Podczas projektowania obiektów inżynierskich częstą praktyką projektantów jest stosowanie rozwiązań konstrukcyjnych z określonym zapasem bezpieczeństwa, większym niż wymagany normowo. Celem pracy jest określenie czasu i kosztu realizacji przedsięwzięcia budowlanego, obliczonego przy założeniu takich samych wysokości podciągów żelbetowych oraz przy redukcji ich wysokości o 15, 20 i 30%, przy zachowaniu wymaganego normowo zapasu bezpieczeństwa. Ze względu na złożony charakter analizowanego problemu zastosowano szereg nowoczesnych narzędzi Autodesk AutoCAD, Robot Structural Analysis Professional, Norma EXPERT.
EN
When designing engineering structures, it is common practice for designers to use structural solutions with a certain safety margin, greater than required by the standard. The aim of the work is to determine the time and cost of the construction project, calculated with the assumption of the same height of reinforced concrete beams and reduction of their height by 15, 20 and 30%, while maintaining the safety margin required by the standard. Due to the complex nature of the analyzed problem, a number of modern tools Autodesk AutoCAD, Robot Structural Analysis Professional, Norma EXPERT were used.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents a comprehensive analysis of technology, time and costs of three methods of building a single-family house; traditional brick, reinforced concrete prefabrication and timber frame. The goal of this study was to determine if prefabricated and timber frame building methods and materials have the potential to replace traditional method of construction in the context of cost and time. For this purpose, a qualitative analysis was performed, including a list of benefits of each of the analysed construction technologies and a quantitative analysis in which the cost of finished houses per 1 m2 of usable area was compared. The analyses were conducted for two single-family houses with similar characteristics using scheduling and cost estimation software. The conducted analyses have shown that the shortest time to build a house is in the prefabricated reinforced concrete technology. The used construction technology from ready-made prefabricated elements affects the time of building house and thus, the costs of its construction. The construction time for the house in case of a timber frame structure and made of ready-made reinforced concrete prefabricated elements is similar but the cost of a timber frame structure is much higher. It takes longest time to build a house in traditional brick technology and requires the involvement of the largest financial resources from all three analysed construction technologies. Despite this, traditional brick technology is the most used in construction in Poland and other Central and Easter Europe countries. This is due to the widespread belief of investors about the durability of a building made in this technology and the habits of investors resulting from a long-standing tradition of construction. However, the study’s results in the world showed that a change in build technology is a step in addressing the concerns of poor quality and reduce construction costs and time, increasing the construction sector’s productivity and sustainability.
PL
W artykule przedstawiono kompleksową analizę technologii, czasu i kosztów budowy domu jednorodzinnego trzema metodami: murowaną tradycyjnie, prefabrykacji żelbetowej, szkieletową drewnianą. Celem analiz było określenie, czy prefabrykowane i szkieletowe budownictwo ma potencjał do zastąpienia tradycyjnych metod budowy w kontekście kosztów i czasu budowy. W tym celu dokonano analizy jakościowej obejmującej wykaz korzyści każdej z analizowanych technologii budowy oraz analizy ilościowej, w której porównano koszt gotowych domów na m2. Analizy przeprowadzano dla dwóch domów jednorodzinnych o podobnych cechach z wykorzystaniem oprogramowania do harmonogramowania i kosztorysowania. Przeprowadzone analizy wykazały, że najkrótsze terminy wykonania budynku są w przypadku budowy budynku w technologii prefabrykowanej żelbetowej. Stosowana technologia budowy z gotowych elementów prefabrykowanych przekłada się na czas budowy domu, a tym samym na mniejsze koszty jego budowy. Czas realizacji domu w przypadku konstrukcji szkieletowej drewnianej oraz z prefabrykatów żelbetowych jest podobny, jednak koszt konstrukcji szkieletowej jest znacznie większy. Najdłużej trwa budowa domu w technologii murowanej tradycyjnie oraz wymaga zaangażowania największych środków finansowych ze wszystkich trzech analizowanych technologii budowy. Pomimo tego technologia murowana tradycyjnie jest najczęściej stosowana w budownictwie w Polsce oraz innych krajach Europy Środkowo-Wschodniej. Wynika to głównie z powszechnego przekonania inwestorów o trwałości budynku wykonanego w tej technologii oraz z przyzwyczajeń inwestorów wynikających z długoletniej tradycji budowy. Jednakże analizy prowadzone na świecie pokazują, że zmiana w technologii budowy jest krokiem w rozwiązywaniu problemów związanych z niską jakością oraz zmniejszeniem kosztów i czasu budowy, przy jednoczesnym zwiększeniu produktywności i zrównoważonym rozwoju sektora budowlanego.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Coraz większe tempo projektowania i realizacji inwestycji budowlanych sprawia, że występuje coraz więcej problemów związanych z pękaniem ścian wypełniających. Przyczyną uszkodzeń jest m.in. wykonywanie konstrukcji stropowych o dużej rozpiętości oraz nieprawidłowo zrealizowane ich połączenie z elementami konstrukcji nośnej budynku. W artykule przedstawiono analizę przyczyn uszkodzeń ścian nienośnych w budynku wielorodzinnym o konstrukcji szkieletowej zrealizowanym w technologii monolitycznej, żelbetowej. Ściany nienośne wewnątrz mieszkaniowe wykonano z bloczków z betonu komórkowego, a ściany między mieszkaniowe i wypełniające zewnętrzne z pustaków betonowych. Jeszcze przed oddaniem lokali do użytkowania, podczas prowadzenia prac wykończeniowych, stwierdzono ich intensywne zarysowania i pęknięcia. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i analiz przedstawiono błędy wykonania ścian nienośnych, które doprowadziły do ich awarii.
EN
The ever-increasing pace of design and construction projects is causing an increase in problems related to the cracking of infill walls. The causes of their damage include the construction of slender floor structures with long spans as well as improperly implemented connections to elements of the building's load-bearing structure. The article presents an analysis of the causes of damage to non-load-bearing walls in a multifamily building. The frame building was constructed using monolithic reinforced concrete technology. The walls in the apartments were made of aerated concrete. The walls between the apartments and external infilling walls were made of concrete hollow blocks. Even before the premises were put into use, intensive cracking was found when finishing work was carried out. On the basis of measurements and analysis, errors in the construction of non-load-bearing walls were presented, which led to the walls’ failure.
Przedstawiono specyfikę, a także systematykę faz produkcji, realizacji i użytkowania domów ze szkieletem drewnianym. Opisano obciążenia i problemy techniczno-technologiczne na poszczególnych etapach realizacji budynków. Przedstawiono sposób identyfikacji zagrożeń konstrukcji z wykorzystaniem metody elementów skończonych i przykłady dotyczące fazy montażu budynku. Wyniki analiz przedstawiono w formie wykresów deformacji i map naprężeń w poszyciu konstrukcji.
EN
Paper specifies systematic and phases of construction, site assembling and exploitation of wood-framed buildings. Loadings their combinations, technological and structural problems arising at each stage of construction are presented in work. Paper also indicates identification of hazards in structure applying the finite element method and examples at the phase of building assembling. Obtained results of analyses are presented in the form of diagrams of deformations and map of stressing in the sheathing.
System zysków bezpośrednich ze słońca w budynkach mieszkalnych polega na maksymalnym pozyskiwaniu promieniowania słonecznego przenikającego przez okna i inne przeszklone przegrody. Najpowszechniejszymi systemami do biernego pozyskiwania ciepła są: okna, przegrody akumulacyjno kolektorowe, ogrody zimowe. Celem pracy była analiza trzech przyjętych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych służących do biernego pozyskiwania ciepła słonecznego w modelowym budynku o konstrukcji szkieletowej pod kątem jego zapotrzebowania na energie grzewczą. Zakres badań obejmował wykonanie dokumentacji technicznej oraz niestacjonarną analizę energetyczną budynku. Jako kryterium rozstrzygające o wyborze najkorzystniejszego systemu biernego pozyskiwania energii słonecznej został przyjęty wskaźnik ilości energii którą można zaoszczędzić na 1 m2 powierzchni użytkowej budynku. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najefektywniejszym systemem pozyskującym energię cieplną ze słońca są duże przeszklenia okienne na południowej ścianie budynku. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania można ograniczyć zużycie energii grzewczej w budynku modelowym nawet o 14% przy jego prawidłowej lokalizacji względem stron świata.
EN
The biggest and basic advantage of the system of sun direct profits is a simple way it design and subsequently construction. It involves obtaining maximum solar radiation penetrating through windows and other glazed partition. The most common systems for the passive heat obtaining in buildings are the direct profits systems, thermal storage wall, conservatories. The aim of the study was to analyze three of the solutions adopted material and construction used for passive heat obtaining in solar model-timbered building in terms of energy demand for heating. The scope of research involved the making of technical documentation and non-stationary building energy analysis using computer programs. As the decisive criterion for selecting the most favorable passive solar energy obtaining system has been accepted indicator of the amount of energy you can save per 1 m2 of usable floor space. Based on the research it was found that the most effective energy solar heat obtaining system are large glass windows on the south wall of the model building. By using this solution you can reduce heating energy consumption in the model building by as much as 14% at its correct location relative to the world directions.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Rush growth of buildings of the public utility, like shopping centers, office administration objects and communications infrastructure (stations and airports), and associated with them and multilevel car parks caused some interest in composite steelconcrete structures. The attention will be focus on some tied problems with designing buildings of the skeletal type on the example of multi-storey car parks concerning the selection of the type of the structure. Results of analyses will be presented computational consuming associated with the optimization, for which will be a function of the objective steel. Other parameters taken into account will stay in analysis as dimensions of diameters and the functionality of the structure resulting out of necessity of installing.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podano wyniki badań szkieletowych drewnianych elementów stropowych. Przedstawiono propozycję modelu numerycznego opisującego zachowanie analizowanych elementów. Omówiono analizy porównawcze wartości naprężeń i przemieszczeń według badań eksperymentalnych i analiz numerycznych.
EN
The paper include results of experimental tests conducted on light wood framed floor elements. The propose of numerical model describing the behavior of the analyzed floor elements is presented in article. There are presented the comparative analysis of stresses and displacements values derived from experimental tests and numerical analysis.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The objective of this paper is to present some problems of mechanics of the wood-framed with sheathing building structural elements. Selected works from significant number of papers published in the world referring to the wood-framed structure are presented. These works are dealing with analytical and experimental investigations. The paper emphasizes the prefabricated large-panelled version of the wood-framed building structural elements. Formation of analytical three-dimensional model of separate diaphragm and complete building structure remains still the basic problem examined lately in the published papers. The analytical model shall predict evaluation of real stressing and its distribution in the structure and shall assess the tracing of redistribution of external loading to each part of diaphragm. Analysis shall be based on real geometry and material characteristic of the structure. The sheathing to framing fastener has strongly nonlinear behaviour under loading and becomes the weakest link in structure. The analytical model has been created applying the finite element method. Finite elements were applied in description of wooden framing, sheathing and connectors. Parameters of fastener nonlinearity and description of different structural details are included in the analytical model. Presented model has been identified in experimental tests conducted on full scale wall diaphragms.
PL
Praca dotyczy problemów statyki szkieletowych budynków drewnianych z poszyciem. Na początku podano wybrane publikacje z dużej liczby opracowań w świecie nt. tego typu budownictwa. Publikacje dotyczą zarówno badań doświadczalnych jak i teoretycznych. Ponadto zwrócono uwagę, że obecnie najczęściej realizowane są drewniane budynki szkieletowe w wersji prefabrykowanej. Podano podstawowe problemy analizowane ostatnio w publikacjach, z których na pierwszy plan wysuwa się zagadnienie budowy modelu obliczeniowego poszczególnych przegród i budynków w schemacie przestrzennym. Pozwoli to na uwzględnienie redystrybucji obciążeń zewnętrznych na poszczególne elementy konstrukcyjne oraz ocenę rozkładu rzeczywistych wytężeń w konstrukcji. Ważne jest więc wtedy uwzględnienie rzeczywistych wymiarów i położenia elementów konstrukcyjnych oraz ich właściwości materiałowych. Jest to ważne tym bardziej, iż najsłabszym ogniwem tych konstrukcji są łączniki, a ich praca pod obciążeniem charakteryzuje się dużą nieliniowością. W artykule przedstawiono taki model obliczeniowy zbudowany z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Podano sposób budowy modelu oraz opis elementami skończonymi szkieletu drewnianego, poszycia i łączników. Następnie przedstawiono zagadnienie uwzględniania parametrów nieliniowych i opisu w modelu różnych szczegółów konstrukcyjnych. Model został zweryfikowany badaniami doświadczalnymi w skali naturalnej przegród ściennych.
Opisano rozwiązanie, w którym istniejący budynek trzykondygnacyjny planowano rozbudować o pięć dodatkowych segmentów. Budowę przerwano po wykonaniu trzech segmentów. Wskutek tego zmieniono warunki pracy zaprojektowanej konstrukcji. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono występowanie zagrożenia bezpieczeństwa konstrukcji jednego z segmentów. Podano sposób wyeliminowania tego zagrożenia.
EN
The existing building has to be enlarged of five additional segments but the construction is stopped after realization of three segments. This fact has changed design assumptions and create emergency state of the construction. Method of hazard elimination is proposed.