Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of technology, time and costs of three methods of building a single-family house: traditional brick, reinforced concrete prefabrication, timber frame

Wrzesiński Grzegorz, Pawluk Katarzyna, Lendo-Siwicka Marzena, Kowalski Jan

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

23--39

EN

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.

2

Timber-frame house resistant to dynamic loads - analysis of wall panel filled with polyurethane foam

Szczepański M., Migda W., Jankowski R.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

347--354

EN

The present study shows the experimentally and numerically determined response of a single timber-frame house wall panel filled with polyurethane (PU) foam under dynamic loads. The harmonic tests were conducted for the following frequencies: 0.5 Hz, 1.0 Hz, 2.0 Hz and 5.0 Hz for various values of the specified displacement. Based on the results of the comparison between the experimental tests and the numerical analyses, the numerical model has been verified to be correct. The model can be used in further analyses so as to investigate the behaviour of the whole building under dynamic loads, including seismic and paraseismic excitations. Using such a numerical model, it will be possible to evaluate the improvement in resistance against dynamic loads for the case when PU foam is used instead of mineral wool.

3

Modal analysis of real timber frame houses with different insulation materials

Szczepański M., Migda W., Jankowski R.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2016

|

Vol. 10, nr 31

215--221

EN

The aim of this article is to present the results of a numerical modal analysis of two actual structures of timber frame buildings and the different behaviour due to the used insulation material. One model of the timber structure was filled with mineral wool, while the other with polyurethane foam. During the modal analysis, eigenvalues for both models have been determined. The results of the analysis clearly show the increase of stiffness and damping properties of skeletal constructions achieved by the use of polyurethane foam as the skeleton filling. The numerical model was based on prior experimental test on real scale single frame elements, therefore the result can be assumed to be adequate.

4

Construction technology of timber-frame houses resistant to dynamic loads – study on models of exterior walls

Szczepanski M., Migda W., Jankowski R.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2015

|

Vol. 9, nr 28

75--80

EN

The aim of this paper is to show the numeric representation of experimental studies concerning the behaviour of exterior wall models of a timber-frame house under harmonic loading. A single wall model according to traditional technology of timber-frame house walls (filling with mineral wool) was tested. The analysis was conducted for the following frequencies: 0.5 Hz, 1.0 Hz, 2.0 Hz and 5.0 Hz for various values of the specified displacement. A number of hysteresis loops were obtained for each of the tests. Based on them, the damping ratio as well as stiffness were calculated. The skeleton model filled with mineral wool (traditional technology) experienced serious damage under larger displacements. The results of the study have been used to propose a numerical model of wall filled with mineral wool. The proposed numerical model is consistent with the results for the values obtained during the experimental study, which proves the correctness of the adopted solution.

5

Konstrukcje drewniane szkieletowe – eksperymentalne badania dynamiczne modelu drewnianego budynku szkieletowego na stole wstrząsowym

Szczepański M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Inżynieria Lądowa i Wodna

|

2012

|

Nr 1 (625)

127--135

PL

Celem niniejszego artykułu jest prezentacja walorów drewnianych domów o konstrukcji szkieletowej oraz przedstawienie wyników badań eksperymentalnych przeprowadzonych na stole wstrząsowym w trakcie których poddawano wymuszeniom sejsmicznym model drewnianego budynku szkieletowego. Na początku badań zostały pomierzone częstotliwości drgań własnych nieuszkodzonego modelu oraz przeprowadzono testy harmoniczne sweep-sine. Następnie odtworzono trzęsienie ziemi El-Centro z 1940 roku oraz powtórzono testy harmoniczne sweep-sine. Ostatecznie model został zrzucony z wysokości 4,20 m, miało to symulować ekstremalne obciążenie impaktowe. Otrzymane na podstawie badań wyniki wskazują jednoznacznie, iż konstrukcje drewniane należy projektować jako bardzo sztywne. Ich mała masa, lekka konstrukcja oraz odpowiednio zaprojektowane połączenia konstrukcyjne jak również elementy okładzinowe sprawiają, iż są one konstrukcjami niezwykle mało podatnymi, odpornymi na wpływy dynamiczne.

EN

The aim of this paper is to show the results of the shaking table experimental study concerning the behavior of the model of the timber-frame house under earthquake excitation and impact loading. In order to determine the basic dynamic properties of the undamaged structure, the free vibration and the sweep-sine tests were first conducted. Then, the model was exited using the time history record of the El Centro earthquake of 1940 and the free vibration and the sweep-sine tests were repeated. Finally, the structure was dropped from the height of 4,2 meters, so as to simulate the impact loading, and the change in the natural frequencies of the damaged structure was investigated. The results of the study indicate that the model of the timber-frame house survived the earthquake without any damage. On the other hand, considerable drop in the natural frequencies was observed as the result of damage due to impact load imposed on the structure.