -2,07 (kn*m) > M ED =8.24 (kn*m) Warunek spełniony. Z uwagi na zarysowanie przekroju (suma obc. długo- i krótkotrwałego) M max = 19,86 (kn*m) M min = -1,11 (kn*m) > M ED =6.85 (kn*m) Warunek spełniony. Stosunek obciążenia długotrwałego do całkowitego = 1,00 Wyniki szczegółowe dla SGN: My = 10,74 (kn*m) Położenie osi obojętnej: y = 13,3 (cm) Ramię sił wewnętrznych: z = 13,3 (cm) Względna wysokość strefy ściskanej: = 0,67 Graniczna wysokość strefy ściskanej: gr = 0,67 Naprężenia w betonie ściskanym: c = 8,0 (MPa) Naprężenia w stali zbrojeniowej: rozciągające: s = 294,3 (MPa) ściskające: s ' = 350,0 (MPa) Wyniki szczegółowe dla SGU: My = 19,86 (kn*m) Szerokość rozwarcia rysy prostopadłej: w k = 0,00 (mm) 10
5. Ugięcie: Dopuszczalne ugięcie L/250 = 2.32cm Ugięcie obliczeniowe : 1.2cm < 2.32cm warunek spełniony OBLICZENIA KONSTRUKCJI STALOWYCH NORMA: PN-90/B-03200 TYP ANALIZY: Weryfikacja prętów GRUPA: PRĘT: BELKA WZMACNIAJĄCA PUNKT: 2 WSPÓŁRZĘDNA: x = 0.50 L = 2.90 m OBCIĄŻENIA: Decydujący przypadek obciążenia: 5 KOMB1 1*1.10+2*1.20+(3+4)*1.30 MATERIAŁ: STAL fd = 215.00 MPa E = 205000.00 MPa PARAMETRY PRZEKROJU: IPE 160 h=16.0 cm b=8.2 cm Ay=12.14 cm2 Az=8.00 cm2 Ax=20.10 cm2 tw=0.5 cm Iy=869.00 cm4 Iz=68.30 cm4 Ix=3.61 cm4 tf=0.7 cm Wely=108.62 cm3 Welz=16.66 cm3 SIŁY WEWNĘTRZNE I NOŚNOŚCI: My = 6.89 kn*m Mry = 23.35 kn*m Mry_v = 23.35 kn*m Vz = -0.12 kn KLASA PRZEKROJU = 1 Vrz = 99.76 kn PARAMETRY ZWICHRZENIOWE: z = 1.00 La_L = 0.31 Nw = 7520.14 kn fi L = 1.00 Ld = 0.50 m Nz = 5527.57 kn Mcr = 319.57 kn*m PARAMETRY WYBOCZENIOWE: względem osi Y: względem osi Z: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- FORMUŁY WERYFIKACYJNE: My/(fiL*Mry) = 6.89/(1.00*23.35) = 0.30 < 1.00 (52) Vz/Vrz = 0.00 < 1.00 (53) PRZEMIESZCZENIA GRANICZNE Ugięcia uy = 0.0 cm < uy max = L/250.00 = 2.3 cm Decydujący przypadek obciążenia: 1 STA1 uz = 1.1 cm < uz max = L/250.00 = 2.3 cm Decydujący przypadek obciążenia: 6 KOMB2 (1+2+3+4)*1.00 Zweryfikowano Zweryfikowano Przemieszczenia Nie analizowano Profil poprawny!!! 11
1.5 Wnioski i zalecenia Na podstawie przedstawionych powyżej obliczeń sprawdzających stwierdzono iż nośność stropu istniejącego dla nowoprojektowanych obciążeń jest niewystarczająca. Zaprojektowano wzmocnienie stropu przez dodanie belek stalowych IPE160 we wcześniej wykutych bruzdach w pustakach w rozstawie co 62cm. Belki stalowe należy zalać warstwą betonu. Uzupełnić wylewki barytobetonowe nad belkami stalowymi. Ilość belek i ich rozmieszczenie zgodnie z rysunkiem konstrukcyjnym. Opracował: inż. Krzysztof Wójcik... (podpis i pieczęć) 12