Projektowanie budynków z silikatowych elementów murowych

Wychodząc naprzeciw potrzebom projektantów Grupa SILIKATY, opracowała dodatkowe zalecenia (zeszyty techniczne): „Projektowanie budynków z silikatowych elementów murowych. Ściany konstrukcyjne” oraz „Projektowanie budynków z silikatowych elementów murowych. Ściany wypełniające”, które zawierają rozwinięcie zasad zawartych w Eurokodach. W kolejnych rozdziałach zeszytów omawiane są zasady projektowania ścian w budynkach o ustroju ścianowym oraz szkieletowym. W ostatnim rozdziale zeszytów technicznych jest przedstawiony przykład obliczeniowy, który ilustruje zasady i tok postępowania przy projektowaniu konstrukcji murowych z elementów SYSTEMU SILIKATY.

31 marca 2010r. Polski Komitet Normalizacyjny w miejsce stosowanej dotychczas normy PN-B 03002:2007 ”Konstrukcje murowe. Projektowanie i obliczanie” wprowadził zestaw Eurokodów z serii PN-EN 1996 (EC6). W zasadzie norma PN-B 03002:2007 była i jest normą pomostową czyli opiera się bezpośrednio na normie PN-EN. Jednak pomimo wielu podobieństw w tych dokumentach, występują również różnice np. model przegubowy i ciągły dla ścian murowanych jest zastąpiony modelem ramowym, który z niewielkim różnicami odpowiada modelowi ciągłemu w „starej” normie.

Na dzień dzisiejszy można jeszcze projektować i realizować obiekty w obu systemach, trudno też jest określić jak długo potrwa  „okres przejściowy” dopuszczający stosowanie obu dokumentów. Pewne jest natomiast, że się on skończy a stosowanie wyłącznie norm europejskich stanie się nieuniknione.

Eurokody ujednoliciły projektowanie budynków, wyznaczając zarazem nowe standardy. Związanych jest z nimi wiele norm europejskich dotyczących wyrobów, w tym również elementów murowych (seria norm EN771) oraz sposobów badania ich właściwości.

Norma PN-EN 1996 (EC6) zawierająca reguły projektowania i wykonywania konstrukcji murowych składa się z czterech części:

Część 1-1: Reguły ogólne – Reguły dla zbrojonych i niezbrojonych konstrukcji murowych (PN-EN 1996-1-1)

Część 1-2: Reguły ogólne – Projektowanie z uwagi na warunki pożarowe (PN-EN 1996-1-2)

Część 2: Wymagania projektowe, dobór materiałów i wykonywanie konstrukcji murowych (PN-EN1996-2)

Część 3: Uproszczone metody obliczania murowych konstrukcji niezbrojonych (PN-EN 1996-3)

Ściany  z silikatowych elementów murowych projektuje się według zasad ogólnych zawartych w powyższych normach oraz w normach z nimi związanych. Z silikatów czyli wyrobów wapienno-piaskowych można wykonać wszystkie ściany każdego budynku. Powszechnie SILIKATY są stosowane do wykonywania ścian konstrukcyjnych, działowych, ścian piwnic, jak również na elewację jako ściany nieotynkowane.

W zeszycie „Projektowanie budynków z silikatowych elementów murowych. Ściany konstrukcyjne” przyjęty w przykładzie obliczeniowym układ konstrukcyjny budynku pozwala na pokazanie dużych wytrzymałości elementów murowych, z których można wykonywać obiekty stosunkowo wysokie o dużych otwartych przestrzeniach. Przedmiotem obliczeń jest V-cio kondygnacyjny budynek mieszkalny wielorodzinny, podpiwniczony.

Konstrukcję budynku zaprojektowano w technologii tradycyjnej z murowanymi ścianami i monolitycznymi żelbetowymi stropami. Ściany części nadziemnej budynku zaprojektowano z bloczków NP24 na systemowej zaprawie cienkowarstwowej, ściany piwnic- z bloczków F25 na zaprawie zwykłej, cementowo-wapiennej. Wymiary budynku wynoszą: długość 18,50m, szerokość 10,50m. Przyjęta długość budynku nie przekracza maksymalnej długości konstrukcji z silikatowych elementów murowych, jaką można przyjmować bez konieczności prowadzenia dokładnych analiz odkształceń termicznych budynku.

Przy obliczeniach statycznych, przy sprawdzeniu nośności elementów konstrukcji została przyjęta kategoria A wykonania robót oraz 1 grupa elementów murowych (silikatowe elementy murowe podstawowe produkowane w zakładach Grupy SILIKATY zalicza się, ze względu na parametry geometryczne do 1 grupy elementów murowych). Do obliczeń części nadziemnej przyjęto parametry wytrzymałościowe dla murów z niewypełnionymi spoinami pionowymi. Wartości charakterystyczne wytrzymałości na ściskanie muru fk (kondygnacje nadziemne) wyznaczono na podstawie wzorów zamieszczonych w normie PN-EN 1996-1-1, w zależności od klasy wytrzymałości bloczków oraz rodzaju i wytrzymałości zaprawy.

Do obliczeń został przyjęty współczynnik K o wartości 0,6 (zaprawa do cienkich spoin, grupa 1 silikatowych elementów murowych), który jest stosowany przy obliczaniu charakterystycznej wytrzymałości muru na ściskanie. Jego wartość, którą określa EC6 została zmieniona w odpowiedzi na poparty badaniami naukowymi wniosek Stowarzyszenia „Białe murowanie”. Zmiana w  Załączniku krajowym do PN-EN 1996-1-1+A1:2013-05 w Tabeli NA.5 została wprowadzona poprawką Ap2:2014-09 i opublikowana 26 września 2014 r. „Kompleksowe badania murów z elementów silikatowych” zostały przeprowadzone w Katedrze Konstrukcji Budowlanych Politechniki Śląskiej. Autorzy badań rekomendowali dokonanie zmiany w EC6, ponieważ obowiązująca dotychczas wartość współczynnika K (0,55) okazała się niższa od najniższej wartości współczynnika wyliczonej na podstawie danych uzyskanych z pomiarów. Ponadto, poprzednia wartość współczynnika K należała do najniższych w Europie.

Zmiana ma największe znaczenie dla konstruktorów, którzy zyskują dzięki temu większe możliwości w projektowaniu. Podwyższona wartość współczynnika K dla silikatów pozwala na bardziej optymalne projektowanie przegród z wyrobów wapienno-piaskowych pod względem niezawodności i bezpieczeństwa, a także ekonomii wznoszenia konstrukcji.

W dalszej części zeszytu są wykonane obliczenia sprawdzające nośności ścian obciążonych głównie pionowo oraz ścian piwnic, dla których wartości charakterystyczne na ściskanie muru wyznaczono wg. tablicy NA.3 normy             PN-EN 1996-3. Znajdujące się tam wytrzymałości charakterystyczne muru na ściskanie fk,s służą do wykonywania uproszczonych metod obliczeniowych w niej zawartych. Wyznaczono je na podstawie wzorów zawartych w PN-EN 1996-1-1, dlatego też można je stosować w obliczeniach prowadzonych również zgodnie z tą normą.