Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Ściany osłonowe a bezpieczeństwo budynków wielkopłytowych

Współpraca ścian osłonowych z konstrukcją budynku | Rola ścian ZWO w sztywności przestrzennej budynku
Zarysowanie w narożu nadproża / Curtain walls and the prefabricated buildings safety
Zarysowanie w narożu nadproża / Curtain walls and the prefabricated buildings safety
Archiwum autorów

Obecność zarysowań oraz miejscowe ubytki w pionowych złączach między ścianami nośnymi i osłonowymi w budynkach wielkopłytowych często wzbudzają obawy lokatorów i administratorów.

Czy uszkodzenia te rzeczywiście wpływają na bezpieczeństwo konstrukcji nośnej?

Podział ścian budynków wielkopłytowych na konstrukcyjne i niekonstrukcyjne (osłonowe) jest umowny.

W rzeczywistości ściany osłonowe są umonolitycznione w złączach ze ścianami nośnymi, a w związku z tym współpracują przy przenoszeniu obciążenia i wpływają na sztywność konstrukcji (na usztywnienie pionowej krawędzi poprzecznej ściany nośnej W) oraz na sztywność przestrzenną budynku (Czytaj więcej na ten temat).

Współpraca ścian osłonowych z konstrukcją budynku

W budynkach wielkopłytowych realizowanych w systemie W-70 dolna krawędź warstwy nośnej ściany osłonowej ZWO oparta jest na stropie, a krawędź górna jest od niego oddylatowana (rys. 1).

Krawędzie pionowe na wysokości jednej kondygnacji są monolitycznie połączone ze ścianą nośną wewnętrzną w złączu ZWO-W-ZWO (rys. 2), a ze ścianą zewnętrzną w złączu ZWS-ZWO.

 

Zbrojenie wypuszczone z warstwy konstrukcyjnej ściany ZWO połączone jest klamrami ze zbrojeniem wypuszczonym ze ściany nośnej i dodatkowo zbrojone pionową siatką.

Złącza ZWO-W-ZWO tworzą więc połączenie konstrukcyjne ściany nośnej W i warstwy nośnej ściany osłonowej ZWO.

Warstwa nośna ściany osłonowej ZWO jest statycznie tarczą, przenoszącą ciężar własny, ciężar warstwy izolacyjnej i fakturowej oraz obciążenia poziome od parcia wiatru. W fazie montażowej obciążenia te przekazywane są na strop przez dwie śruby rektyfikacyjne.

Rys. 1–2. Złącza ścian osłonowych W-70: złącze poziome ścian osłonowych ZWO i stropu (1), złącze pionowe ZWO-W-ZWO (2); 1 – ściana ZWO, 2 – ściana wewnętrzna W, 3 – siatka zbrojenia pionowego, 4 – klamry  |  Fot. Z. Dzierżewicz, W. Starosolski [1]

W fazie eksploatacyjnej po zadziałaniu obciążenia stałego (ciężaru warstw podłogowych i ścianek działowych) oraz obciążenia użytkowego na skutek ugięcia płyty stropowej, której sztywność na zginanie w kierunku pionowym jest znacznie niższa niż tarczy (warstwy nośnej ściany ZWO), przekaz obciążeń następuje praktycznie przez złącza pionowe.

Rys. 3. Ściany ZWO jako zdylatowane pasma usztywniające  |  Fot. W. Ligęza [2]

Ściany ZWO między poprzecznymi ścianami nośnymi stanowią zatem w fazie eksploatacyjnej konstrukcyjnie pasmo składające się z tarcz zdylatowanych pod stropem każdej kondygnacji i zamocowanych w złączach ZWO-W-ZWO (rys. 3).

Fot. 1–5. Przykłady zarysowania złączy ZWO-W- ZWO  |  Fot. W. Ligęza [2]

Przykładowe skutki błędów wykonawczych

ABSTRAKT

W artykule przedstawiono analizę teoretyczną wpływu ścian osłonowych ZWO na sztywność przestrzenną 11-kondygnacyjnego budynku wielkopłytowego zbudowanego w systemie W-70 i ich wpływ na usztywnienia ścian nośnych. Analizę przeprowadzono na podstawie autorskiego modelu komputerowego z uwzględnieniem prawidłowo i nieprawidłowo zbudowanych złączy ZWO-O-ZWO.

The article presents a theoretical analysis of the influence of ZWO-type curtain walls on the spatial stiffness of an eleven-storey prefabricated building (constructed in the W-70 system), as well as their effect on the bracing of bearing walls. The analysis was carried out on the basis of the author’s own computer models, taking into account both properly and improperly constructed ZWO-O-ZWO-type vertical joints.

Badania dotyczące naprawy i wzmacniania budynków z wielkiej płyty [2] oraz uszkodzeń złączy w ścianach osłonowych tego typu obiektów [3] wskazują, że istnieją przypadki wad wykonawczych wpływających na zmianę schematu statycznego konstrukcji. Skutkują one m.in. zarysowaniami w złączach ZWO-W-ZWO (rys. 4, fot. 1–5). Rys. 4. Przykład morfologii rys w złączach pionowych ZWO-W-ZWO i ZWO-W-ZWS  |  Fot. W. Ligęza [2]

Rysy te zmieniają pierwotne warunki konstrukcyjne na krawędziach pionowych i znacznie zaniżają sztywność połączeń, co w pewnym stopniu sprowadza konstrukcję nośną budynku do założeń projektowych, w których ściany ZWO nie były uwzględniane w obliczeniach statycznych w aspekcie innym niż obciążenie konstrukcji.

Do zmiany schematu statycznego dochodzi również wskutek wypełnienia zaprawą cementową szczeliny dylatacyjnej między górną krawędzią ściany ZWO i dolną powierzchnią płyty stropowej, wykonywanego przez mieszkańców podczas remontów prowadzonych we własnym zakresie.

Znane są także przypadki wypełniania szczeliny dylatacyjną metodą iniekcji, zgodnie z zaleceniami niektórych rzeczoznawców. Konsekwencją takich działań jest przekazanie obciążenia z płyty stropowej (ciężaru warstw podłogowych i ścianek działowych oraz obciążeń użytkowych) na górną krawędź nośnej warstwy ściany ZWO, co skutkuje uszkodzeniami w strefie nadproża okien z jednoczesnym wypchnięciem ściany na zewnątrz budynku (fot. 6–10).

Fot. 6–10. Przykłady uszkodzeń spowodowanych zlikwidowaniem szczeliny dylatacyjnej między stropem a górną krawędzią ściany ZWO: ścięcie górnego naroża ścian ZWO (6–7), zarysowania w złączach pionowych ZWO-W-ZWO (8–9), szczelina o szer. 5–8 mm między ścianą ZWO i ścianką działową usytuowaną w połowie długości ściany ZWO (10)  |  Fot. W. Ligęza [2]

Rola ścian ZWO w sztywności przestrzennej budynku

Na podstawie autorskich modeli komputerowych przedstawiono wstępne wyniki analizy wpływu uszkodzeń złączy ZWO-W-ZWO na redystrybucję naprężeń. Porównano wartości naprężeń w elementach konstrukcji budynku wielkopłytowego zbudowanego w systemie W-70 z uwzględnieniem współpracy ścian ZWO z zasadniczą konstrukcją budynku i bez tego uwzględnienia, co w przybliżeniu odwzorowuje strukturalne zarysowania w pionowych złączach ZWO-W-ZWO (fot. 1–5). Analizę wykonano na podstawie zintegrowanego schematu ustroju przestrzennego.

Rys. 5. Układ ścian 11-kondygnacyjnego budynku dwuklatkowego  |  Fot. W. Ligęza [2]

Zbudowano dwa modele typowego 11-kondygnacyjnego budynku dwuklatkowego o rzucie jak na rys. 5: model odwzorowujący konstrukcję budynku z prawidłowo funkcjonującymi złączami ZWO-W-ZWO oraz model budynku, w którym nastąpiło strukturalne uszkodzenie złączy. W pierwszym modelu poza konstrukcją nośną wprowadzono ściany osłonowe, w drugim natomiast ściany osłonowe zastąpiono obciążeniem zastępczym przekazywanym na ściany nośne.

Rys . 6. Model uwzględniający ściany osłonowe oraz widok pojedynczej kondygnacji powtarzalnej; 1 – ściana ZWO, 2 – nadproże w ścianie usztywniającej, 3 – pasmo ściany szczytowej  |  Fot. Archiwa autorów

Obliczenia przeprowadzono metodą elementów skończonych z zastosowaniem dwuwymiarowych elementów płytowo­‑tarczowych w oparciu o statykę liniową. W modelach uwzględniono redukcję sztywności złączy elementów prefabrykowanych na podstawie wytycznych zawartych w pracy „Budynki wznoszone metodami uprzemysłowionymi” [4]. Modele obciążono kombinacjami obciążeń obliczeniowych obejmującymi obciążenia stałe, użytkowe i oddziaływanie wiatru (strefa 1, kategoria terenu IV według normy PN-EN 1991-1­‑4:2008 [5]). Na rys. 6 przedstawiono model komputerowy budynku ze ścianami ZWO.

Rys. 7–8. Mapy głównych naprężeń rozciągających [MPa] w analizowanej ścianie ZWO: od obciążeń stałych (7), od kombinacji obciążeń (8)  |  Fot. Archiwa autorów

Na rys. 7–8 przedstawiono wyniki obliczeń głównych naprężeń rozciągających w warstwie nośnej najbardziej wytężonej ściany ZWO. Rys. 7 przedstawia mapę naprężeń od obciążeń stałych (ciężar warstwy nośnej, ciężar warstwy izolacyjnej i fakturowej oraz obciążenia pionowego redystrybuowanego ze ścian poprzecznych).

Fot. 11. Zarysowanie w narożu okna  |  Fot. Archiwa autorów

Potrzebujesz więcej TREŚCI?

Odbierz TUTAJ
IZO-newsletter »

Na rys. 8 przedstawiono natomiast mapę naprężeń powstałych po dodatkowym obciążeniu wiatrem w kierunku równoległym do analizowanej ściany. Można na niej zaobserwować wzrost naprężeń rozciągających (zwłaszcza w dolnych narożach otworów okiennych) spowodowany współpracą przestrzenną ściany ZWO z konstrukcją nośną przy przeciwstawianiu się obciążeniu poziomemu, co w razie wadliwego zbrojenia wokół otworu okiennego może skutkować powstaniem zarysowania (fot. 11). W analizowanym przypadku naprężenia rozciągające w prawym dolnym narożu otworu okiennego w kombinacji obciążeń zawierającej oddziaływanie wiatru w kierunku równoległym do przedmiotowej ściany są większe o ok. 40%.

Rys. 9–10. Mapy głównych naprężeń rozciągających [MPa] w strefie nadproża analizowanej ściany konstrukcyjnej: z uwzględnieniu współpracy ścian ZWO (9) oraz bez uwzględnienia współpracy ścian ZWO (10)  |  Fot. Archiwa autorów

Na rys. 9–10 przedstawiono mapy głównych naprężeń rozciągających w najbardziej wytężonej strefie nadproża ściany usztywniającej podłużnej (oznaczonej liczbą 2 na rys. 6), należącej do zasadniczego zespołu usztywniającego. Na rysunku rys. 9 przedstawiono wartości maksymalnych naprężeń rozciągających modelu uwzględniającego współpracę ścian ZWO, a na rys. 10 – modelu bez ścian ZWO.

Jeśli porówna się wartości maksymalnych naprężeń rozciągających w strefie naroża otworu drzwiowego występujące w tych dwóch różnych modelach, można zaobserwować, że w modelu zawierającym współpracujące ściany ZWO wartości naprężeń są o ok. 15% niższe.

Wyniki tej analizy wskazują, że współpraca ścian ZWO ze ścianami nośnymi wpływa korzystnie na redystrybucję naprężeń, co najlepiej widać w strefach koncentracji naprężeń w ścianie usztywniającej. W miejscach tych istnieje także ryzyko pojawienia się zarysowania, np. w przypadku wadliwe ułożonego zbrojenia wokół otworu drzwiowego (fot. 12).

Fot. 12. Zarysowanie w narożu nadproża  |  Fot. Archiwa autorów

Wpływ ścian osłonowych na wielkość naprężeń ściskających w kierunku pionowym porównano w odniesieniu do pasma ściany szczytowej (oznaczonego liczbą 3 na rys. 6). Pasmo to zostało wybrane ze względu na największy wpływ oddziaływania wiatru na wartości tych naprężeń.

Wartości naprężeń ściskających wywołanych działaniem wiatru w przypadku uwzględnienia ścian ZWO są niższe o ok. 25% niż w przypadku nieuwzględnienia ich współpracy z konstrukcją nośną. Jeśli natomiast uwzględni się kombinację obciążeń stałych i użytkowych oraz obciążenie wiatrem, w obu modelach wartości maksymalnych naprężeń ściskających okażą się praktycznie takie same (przy uwzględnieniu współpracy ścian ZWO – mniejsze zaledwie o ok. 2% niż w modelu nieuwzględniającym ścian ZWO).

Hydroizolacje podziemnych części budynków i budowli. Projektowanie i warunki techniczne wykonania i odbioru robót wyd.2
Nowe warunki techniczne dla budynków i ich usytuowania 2014z dodatkiem Efektywność energetyczna w budownictwie Hydroizolacje w budownictwie. Wybrane zagadnienia w praktyce. Wyd. II rozszerzone
CZYTAJ OPIS » CZYTAJ OPIS » CZYTAJ OPIS »

Wyniki analizy dowodzą, że w przypadku prawidłowo funkcjonujących złączy możliwy jest korzystny wpływ ścian ZWO na sztywność przestrzenną budynku oraz na redukcję naprężeń od obciążeń poziomych generowanych przez wiatr. O wytężeniu elementów nośnych decydują jednak obciążenia pionowe.

Ze względu na wysoką sztywność przestrzenną budynków wielkopłytowych na działanie sił poziomych od wiatru udział ścian ZWO w pracy konstrukcji nie jest konieczny, a redukcja naprężeń poza strefami koncentracji naprężeń jest niezauważalna. Skutki wad wykonawczych w postaci rys strukturalnych w złączach pionowych ZWO-W-ZWO (fot. 1–5) uniemożliwiają współpracę przestrzenną tych ścian, ale nie są niebezpieczne dla konstrukcji budynku wielkopłytowego. Wymagają tylko miejscowej naprawy [2].

Należy natomiast stwierdzić, że uszkodzenia w złączach spowodowane wadami eksploatacyjnymi (fot. 6–10) zagrażają bezpieczeństwu ze względu na rozszczelnienie złączy i ryzyko wypchnięcia płyty ZWO na zewnątrz. Takie sytuacje wymagają napraw i skutecznego zamocowania warstwy nośnej ściany ZWO, np. mechanicznego kotwienia do ścian nośnych W [2].

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 6/2013

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »


"Wirtualne malowanie" - wykonaj sam symulację online »

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Płynne membrany poliuretanowe - gdzie je stosować?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

Siła związania do podłoża przekraczająca 20 kg/cm2, wysoka odporność na niszczące czynniki eksploatacyjne...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


dr hab. inż., prof. Wiesław Ligęza
dr hab. inż., prof. Wiesław Ligęza
Ukończył Wydział Budownictwa Lądowego Politechniki Krakowskiej. Pracuje w Zakładzie Budownictwa i Fizyki Budowli na stanowisku profesora nadzwyczajnego. Zawodowo zajmuje się budownictwem ogólnym i pr... więcej »
mgr inż. Michał Kołaczkowski
mgr inż. Michał Kołaczkowski
Ukończył Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej. Pracuje w Zakładzie Budownictwa i Fizyki Budowli na stanowisku asystenta. Zawodowo zajmuje się budownictwem ogólnym i przemysłowym, pro... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.