Budownictwo ogólne. Tom 3. Elementy budynków. Podstawy projektowania

W tej części opracowania z cyklu Budownictwo ogólne omówiono m.in. fundamenty, ściany, stropy, dachy, elementy komunikacji pionowej. Przedstawiono zasady architektonicznego i konstrukcyjnego projektowania budynków i ich elementów z różnych materiałów – żelbetu, stali, drewna itp.

Omówiono też zagadnienia dotyczące niezawodności konstrukcji.

SPIS TREŚCI:

1 Wstęp   7

2 Ogólne zasady kształtowania konstrukcji   11
Stanisław Kuś
2.1. Wiadomości ogólne   12
2.2. Kształtowanie przekroju poprzecznego — efektywność przekroju   13
2.3. Obliczanie strumieni sił w tarczach   17
2.3.1. Zasady ogólne   17
2.3.2. Krótkie wsporniki   19
2.3.3. Belka—ściana obciążona diagonalnie, wzdłuż przekątnej   24
2.4. Rola naprężeń głównych w konstruowaniu tarcz i belek o zmiennej wysokości   24
2.4.1. Strumienie sił i rodzaje trajektorii   24
2.4.2. Kształtowanie funikularne   30
2.4.3. Funikularne konstrukcje przestrzenne   44
2.4.4. Kształtowanie na minimum energii sprężystej — minimum ciężaru konstrukcji 50
2.5. Szybkie metody sprawdzania sił wewnętrznych w konstrukcjach   57
2.6. Przykłady kształtowania złożonych konstrukcji   66
Wykaz literatury   70

3 Podstawy projektowania architektonicznego   73
Władysław Korzeniewski
3.1. Cele i tworzywo architektoniczne   74
3.1.1. Rola i dzieła architektury i urbanistyki   74
3.1.2. środki architektonicznego kształtowania budynków i innych budowli . . 88
3.2. Koncepcja funkcjonalno-przestrzenna   121
3.2.1. Cel i zakres opracowania koncepcji   121
3.2.2. Forma i skala opracowania koncepcji funkcjonalno-przestrzennej   123
3.2.3. Opracowania koncepcji: indywidualne, wariantowe, konkursowe i w ramach zamówień publicznych   124
3.2.4. Decyzja o środowiskowych uwarunkowaniach realizacji inwestycji   127
3.2.5. Pozwolenia na prace konserwatorskie przy zabytkach i opinie konserwatorskie   128
3.2.6. Włączenie do drogi publicznej   130
3.2.7. Warunki dostawy mediów i przyłączenia do sieci uzbrojenia terenu   130
3.3. Dokumentacja budowlana   132
3.3.1. Zakres opracowania projektu budowlanego   132
3.3.2. Proces opracowania projektu budowlanego   134
3.3.3. Forma i skala projektu budowlanego   136
3.3.4. Inne składniki projektu budowlanego   137
3.3.5. Wymagane uzgodnienia projektu budowlanego   138
3.3.6. Sprawdzenie projektu budowlanego   141
3.3.7. Postępowanie w sprawie pozwolenia na budowę   142
3.3.8. Badanie wpływu obszaru oddziaływania obiektu budowlanego   143
3.3.9. Wydanie decyzji o pozwoleniu na budowę   144
3.3.10. Legalizacja wykonania drobnych obiektów i robót budowlanych   147
3.4. Przykłady nagrodzonych realizacji architektoniczno-budowlanych   148
3.4.1. Motywacja doboru przykładów   148
3.4.2. Przykłady nagrodzonych realizacji dzieł architektoniczno-budowlanych 149
3.4.3. Uwagi do przedstawionych przykładów   166
Wykaz literatury i aktów prawnych   167

4 Zagadnienia konstrukcyjne w budynkach   171
Stefan Pyrak (p. 4.1-4.8) Wojciech Włodarczyk (p. 4.9 i 4.10) Szczepan Woliński (p. 4.11)
4.1. Wiadomości ogólne   173
4.2. Elementy konstrukcji budynku   173
4.3. Budynki i ich układy konstrukcyjne   174
4.4. Ogólne zasady projektowania konstrukcji i jej elementów   177
4.5. Dylatacje budynków   180
4.6. Obciążenia w budownictwie  184
4.6.1. Rodzaje obciążeń   184
4.6.2. Obciążenia stałe   186
4.6.3. Obciążenia zmienne technologiczne   192
4.6.4. Obciążenie śniegiem   196
4.6.5. Obciążenie wiatrem   198
4.6.6. Obciążenie temperaturą   203
4.6.7. Wartości obliczeniowe obciążeń   204
4.7. Podstawy projektowania elementów betonowych i żelbetowych   205
4.7.1. Wiadomości ogólne   205
4.7.2. Właściwości betonu   205 4.7.3. Właściwości stali zbrojeniowej   210
4.7.4. Wymiarowanie płyt i belek żelbetowych   214
4.7.5. Projektowanie słupów   241
4.8. Podstawy projektowania konstrukcji murowych   256
4.8.1. Wiadomości ogólne   256
4.8.2. Materiały do konstrukcji murowych   257
4.8.3. Rodzaje i parametry wytrzymałościowe murów  259
4.8.4. Wytrzymałości obliczeniowe murów   267
4.8.5. Inne właściwości murów   268
4.8.6. Wymagania konstrukcyjne dotyczące ścian i murów   270
4.8.7. Wymagania ze względu na trwałość konstrukcji murowych   278
4.8.8. Podstawy wymiarowania konstrukcji murowych   281
4.9. Podstawy projektowania elementów drewnianych   289
4.9.1. Charakterystyka elementów konstrukcyjnych i połączeń   289
4.9.2. Właściwości techniczne drewna   292
4.9.3. Wymiarowanie drewnianych elementów konstrukcyjnych   301
4.9.4. Złącza elementów konstrukcji drewnianych   312
4.9.5. Elementy konstrukcyjne klejone warstwowo   323 4.10. Podstawy projektowania elementów stalowych   325
4.10.1. Charakterystyka elementów konstrukcyjnych i połączeń   325
4.10.2. Materiały i wyroby stalowe   328
4.10.3. Połączenia elementów konstrukcyjnych   336
4.10.4. Wymiarowanie stalowych elementów konstrukcyjnych   344
4.10.5. Obliczanie połączeń spawanych   363
4.10.6. Obliczanie połączeń śrubowych    369
4.11. Niezawodność konstrukcji budowlanych 376
4.11.1. Niezawodność, bezpieczeństwo, dobra jakość konstrukcji 376
4.11.2. Zasady i metody zapewnienia niezawodności konstrukcji   378
4.11.3. Losowa nośność elementów i konstrukcji 395
4.11.4. Probabilistyczne modele i kombinacje oddziaływań 403
4.11.5. Metoda symulacji Monte Carlo w obliczeniach niezawodności 410
4.11.6. Zarządzanie niezawodnością   417
Wykaz literatury i norm 419
        
5 Fundamenty i posadowienia budynków   427
Antoni Kuchler (p. 5.1-5.4, 5.6-5.11) Anna Siemińska-Lewandowska, Monika Mitew-Czajewska (P. 5.5) Przemysław Miąsik (p. 5.12)
5.1. Terminy, definicje, symbole   429
5.2. Wymagania ogólne   433
5.3. Analiza budynku  434
5.4. Analiza podłoża gruntowego   435
5.4.1. Zasady klasyfikacji gruntów   435
5.4.2. Ustalenie geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych 447
5.4.3. Punkty badawcze   456
5.4.4. Warunki geotechniczne mające wpływ na posadowienie budynków  457
5.4.5. Oddziaływanie wody  466
5.4.6. Schematy obliczeniowe podłoża i parametry geotechniczne   469
5.5. Roboty ziemne   471
5.51. Wykopy  471
5.5.2. Wykopy w obudowie  472
5.5.3. Odwodnienie wykopów  483
5.5.4. Wykonywanie wykopów  485
5.5.5. Nasypy   486
5.6. Siły i naciski przekazywane przez konstrukcję nośną budynku na fundamenty i podłoże   489
5.7. Materiały stosowane przy posadowieniach   492
5.8. Wybór sposobu posadowienia   493
5.9. Fundamenty i posadowienia bezpośrednie   494
5.9.1. Uwagi wstępne   494
5.9.2. Głębokość posadowienia   494
5.9.3. Klasyfikacja fundamentów bezpośrednich   496
5.9.4. Fundamenty stopowe   500
5.9.5. Fundamenty grupowe   506
5.9.6. Fundamenty ławowe pod ściany   509
5.9.7. Fundamenty ławowe pod rzędy słupów   514
5.9.8. Fundamenty rusztowe     524
5.9.9. Fundamenty płytowe   524
5.9.10. Fundamenty skrzyniowe   525
5.10. Fundamenty i posadowienia pośrednie   526
5.10.1. Uwagi wstępne   526
5.10.2. Fundamenty na masywach lub słupach zeskalonego gruntu   526
5.10.3. Fundamenty na palach   527
5.10.4. Fundamenty na studniach   537
5.10.5. Fundamenty na kesonach   541
5.11. Posadawianie przy istniejącym obiekcie   542
5.12. Ściany fundamentowe i ściany piwnic   545
5.12.1. Uwagi ogólne   545
5.12.2. Ściany fundamentowe monolityczne   547
5.12.3. Ściany fundamentowe murowane   550
5.12.4. Ściany fundamentowe z kamienia naturalnego   551
Wykaz literatury i norm   551

6 Ściany budynków i przegrody przezroczyste   555
Aleksander Starakiewicz • Jerzy Szyszka Przemysław Miąsik
6.1. Wymagania techniczne stawiane ścianom   557
6.2. Elementy architektoniczne kształtujące powierzchnie ścian   560
6.3. Rodzaje ścian stosowanych w budynkach   564
6.4. Ściany murowane   568
6.4.1. Wiązania w ścianach murowanych  568
6.4.2. Ściany z elementów ceramicznych   574
6.4.3. Ceramika poryzowana   579
6.4.4. Ściany z betonu komórkowego   581
6.4.5. Ściany z elementów wapienno-piaskowych   585
6.4.6. Ściany z elementów keramzytobetonowych   586
6.5. Ściany z drewna  587
6.6. Ściany stalowe szkieletowe   590
6.7. Ściany żelbetowe   595
6.7.1. Ściany monolityczne   595
6.7.2. Ściany zespolone   600
6.8. Ściany osłonowe nieprzezroczyste   602
6.8.1. Kasety wzdłużne   602
6.8.2. Płyty warstwowe   605
6.8.3. Ściany montowane w systemie blacha—rdzeń izolacyjny—blacha   608
6.9. Mury z kamienia naturalnego   610
6.9.1. Uwagi ogólne   610
6.9.2. Mury nieregularne   611
6.9.3. Mury półregularne   611
6.10. Filary międzyokienne i słupy   612
6.11. Nadproża   613
6.12. Wieńce   618
6.13. Mury kominowe 620
6.14. Ściany działowe   624
6.15. Informacje wstępne o przegrodach przezroczystych   627
6.16. Rodzaje szkła stosowanego w przegrodach przezroczystych   628
6.16.1. Uwagi ogólne   628
6.16.2. Parametry techniczne szkła   629
6.16.3. Charakterystyka różnych rodzajów szkła   631
6.16.4. Rodzaje szyb zespolonych   634
6.16.5. Charakterystyka szyb w układach przezroczystych   636
6.17. Okna w budynkach   638
6.17.1. Wymagania stawiane oknom   638
6.17.2. Typy i kształty okien   641
6.17.3. Rodzaje konstrukcji okien   643
6.17.4. Charakterystyka materiałowa i cieplna profili okiennych   647
6.17.5. Parametry geometryczne okien   650
6.18. Przezroczyste przegrody osłonowe o konstrukcji aluminiowej   654
6.18.1. Uwagi ogólne   654
6.18.2. Podział ścian aluminiowo-szklanych   656
6.18.3. Systemy lekkich ścian osłonowych z profili aluminiowych  669
6.18.4. Zestawy wyrobów do wykonywania lekkich ścian osłonowych z profili aluminiowych   671
6.19. Efektywność cieplna przegród przezroczystych   672
6.19.1. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła okien i ścian osłonowych .   672
6.19.2. Dane klimatyczne do sporządzania bilansu ciepła   677
6.19.3. Bilans ciepła przegród przezroczystych   684
6.19.4. Równoważny współczynnik przenikania ciepła   685
6.20. Przegrody aktywne energetycznie (kolektorowo-akumulacyjne)   686
6.20.1. Wprowadzenie   686 6.20.2. Konstrukcja przegrody kolektorowo-akumulacyjnej   687
6.20.3. Funkcjonowanie ściany słonecznej — równoważny współczynnik przenikania ciepła   688
6.20.4. Efektywność cieplna wybranych przegród kolektorowo-akumulacyjnych   691
6.21. Projektowanie przegród przezroczystych   700
6.21.1. Zasady projektowania okien w budynkach  700
6.21.2. Projektowanie przegród przezroczystych w oparciu o bilans ciepła   702
Wykaz literatury i norm   712

7 Stropy   715
Hanna Michalak • Stefan Pyrak
7.1. Wymagania ogólne i klasyfikacja stropów   716
7.2. Stropy belkowe   717
7.2.1. Stropy na belkach stalowych   717
7.2.2. Stropy na belkach drewnianych   721
7.3. Stropy płytowe 723
7.3.1. Uwagi ogólne   723
7.3.2. Stropy płytowe monolityczne 723
7.3.3. Stropy płytowe prefabrykowano-monolityczne   738
7.3.4. Stropy płytowe prefabrykowane   741
7.4. Stropy płytowo-żebrowe monolityczne   748
7.5. Stropy gęstożebrowe   760
7.5.1. Zasady ogólne konstruowania   760
7.5.2. Strop Akermana   763
7.5.3. Strop Ceram   765
7.5.4. Stropy Fert i EF   774
7.5.5. Stropy Teriva   778
7.5.6. Stropy DMS i DZ  780
7.5.7. Inne stropy gęstożebrowe   785
7.6. Wieńce, balkony, tarasy   792
Wykaz literatury i norm   797

8 Komunikacja w budynkach   799
Lech Lichołai • Joanna Krasoń
8.1. Wiadomości ogólne   800
8.2. Schody w budynkach   800
8.3. Elementy klatki schodowej   801
8.4. Podział schodów   805
8.4.1. Podział ze względu na położenie   805
8.4.2. Podział ze względu na kierunek wchodzenia   809
8.4.3. Podział ze względu na liczbę biegów   810
8.4.4. Podział ze względu na układ i kształt biegów   810
8.4.5. Podział ze względu na nachylenie biegów 813
8.5. Wymagania techniczne, jakim powinny odpowiadać schody   815
8.5.1. Przepisy dotyczące zastosowania i wymiarów schodów   815
8.5.2. Przepisy dotyczące ochrony przeciwpożarowej   817
8.5.3. Rozplanowanie i oświetlenie klatki schodowej   820
8.6. Rozwiązania konstrukcyjne schodów   823
8.6.1. Uwagi ogólne   823
8.6.2. Schody żelbetowe   825
8.6.3. Schody drewniane   830
8.6.4. Schody metalowe   833
8.7. Elementy wykończeniowe schodów   834
8.7.1. Okładziny stopni   834
8.7.2. Balustrady i poręcze   835
8.8. Schody i chodniki ruchome   837
8.9. Dźwigi w budynkach   839
8.9.1. Uwagi ogólne   839
8.9.2. Elementy dźwigów   841
8.9.3. Warunki techniczne dotyczące dźwigów   845
8.10. Pochylnie   847
Wykaz literatury i norm   849

9 Dachy i pokrycia dachowe   851
Jerzy Kerste • Wiesław Kubiszyn
9.1 Uwagi ogólne   853
9.2. Pochylenie połaci dachowych   854
9.3. Kształty dachów  854
9.3.1. Dachy budynków mieszkalnych i sakralnych   854
9.3.2. Dachy budynków przemysłowych i użyteczności publicznej   856
9.4. Ustrój nośny dachu   856
9.5. Dachy o konstrukcji drewnianej   857
9.5.1. Uwagi ogólne   857
9.5.2. Dach krokwiowy   860
9.5.3. Dach jętkowy   863
9.5.4. Dach płatwiowo-kleszczowy  866
9.6. Dachowe konstrukcje inżynierskie z drewna   873
9.6.1. Uwagi ogólne 873
9.6.2. Wiązary kratowe   874
9.6.3. Ramy drewniane   877
9.6.4. Elementy i konstrukcje z drewna klejonego  878
9.7. Łączniki do konstrukcji drewnianych   880
9.8. Dachy o konstrukcji stalowej   883
9.8.1. Uwagi ogólne   883
9.8.2. Dachy dźwigarowo-płatwiowe   886
9.8.3. Dachy bezpłatwiowe   892
9.9. Stropodachy   893
9.9.1. Uwagi ogólne   893
9.9.2. Stropodachy pełne   895
9.9.3. Stropodachy odpowietrzane   896
9.9.4. Stropodachy wentylowane   897
9.9.5. Stropodachy w systemie odwróconym   899
9.10. Podkłady pod pokrycie   903
9.10.1. Uwagi ogólne   903
9.10.2. Deskowanie, łacenie i podkłady z płyt drewnopochodnych   904
9.11. Pokrycia dachowe   905
9.11.1. Krycie trzciną   905
9.11.2. Krycie gontem   906
9.11.3. Krycie łupkiem  907
9.11.4. Krycie dachówką ceramiczną, cementową i blachodachówką  907
9.11.5. Krycie papą i dachówką bitumiczną   915
9.11.6. Krycie blachą płaską   919
9.11.7. Pokrycie z blach profilowanych   921
9.11.8. Pokrycie z płyt warstwowych  923
9.11.9. Pokrycia bezspoinowe i membrany dachowe   925
9.12. Łączniki pokryć dachowych   929
9.13. Odwodnienia dachów   931
9.14. Obróbki blacharskie   937
9.15. Izolacja połaci dachowych   938
9.15.1. Folia wstępnego krycia   939
9.15.2. Izolacja termiczna   939
9.15.3. Folia paroizolacyjna   940
Wykaz literatury i norm   941

10 Naprawy i wzmacnianie budynków i ich elementów   943
Szczepan Woliński • Grzegorz Bajorek • Lucjan Ślęczka
10.1. Wiadomości ogólne   944
10.1.1. Eksploatacja budynków  944
10.1.2. Określenia dotyczące napraw i wzmocnień   945
10.2. Przyczyny zużycia budynków 947
10.3. Katastrofy, awarie i uszkodzenia budynków  950
10.3.1. Statystyki katastrof budowlanych   950
10.3.2. Przykłady katastrof i awarii budynków   951
10.4. Przyczyny katastrof, awarii i uszkodzeń   956
10.4.1. Klasyfikacja i statystyki błędów   956
10.4.2. Metody analizy i eliminacji błędów   958
10.5. Diagnostyka i metody oceny stanu konstrukcji budynku  958
10.5.1. Diagnostyka techniczna   958
10.5.2. Rodzaje diagnostyk   959
10.5.3. Elementy diagnostyki i metody oceny stanu konstrukcji   961
10.6. Badanie konstrukcji budynku   964
10.6.1. Klasyfikacja metod badania konstrukcji   964
10.6.2. Metody niszczące   966
10.6.3. Metody nieniszczące   971
10.7. Dokumentowanie badań   977
10.8. Dobór metod i wykonywanie napraw elementów budynku   979
10.8.1. Naprawy elementów z betonu   979
10.8.2. Naprawa zawilgoconych murów — izolacje, osuszanie   983
10.8.3. Naprawa zawilgoconych i zasolonych murów — tynki renowacyjne   984
10.9. Dobór i wykonywanie wzmocnień elementów budynków  987
10.9.1. Uwagi ogólne   987
10.9.2. Wzmacnianie fundamentów budynków   988
10.9.3. Wzmacnianie elementów murowanych   992
10.9.4. Wzmacnianie elementów budynków o konstrukcji żelbetowej   996
10.9.5. Wzmacnianie elementów budynków o konstrukcji stalowej   1005
10.10. Opracowanie dokumentacji: ekspertyzy, opinie, oceny   1012
Wykaz literatury i norm   1016