PROJEKT BUDOWLANO - KONSTRUKCYJNY WZMOCNIENIA I WYMIANY KONSTRUKCJI STROPU NAD PARTEREM I I PIĘTREM W BUDYNKU PAŃSTWOWEJ SZKOŁY MUZYCZNEJ I I II STOPNIA W ŁOMŻY Adres inwestycji: 18-400 Łomża, ul. Al. Legionów 36 Inwestor: Państwowa Szkoła Muzyczna I i II stopnia w Łomży ul. Al. Legionów 36 18-400 Łomża Projektant: mgr inż. Beata Górska uprawnienia do projektowania bez ograniczeń w specjalności konstrukcyjno-budowlanej nr ewid. PDL/0002/POOK/10 Łomża, 28 lipca 2014r. 1
SPIS ZAWARTOŚCI 1. DANE OGÓLNE 1.1. Podstawa opracowania 1.2. Zakres opracowania 1.3. Lokalizacja 1.4. Dane ogólne budynku 1.5. Dane dotyczące podstawowych elementów budynku 2. WYTYCZNE DO PLANU BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA 3. ZASTOSOWANE SCHEMATY STATYCZNE I WYNIKI OBLICZEŃ KONSTRUKCYJNYCH 3.1. Obliczenia statyczne i wymiarowanie 3.1.1. Sprawdzenie nośności istniejącego stropu nad parterem strop na belkach stalowych I 180 3.1.2. Sprawdzenie nośności istniejącego stropu nad I piętrem strop na belkach drewnianych 3.1.3. Strop nad parterem projektowany - wzmocnienie konstrukcji stropu na belkach stalowych 3.1.4. Strop nad I piętrem projektowany wymiana stropu na belkach drewnianych na strop gęstożebrowy systemu RECTOR 3.2. Zalecenia i uwagi 3.3. Analiza nośności podłoża pod ścianami fundamentowymi. 4. OCENA TECHNICZNA MOŻLIWOŚCI WYKONANIA WZMOCNIENIA I WYMIANY STROPÓW 5. CZĘŚĆ RYSUNKOWA 6. ZAŁĄCZNIKI 2
OPIS TECHNICZNY WZMOCNIENIA I WYMIANY KONSTRUKCJI STROPU NAD PARTEREM I I PIĘTREM BUDYNKU PAŃSTWOWEJ SZKOŁY MUZYCZNEJ I i II STOPNIA W ŁOMŻY 1. DANE OGÓLNE 1.1. Podstawa opracowania - Uzgodnienia z Inwestorem, - Wizja lokalna i inwentaryzacja architektoniczno konstrukcyjna stanu istniejącego budynku. - Dokumentacja badań podłoża gruntowego i opinia geotechniczna autorstwa AV Zakład Robót Wiertniczych, Inżynieryjnych i Budowlanych, ul. Fabryczna 9, 18-400 Łomża - Wykorzystane normy i wytyczne: - PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości. - PN-82/B-02001 Obciążenia stałe - PN-82/B-02003 Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe - PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie - PN-B-03150:2000 Konstrukcje drewniane. Obliczenia statyczne i projektowanie - PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie - PN-81/B-03020 Grunty budowalne. Posadowienie bezpośrednie budowli. - Literatura: Przewodnik projektanta systemu stropowego Rectobeton RECTOR Polska Sp. z o.o. 1.2. Zakres opracowania Opracowanie obejmuje projekt budowlany wzmocnienia konstrukcji stropu nad parterem i wymiany stropu nad I piętrem w budynku Państwowej Szkoły Muzycznej I i II stopnia w Łomży. W ramach niniejszego opracowania wykonano obliczenia statyczne oraz wymiarowanie przekrojów belek stropowych. Projekt zawiera szczegóły rozwiązań elementów konstrukcyjnych oraz technologię ich wykonania. 1.3. Lokalizacja Budynek będący przedmiotem opracowania położony jest w Łomży, Al. Legionów 36. Stropy objęte opracowaniu znajdują się nad parterem i I piętrem budynku Szkoły Muzycznej. 1.4. Dane ogólne budynku Przedmiotowy budynek jest budynkiem wolnostojącym, usytuowanym na terenie płaskim, jest obiektem zabytkowym. W rzucie poziomym budynek posiada prosty kształt prostokątny z nieznacznym zaakcentowaniem klatek schodowych. Budynek posiada 3 kondygnacje 3
nadziemne i jest podpiwniczony. Poddasze jest użytkowe przeznaczone do prowadzenia zajęć lekcyjnych z dostępem z klatki schodowej. Budynek pod względem konstrukcyjnym jest budynkiem tradycyjnym o układzie konstrukcyjnym mieszanym układ ścian nośnych krzyżowy. Ławy fundamentowe, ściany zewnętrzne i wewnętrzne murowane z cegły ceramicznej o wymiarach 8x14x28cm na zaprawie cem - wap. Strop nad parterem belkowy na belkach stalowych dwuteowych, natomiast strop nad I piętrem na belkach drewnianych. Dane geometryczne budynku: Powierzchnia zabudowy: 439,33 m 2, Szerokośc elewacji bocznej: 13,96m, Szerokośc elewacji frontowej: 31,35m. 1.5. Dane dotyczące podstawowych elementów budynku Ławy fundamentowe: Ławy murowane z cegły ceramicznej pełnej na zaprawie cem-wap schodkowe. Ławy ścian zewnętrznych podłużnych o dwóch schodkach o długości na pół cegły(14cm) i każdy o grubości dwóch cegieł( 18cm). Konstrukcja ścian nośnych: - piwnice ściany murowane grub. 80 i 100cm, - kondygnacji nadziemnych ściany murowane o grub. 28, 50, 60, 64, 74, i 80cm, - ścianki działowe murowane z cegły o grub. 8, 12 i 18cm, na poddaszu systemowe z G-K oraz murowane z bloczków z bet. komórkowego grub. 12cm. Konstrukcja stropów na poszczególnych kondygnacjach: - w piwnicy miejscami murowany łukowy lub wylewany, - na pozostałych kondygnacjach drewniany lub wylewany lub na belkach stalowych, - strop nad II piętrem nowy prefabrykowany gęstożebrowy systemu RECTOR wykonany w 2010r. 4
2. WYTYCZNE DO PLANU BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA Podczas wykonywania prac budowlanych występują opisane poniżej typy robót budowlanych i związane z nimi zagrożenia bezpieczeństwa i zdrowia pracowników. ZAKRES ROBÓT -demontaż istniejących stropów drewnianych, -transport, montaż i prefabrykowanych elementów stropu gęstożebrowego i elementów stalowych, -transport na budowę i montaż prętów zbrojeniowych, -układanie mieszanki betonowej i zagęszczanie wibratorami, - spawanie, -zacieranie górnej powierzchni nadbetonu. ZAGROŻENIA Szczególne zagrożenie bezpieczeństwa i zdrowia ludzi może wystąpić podczas: -transportu zbrojenia, podpór i rusztowań (spadek przedmiotu z wysokości), -montaż podpór i rusztowań (upadek niezabezpieczonego elementu), -cięcia mechanicznego zbrojenia (okaleczenia, hałas), -układanie zbrojenia (potknięcie i upadek na pręty zbrojeniowe podczas chodzenia poukładanych siatkach), -układanie mieszanki betonowej (przeciążenie dynamiczne podpór), -zagęszczanie mieszanki betonowej (wibracje), -praca na wysokości (upadek pracownika lub przedmiotu z wysokości), -porażenie prądem elektrycznym zasilającym narzędzia i urządzenia. ZAPOBIEGANIE WYSTAPIENIU ZAGROŻEŃ Pracownicy biorący udział w robotach związanych z wykonawstwem konstrukcji stropu powinni być poinstruowani o mogących wystąpić zagrożeniach i zasadach postępowania w przypadku ich wystąpienia (szkolenia z wpisami do książki szkoleń). Nad pracami szczególnie niebezpiecznymi powinien być sprawowany bezpośredni nadzór osoby odpowiedzialnej. Pracownicy powinni być wyposażeni w środki ochrony indywidualnej chroniącej ich przed skutkami zagrożeń. Poruszanie się pracowników na terenie budowy powinno być uregulowane przez wyznaczenie dróg komunikacyjnych. UWAGI KOŃCOWE Prace prowadzić pod nadzorem uprawnionego inżyniera lub technika budowlanego zgodnie z projektem, warunkami technicznymi, sztuką budowlaną i przepisami BHP. Wszelkie zmiany realizacyjne w stosunku do dokumentacji budowlanej i wykonawczej wymagają zgody projektanta oraz należy je zaznaczyć w dokumentacji powykonawczej obiektu. Wszelkie użyte w czasie budowy materiały muszą posiadać dopuszczenia do stosowania w budownictwie wg odpowiednich przepisów. 5
3. ZASTOSOWANE SCHEMATY STATYCZNE I WYNIKI OBLICZEŃ KONSTRUKCYJNYCH 3.1. Obliczenia statyczne i wymiarowanie 3.1.1. Sprawdzenie nośności istniejącego stropu nad parterem strop na belkach stalowych I 180: Zebranie obciążeń na istniejący strop nad parterem [kn/m 2 ]: L.p. Nazwa obciążenia Obciążenie charakteryst. [kn/m2] Współczynnik obciążenia Obciążenie obliczeniowe [kn/m2] 1. Deska podłogowa 25mm 0,14 1,20 0,17 2. Legar 0,08 1,20 0,10 3. Deska 32mm 0,01 1,20 0,02 4. Cegła 0,14 1,20 0,17 5. Belka stalowa IN 180 0,19 1,10 0,21 6. Polepa 1,95 1,30 2,54 7. Deska 25mm 0,14 1,20 0,17 8. Tynk cem.-wap. 0,015x19,00 0,29 1,30 0,37 9. Obciążenia użytkowe 2,00 1,40 2,80 10. Obciążenie zastępcze od ścianek działowych 0,75 1,20 0,90 Razem 5,69 1,31 7,43 Dane: - rozstaw belek: a = 1,15m, - rozpiętość belek w świetle ścian: l n = 5,73m - stal St3S: f d = 215,0MPa, - współczynnik sprężystości dla stali: E = 205000Mpa - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego: q k = 2,0 kn/m 2, Sprawdzenie stanu granicznego nośności (SGN): Wartość charakterystyczna obciążenia belki wynosi: (g k + p k ) x a = 5,69 kn/m 2 x 1,15m = 6,54 kn/m Wartość obliczeniowa obciążenia belki wynosi: (g + p) x a = 7,43 kn/m 2 x 1,15m = 8,54 kn/m Rozpiętość obliczeniowa belki stalowej wynosi: l eff = 1,05 x 5,73m = 6,02m Moment zginający wynosi: M o = 0,125 x (g + p) x l 2 eff = 0,125 x 8,54 kn/m x (6,02m) 2 = 38,69kNm 6
Potrzebny wskaźnik wytrzymałości (przyjęto współczynnik zwichrzenia ϕ L = 1,0 i współczynnik rezerwy plastycznej przekroju α p = 1,07): W x M o / ϕ L x α p x f d = 38,69kNm / 1,0 x 1,07 x 215 x 10-3 = 168,2cm 3 169cm 3 Belka stropowa istniejąca I 180 o W x = 161,0cm 3 < od W x potrzebnego warunek stanu granicznego nośności nie jest spełniony. Belkę stalową stropową należy wzmocnić. 3.1.2. Sprawdzenie nośności istniejącego stropu nad I piętrem strop na belkach drewnianych: Zebranie obciążeń na istniejący strop nad I piętrem [kn/m 2 ]: L.p. Nazwa obciążenia Obciążenie charakteryst. [kn/m2] Współczynnik obciążenia Obciążenie obliczeniowe [kn/m2] 1. Deska podłogowa 25mm 0,14 1,20 0,17 2. Legar 0,08 1,20 0,10 3. Deska 32mm 0,01 1,20 0,02 4. Belka drewniana stropowa 0,21 1,10 0,23 5. polepa 1,30 1,30 1,69 6. Deska 25mm 0,14 1,20 0,17 7. Tynk cem.-wap. 0,015x19,00 0,29 1,30 0,37 8. Obciążenia użytkowe 2,00 1,40 2,80 Razem 4,16 1,33 5,53 Dane: - rozstaw belek: a = 0,75m, - belka drewniana: 16x20cm - rozpiętość belek w świetle ścian: l n = 5,88m - drewno przyjęte do obliczeń klasy C22: f m,y,k = 22MPa, - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego: q k = 2,0 kn/m 2, Sprawdzenie stanu granicznego nośności (SGN): Wartość charakterystyczna obciążenia belki wynosi: (g k + p k ) x a = 4,16 kn/m 2 x 0,75m = 3,12 kn/m Wartość obliczeniowa obciążenia belki wynosi: (g + p) x a = 5,53 kn/m 2 x 0,75m = 4,15 kn/m Rozpiętość obliczeniowa belki stalowej wynosi: l eff = 1,05 x 5,88m = 6,17m Moment zginający wynosi: M o = 0,125 x (g + p) x l 2 eff = 0,125 x 4,15 kn/m x (6,17m) 2 = 19,75kNm 7
Potrzebny wskaźnik wytrzymałości belki o wymiarach 200x200mm: W x = (0,160 x 0,200 2 )/6 = 0,00107m 3 Naprężenie obliczeniowe od zginania w stosunku do osi głównej wynosi: σ m,y,d = M y /W y = 19,75/0,00107 = 18457,9 kpa = 18,46 MPa Wytrzymałośc obliczeniowa na zginanie: f m,y,d = f m,z,d = (k mod x f m,y,k )/γ m = (0,8 x 22,0)/1,3 = 13,54 MPa Sprawdzenie warunku stanu granicznego nośności: (σ m,y,d / f m,y,d ) + k m x (σ m,z,d / f m,z,d ) = 18,46/13,54 + 0 = 1,36 > 1,0 Warunek stanu granicznego nośności dla belki stropowej drewnianej nie jest spełniony. Belkę drewnianą stropową należy wzmocnić lub strop wymienić. 3.1.3. Strop nad parterem projektowany - wzmocnienie konstrukcji stropu na belkach stalowych Zebranie obciążeń na projektowany, wzmacniany strop nad parterem - sale lekcyjne Nr 1.1-1.2; 1.4-1.7 [kn/m 2 ]: L.p. Nazwa obciążenia Obciążenie charakteryst. [kn/m 2 ] Współczynnik obciążenia Obciążenie obliczeniowe [kn/m 2 ] 1. Wykładzina dywanowa 0,02 1,20 0,02 2. Wylewka cementowa 4cm 0,04x21,0 0,84 1,30 1,09 3. Styropian 5+2cm 0,07x0,45 0,03 1,20 0,04 4. Płyta żelbetowa 8cm 0,08x25,00 2,00 1,10 2,20 5. Szalunek tracony - płyta OSB 18mm 0,11 1,20 0,13 6. Belka stalowa IN 180 wzmocniona 0,30 1,10 0,33 7. Podsufitka 0,14 1,20 0,17 8. Tynk c-w 0,02 x 19,0 0,38 1,30 0,49 9. Obciążenia użytkowe 2,00 1,40 2,80 10. Obciążenie zastępcze od ścianek działowych 0,75 1,20 0,90 Razem 6,56 1,24 8,17 8
Zebranie obciążeń na projektowany, wzmacniany strop nad parterem - aula Nr 1.3 [kn/m 2 ]: L.p. Nazwa obciążenia Obciążenie Współczynnik Obciążenie charakteryst. obciążenia obliczeniowe [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] 1. Podłoga sportowa drewniana 0,17 1,20 0,20 2. Wylewka cementowa 3cm 0,03x21,0 0,63 1,30 0,82 Styropian akustyczny 1,5cm 3. 0,015x0,45 0,01 1,20 0,01 4. Płyta żelbetowa 8cm 0,08x25,00 2,00 1,10 2,20 5. Szalunek tracony - płyta OSB 18mm 0,11 1,20 0,13 6. Belka stalowa IN 180 wzmocniona 0,30 1,10 0,33 7. Podsufitka 0,14 1,20 0,17 8. Tynk c-w 0,02 x 19,0 0,38 1,30 0,49 9. Obciążenia użytkowe 2,00 1,40 2,80 10. Obciążenie zastępcze od ścianek działowych 0,75 1,20 0,90 Razem 6,47 1,24 8,04 Do obliczeń przyjęto stropu bardziej niekorzystne obciążenia (obciążenia od podłogi w salach lekcyjnych). Dane: - rozstaw belek: a = 1,15m, - rozpiętość belek w świetle ścian: l n = 5,73m - stal St3S: f d = 215,0MPa, - współczynnik sprężystości dla stali: E = 205000Mpa - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego: q k = 2,0 kn/m 2, Sprawdzenie stanu granicznego nośności (SGN): Wartość charakterystyczna obciążenia belki wynosi: (g k + p k ) x a = 6,56 kn/m 2 x 1,15m = 7,54 kn/m Wartość obliczeniowa obciążenia belki wynosi: (g + p) x a = 8,17 kn/m 2 x 1,15m = 9,40 kn/m Rozpiętość obliczeniowa belki stalowej wynosi: l eff = 1,05 x 5,73m = 6,02m Moment zginający wynosi: M o = 0,125 x (g + p) x l 2 eff = 0,125 x 9,40 kn/m x (6,02m) 2 = 42,58kNm Potrzebny wskaźnik wytrzymałości (przyjęto współczynnik zwichrzenia ϕ L = 1,0 i współczynnik rezerwy plastycznej przekroju α p = 1,07): W x M o / ϕ L x α p x f d = 42,58kNm / 1,0 x 1,07 x 215 x 10-3 = 185,1cm 3 185cm 3 9
Belka stropowa istniejąca I 180 o W x = 161,0cm 3 < od W x potrzebnego warunek stanu granicznego nośności nie jest spełniony. Belkę stalową stropową należy wzmocnić. Przyjęto wzmocnienie belki dwuteowej poprzez przyspawanie 4 prętów okrągłych o średnicy 22mm według schematu poniżej: W x = 241,0cm 3 I x = 2555,0cm 4 m = 33,83 kg/m Przyjęto belkę dwuteową I 180 wzmocnioną prętami okrągłymi 4Ø22 o W x =241,0cm 3 > od potrzebnego W x = 204cm 3 warunek stanu granicznego nośności jest spełniony. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania (SGU): Graniczna wartośc ugięcia belki stalowej w stropie otynkowanym wynosi: a lim = l eff /250 = 6020mm / 250 = 24,08mm Ugięcie od wartości charakterystycznej obciążenia g k + p k wynosi: a = (5 x (g k + p k ) x l 4 eff) / (384 x E x I x ) = (5 x 7,54 x 6,02 4 ) / (384 x 205 x 10 6 x 2555 x 10-8 ) = 5/384 x 9902,8 / 5237,8 = 0,02461m = 24,61mm Ponieważ górna część belki jest obetonowana, to można zmniejszyć wyliczoną wartość ugięcia a o 20%, czyli a = 0,8 x 24,61mm = 19,69mm < a lim = 24,08mm Warunek stanu granicznego użytkowania dla belki stalowej jest spełniony. Ostatecznie przyjęto belke stalową I 180 wzmocnioną prętami okrągłymi 4Ø22 o W x =241,0cm 3. Sprawdzenie docisku belki stalowej do muru: Belka stalowa oparta jest na ścianie, która wykonana jest z elementów murowych cegły ceramicznej pełnej. Mozna przyjąć, że obciążenie skupione rozkłada się w murze pod kątem 60. Obliczeniowe obciążenie skupione wynosi: N d = 0,5 x (g + p) x l eff = 0,5 x 9,40 x 6,02 = 28,29 kn Wysokość ściany wynosi H = 3,25m, zatem efektywna długość określona w połowie wysokości ściany wynosi: L eff = H/tg60 = 3,25/1,732 = 1,88m Efektywne pole przekroju ściany przy grubości warstwy nośnej muru przyjętej do podparcia belki t = 0,25m wynosi: A eff = t x L eff = 0,25 x 1,88 = 0,47m 2 10
Przy długości oparcia belki na ścianie t 1 = 0,15 + h/3 = 0,15 + 0,18/3 = 0,21m i szerokości stopki belki s = 0,082m pole oddziaływania obciążenia skupionego wynosi: A h = t 1 x s = 0,21 x 0,082 = 0,0172m 2 < 0,45 A eff = 0,45 x 0,47 = 0,212m 2 x = 1,0 f k = 3,34MPa Średnie naprężenie ściskające od obliczeniowego obciążenia skupionego wynosi: σ d = N d /A h f k /γ m [(1 + 0,15x)(1,5 1,1x (A h /A eff ))] σ d = 28,29/0,0172 3,34/2,5[(1+0,15 x 1,0)(1,5-1,1 x (0,0172/0,47))] = 1,336 x [1,15 x 1,46] = 2,24 MPa σ d = 1,64 MPa < 2,24 MPa Ponadto dla x = 1,0 spełniony jest warunek: σ d = 1,64 MPa 1,5 x f d = 1,5 x 1,336 = 2,00 MPa Warunek docisku obliczanej belki stalowej do muru jest spełniony. Obliczenie płyty żelbetowej gr. 8cm: Beton: B20 (C16/20) f cd = 10,6 MPa Stal zbrojeniowa: A-0 f yd = 190 MPa Do obliczeń przyjęto pasmo stropu o szerokości b = 1,0m Wartość obliczeniowa obciążenia płyty wynosi: g + p = 8,17 0,13 0,33 0,17 0,49 = 7,05 kn/m 2 Rozpiętość obliczeniowa płyty jednoprzęsłowej l eff = 1,15m d = 8cm - 3,7cm - 0,3cm = 4,0cm Sprawdzenie nośności płyty stropowej z warunku: M Sd M Rd Moment obliczeniowy wynosi: M Sd = 0,125 x [(g + p) x b] x l 2 eff = 0,125 x 7,05 kn/m x (1,15m) 2 = 1,17kNm Przyjęto zbrojenie plyty stropowej żelbetowej Ø6 o rozstawie co 12cm prostopadle do belek stalowych oraz pręty rozdzielcze Ø6 w rozstawie co 25cm. A smin = 0,15% x 8cm x 100cm = 0,15 x 1/100 x 800cm = 1,2cm 2 Zastosowano zbrojenie Ø6 co 12cm. A s = 8 prętów x 0,283cm 2 = 2,264cm 2 A s = 2,264cm 2 > A smin = 1,2cm 2 Wyznaczenie momentu M Rd : ξ eff = (A s /bd)x(f yd /αf cd ) = (2,264cm 2 /100cmx4,0cm)x(19kN/cm 2 /0,85 x 1,06kN/cm 2 ) ξ eff = 0,119 µ eff = 0,112, ζ eff = 0,94 M Rd = A s ζ eff d f yd = 2,264cm 2 x0,94x4,0cmx19kn/cm 2 = 161,74kNcm = 1,62kNm M Sd = 1,17kNm < M Rd = 1,62kNm warunek nośności spełniony 11
3.1.4. Strop nad I piętrem projektowany wymiana stropu na belkach drewnianych na strop gęstożebrowy systemu RECTOR Obliczenie konstrukcji stropu gęstożebrowego RECTOR Momenty od obciążeń zewnętrznych wyznaczono ze wzoru: M Sd 2 L = (1,35 g + 1,5 q) χ 8 M Rd Zredukowaną wartość sil tnących wyznaczono ze wzoru: L 5 h VSd = (1,35 g + 1,5 q) χ 1 V Rd 2 3 L gdzie: g - suma obciążeń: stałe + zastępcze + ciężar własny, q - obciążenie zmienne, h - wysokość stropu (pustak + nadbeton), L - rozpiętość w świetle, χ - rozstaw osiowy żeber, M Rd moment zginający wg tabeli Przewodnika projektanta systemów stropowych Rectobeton, V Rd siła poprzeczna wg tabeli Przewodnika projektanta systemów stropowych Rectobeton. Do wyznaczenia wielkości sił od obciążeń zewnętrznych użyto współczynnikow obciążeń: γ 1 = 1,5 dla obciążenia użytkowego, γ 2 = 1,35 dla obciążeń stałych (ciężar własny, warstwy podłogowe, zastępcze od ścianek). Zebranie obciążeń stałych (warstwy stropowe) na strop sal lekcyjnych [kn/m 2 ]: L.p. Nazwa obciążenia Obc. charakter. [kn/m 2 ] 1. Wykładzina dywanowa 0,03 2. Szlichta cementowa zbrojona siatka 0,84 3. Izolacja przeciwwilgociowa - folia PE 0,001 4. Styropian akustyczny 0,02x0,45 0,01 5. Tynk cem.-wap. 0,015x19,0 0,29 Razem obc. Stałe na strop 1,17 12
Zebranie obciążeń całkowitych [kn/m 2 ]: Obciążenie Obciążenie charakt. Wsp. Obciążenie obl. kn/m 2 kn/m 2 Użytkowe 2,00 1,50 3,00 Stałe (warstwy stropowe) 1,17 1,35 1,58 Zastępcze od ścianek 1,25 1,35 1,69 Ciężar własny stropu 1,35 20+4 2,96 4,00 RAZEM STROP 20+4: 7,38 10,27 Ciężar własny stropu 1,35 16+5 2,89 3,90 RAZEM STROP 16+5: 7,31 10,17 Ciężar własny stropu 1,35 16+4 2,66 3,59 RAZEM STROP 16+4: 7,08 9,86 Strop RECTOR 20 + 4 nad pomieszczeniami I piętra - nr 1.3, nr 1.4, nr 1.5 Dane wyjściowe do projektowania: Σg = 1,17kN/m 2 + 1,25kN/m 2 + 2,96kN/m 2 = 5,38kN/m 2 q = 2,00kN/m 2 Rozpiętość stropu w świetle: L=5,88 m Układ stropu: 20+4 Pustak: RP20 Typ belki: 1xRS136 (długość belek 5,7m 6,7m) Rozstaw żeber: χ =60 cm Wysokość stropu: h =24 cm Z tabeli Przewodnik projektanta systemów stropowych Rectobeton dla przyjętego pojedynczego układu stropowego systemu Rector: - max moment zginający: M Rd = 26,95kNm, - max siła poprzeczna: V Rd = 19,38kN 2 L Moment zginający: MSd = (1,35 g + 1,5 q) χ 8 M Sd = 26,61 knm M Rd = 26,95kNm L 5 h Siła tnąca: V Sd = (1,35 g + 1,5 q) χ 1 2 3 L V Sd = 17,69 kn V Rd = 19,38kN Przyjęto belki RS136 610, pustaki RP20. Przyjęto zbrojenie podporowe: 1ø8 L =2, m Zbrojenie stalą AIIIN, beton B25 (C20/25). 13
Strop RECTOR 16 + 5 nad pomieszczeniem I piętra - nr 1.2 Dane wyjściowe do projektowania: Σg = 1,17kN/m 2 + 1,25kN/m 2 + 2,89kN/m 2 = 5,31kN/m 2 q = 2,00kN/m 2 Rozpiętość stropu w świetle: L=4,15 m Układ stropu: 16+5 Pustak: RP16 Typ belki: 1xRS113 (długość belek 3,6m 4,3m) Rozstaw żeber: χ =59 cm Wysokość stropu: h =21 cm Z tabeli Przewodnik projektanta systemów stropowych Rectobeton dla przyjętego pojedynczego układu stropowego systemu Rector: - max moment zginający: M Rd = 13,25kNm, - max siła poprzeczna: V Rd = 13,36kN 2 L Moment zginający: MSd = (1,35 g + 1,5 q) χ 8 M Sd = 12,91 knm M Rd = 13,25kNm L 5 h Siła tnąca: V Sd = (1,35 g + 1,5 q) χ 1 2 3 L V Sd = 11,40 kn V Rd = 13,36kN Przyjęto belki RS113 430, pustaki RP16. Przyjęto zbrojenie podporowe: 1ø8 L =1,42 m Zbrojenie stalą AIIIN, beton B25 (C20/25). Strop RECTOR 16 + 4 nad pomieszczeniem I piętra - nr 1.1, nr 1.6, nr 1.7, nr 1.8, nr 1.9 Dane wyjściowe do projektowania: Σg = 1,17kN/m 2 + 1,25kN/m 2 + 2,66kN/m 2 = 5,08kN/m 2 q = 2,00kN/m 2 Rozpiętość stropu w świetle: L max = 3,90 m Układ stropu: 16+4 Pustak: RP16 Typ belki: 1xRS113 i 1xRS111 (długość belek 3,6m 4,3m i 1,0m 3,0m) Rozstaw żeber: χ =59 cm Wysokość stropu: h =20 cm Z tabeli Przewodnik projektanta systemów stropowych Rectobeton dla przyjętego pojedynczego układu stropowego systemu Rector: - max moment zginający: - dla RS113 M Rd = 12,47kNm, 14
- dla RS111 M Rd = 8,43kNm, - max siła poprzeczna: - dla RS113 V Rd = 12,67kN, - dla RS111 V Rd = 12,67kN, 2 L Moment zginający: MSd = (1,35 g + 1,5 q) χ 8 M Sd = 11,06 knm M Rd = 12,47kNm L 5 h Siła tnąca: V Sd = (1,35 g + 1,5 q) χ 1 2 3 L V Sd = 10,37 kn V Rd = 12,66kN Przyjęto belki RS113 400, RS113 410, RS111 170, pustaki RP16. Przyjęto zbrojenie podporowe: 1ø8 L =1,42 m i L =0,62 m Zbrojenie stalą AIIIN, beton B25 (C20/25). Ze względu, iż projektowany strop wykonywany będzie w istniejącym budynku wieniec żelbetowy w ścianach zewnętrznych jest trudny w wykonaniu. Sposób oparcia stropu i wykonania wieńców na ścianach zewnętrznych i wewnętrznych pokazano na detalach oparcia stropu. Wieńce żelbetowe. Ze względu, iż projektowany strop wykonywany będzie w istniejącym budynku wieniec żelbetowy w ścianach zewnętrznych jest trudny w wykonaniu. Sposób oparcia stropu i wykonania wieńców na ścianach zewnętrznych i wewnętrznych pokazano na detalach oparcia stropu. Na ścianach konstrukcyjnych prostopadłych do belek stropowych należy wykonać wieńce żelbetowe o wymiarach podanych na detalach oparcia stropu. Zbrojenie główne wieńców 4#12 i 2#12, strzemiona #6 co 25cm. Zasady wykonania stropu gęstożebrowego RECTOR. 1. W ścianach zewnętrznych do oparcia belek stropowych należy wybić gniazda w murze o rozstawie co 60cm i głębokości min. 15cm (patrz detal oparcia stropu na starych murach na ścianach zewnętrznych). 2. Rozkładanie belek i pustaków deklowanych: Oparcie belek stropowych o mur na poduszce betonowej z zachowaniem min. oparcia 7cm dla starych murów. Belki należy układać jedną obok drugiej, opierając je na przeciwległych ścianach i podporach montażowych. W celu uzyskania odpowiedniego rozstawu belek, należy umieścić na każdym ich końcu jeden, najlepiej zadeklowany pustak. Przed ułożeniem pozostałych (oprócz skrajnych deklowanych) pustaków należy ustawić podpory montażowe. 3. Ustawienie podpór montażowych: Dla rozpiętości stropu: - do 2,0m montaż bezpodporowy, 15
- od 2,1m do 4,9m montaż z jedną podporą, - powyżej 5,0m montaż z dwiema podporami. W przypadku podparcia jedną podporą montażową należy ją ustawić w środku rozpiętości. W przypadku podparcia dwiema podporami należy je rozstawić w stosunku: 0,4L / 0,2L / 0,4L. Zalecany przekrój pasa podpory wynosi 7x14cm. W takim przypadku wystarczający jest rozstaw podpór co trzecie żebro (ok. 180cm). Podpory montażowe powinny być montowane tak, by zachować podczas montażu ujemną strzałkę ugięcia. Ujemna strzałka ugięcia nie powinna przekraczać wartości L/500, gdzie L jest rozpiętością w świetle ścian. Rozmieszczenie podpór montażowych zgodnie z rysunkiem montażowym stropu. 4. Rozłożenie pustaków; Pustaki RP20 należy układać w rzędach jeden za drugim. Powinny być ułożone szczelnie i równo bez powstawania zębów i szczelin. skrajne pustaki powinny zostać docięte z długości lub szerokości piłą tarczową do betonu. Pustaki (zarówno całe jak i docięte) można opierać na ścianach z zachowaniem 2cm oparcia. 5. Dozbrojenie stropu: Po ułożeniu pustaków na całą powierzchnię należy rozłożyć stalową siatkę zgrzewaną z zakładami co najmniej o jedno oczko. Siatka powinna wchodzić w wieniec co najmniej na 15cm. Po ułożeniu siatki należy rozmieścić zbrojenie przypodporowe i przymocować je do siatki. W przypadku oparcia belek na istniejącej ścianie zewnętrznej należy dodatkowo ułożyć pętle z prętów stalowych na stopkach belek (patrz detal oparcia stropu na starych murach na ścianach zewnętrznych). 6. Betonowanie stropu: Zabetonowanie całego stropu należy wykonać jako jednorazową operację stosując beton klasy B25 (C20/25). Równomiernie rozprowadzać i wibrować beton zaczynając od miejsc oparcia i kończyć w środku oraz unikając powstawania jakichkolwiek miejscowych koncentracji ciężaru. Podpory zlikwidować po osiągnięciu przez beton 85% wytrzymałości (ok. 3 tygodnie). 3.2. Zalecenia i uwagi - Roboty należy prowadzić pod nadzorem technicznym osoby posiadającej uprawnienia budowlane, z zachowaniem zasad oraz przepisów bhp i ppoż., zgodnie z Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano montażowych. - Przed przystąpieniem do wykonania warsztatowego, dokonać sprawdzenia na obiekcie warunków montażu oraz zgodności przyjętych wymiarów ze stanem faktycznym. - Beton i zaprawę cementową należy pielęgnować przez polewanie (moczenie muru) zgodnie z ww. Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano - montażowych. 16
3.3. Analiza nośności podłoża pod ścianami fundamentowymi. Obliczenie ławy fundamentowej zewnętrzenej: Zebranie obciążeń na ławę zewnętrzną: - obciążenia z dachu: 2,22 kn/m 2 x 3,73m = 8,28 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad II piętrem: 10,27kN/m 2 x 5,90m x 0,5 = 30,30 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad I piętrem: 10,27kN/m 2 x 5,88m x 0,5 = 30,19 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad parterem: 8,17kN/m 2 x 5,73m x 0,5 = 23,41 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad piwnicą: 8,04kN/m 2 x 5,55mx 0,5 = 22,31 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany poddasza): 16,57 kn/m 2 x 1,08m = 17,90 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany II piętro): 18,30 kn/m 2 x 3,00m = 54,90 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany I piętro): 17,43 kn/m 2 x 3,25m = 56,65 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany parteru): 19,81 kn/m 2 x 3,40m = 67,35 kn/m -ciężar ścian piwnicy: 21,32 kn/m 2 x 2,30m = 49,04 kn/m -ciężar fundamentu: 21,32 kn/m 2 x 0,55m = 11,73 kn/m Razem: 372,05 kn/m Do obliczeń przyjęto najniekorzystniejszye warunki gruntowe. Grunt występujący w podłożu to piasek średni o stopniu zagęszcenia I D =0,50 Gęstość objętościowa gruntu zarówno powyżej posadowienia jak i poniżej: ρ D = 1,85 t m -3, ρ B = 1,90 t m -3 Kąt tarcia wewnętrznego Φ = 33. D min głębokość posadowienia 0,55m, B szerokość fundamentu B 1 = 97cm L długość fundamentu 31,14m, q f obliczeniowy opór jednostkowy podłoża pod fundamentem N C, N D, N B współczynniki nośności PN-81/B-03020, C (r) u obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego poniżej poziomu posadowienia C (r) u = 0 B (r ) B (r ) B (r ) qf = 1 + 0,3 NC Cu + 1 + 1,5 ND Dmin ρ D g + 1 0,25 NB B ρb g L L L q f 0,97 0,97 = 1 + 0,3 38,64 0 + 1 + 1,5 26,09 0,55 1,85 10 + 31,14 31,14 0,97 + 1 0,25 12,22 0,97 1,90 10 31,14 17
q f = 1,0009 38,64 0 + (1,047) 26,09 0,55 1,85 10 + (1 0,0078) 12,22 0,97 1,90 10 q f = 0 + 277,9 + 223,4 = 501, 3kPa 2 q f = 501,3kN / m Odpór gruntu na mb ławy wynosi: m x q f = 0,81 x 501,3 kn/m 2 = 406,1 kn/m 2 Q 1 = 406,1 kn/m 2 x 0,97m = 393,9 kn/m Obciążenie na 1mb ławy: Q 2 = 372,05 kn/m Q 1 = 393,9 kn/m > Q 2 = 372,05 kn/m Warunek nośności jest spełniony. Istniejące ławy zewnętrzne bezpośrednio przenoszą obciążenia zewnętrzne na grunt. Obliczenie ławy fundamentowej wewnętrznej: Zebranie obciążeń na ławę wewnętrzną: - obciążenia ze stropów - strop nad II piętrem: 10,27kN/m 2 x (5,9m+1,51m) x 0,5 = 38,05 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad I piętrem: 10,27kN/m 2 x (5,88m+1,49m) x 0,5 = 37,84 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad parterem: 8,17kN/m 2 x (5,73m+1,42m) x 0,5 = 29,21 kn/m - obciążenia ze stropów - strop nad piwnicą: 8,04kN/m 2 x (5,55m+1,24m) x 0,5 = 27,30 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany poddasza): 13,33 kn/m 2 x 4,0m = 53,32 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany II piętro): 14,19 kn/m 2 x 3,00m = 42,57 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany I piętro): 14,19 kn/m 2 x 3,25m = 46,12 kn/m - ciężar ścian nadziemia (ściany parteru): 15,49 kn/m 2 x 3,40m = 52,67 kn/m -ciężar ścian piwnicy: 21,32 kn/m 2 x 2,30m = 49,04 kn/m -ciężar fundamentu: 21,32 kn/m 2 x 0,55m = 11,73 kn/m Razem: 387,83 kn/m Do obliczeń przyjęto najniekorzystniejszye warunki gruntowe, analogicznie do obliczeń ławy zewnętrznej. 2 q f = 501,3kN / m Odpór gruntu na mb ławy wynosi: m x q f = 0,81 x 501,3 kn/m 2 = 406,1 kn/m 2 Q 1 = 406,1 kn/m 2 x 0,97m = 393,9 kn/m Obciążenie na 1mb ławy: Q 2 = 372,05 kn/m Q 1 = 393,9 kn/m > Q 2 = 387,83 kn/m Warunek nośności jest spełniony. Istniejące ławy zewnętrzne bezpośrednio przenoszą obciążenia zewnętrzne na grunt. 18
4. OCENA TECHNICZNA MOŻLIWOŚCI WYKONANIA WZMOCNIENIA I WYMIANY STROPÓW Projekt konstrukcyjno - budowlany polegający na wzmocnieniu konstrukcji stropu nad parterem i wymiany stropu nad I piętrem budynku Państwowej Szkoły Muzycznej I I II stopnia w Łomży został sporządzony zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej. Ściany konstrukcyjne nadziemia murowane z cegły ceramicznej pełnej. Nie stwierdzono wyboczenia, odchyłki od pionu czy zarysowań mogących świadczyć o przeciążeniu konstrukcji ścian ich stan techniczny oceniono jako dobry. Konstrukcja nośna stropu nad parterem to belki stalowe dwuteowe, zaś stropu nad I piętrem belki drewniane. Z uwagi na nadmierne wytężenie konstrukcji stropy tez należy wzmocnić lub wymienić. Nośność fundamentów nie została przekroczona, co pozwala na wykonanie projektowanej wymiany stropu i wzmocnienia. Przedmiotowy budynek znajduję się w zadowalającym stanie technicznym, pozwalającym na wykonanie projektowanego wzmocnienia stropu nad parterem i wymiany stropu na gęstożebrowy nad I piętrem, z zastrzeżeniem by roboty wykonywać przy zachowaniu przyjętych w projekcie rozwiązań technicznych. Planowane zamierzenie nie narusza stanu sprawności technicznej budynku istniejącego oraz praw osób trzecich. Opracowała: 19