Konstrukcje budowlane wykonane z muru pruskiego, Uczelniane
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
POLITECHNIKA
WYDZIAŁ
Praca dyplomowa
inżynierska
KONSTRUKCJE BUDOWLANE WYKONANE
Z MURU PRUSKIEGO
Promotor:
prof. dr hab. inż.
……………………………
Opole 2014
1. WPROWADZENIE
Drewno to surowiec naturalny, który nadaje estetyczny wygląd i specyficzny klimat budowanych domów. Niniejszy najstarszy materiał, używany przez człowieka, obecnie stosowany jest jako materiał konstrukcyjny oraz wykończeniowy. Popularność zawdzięcza swej lekkości i właściwościom wytrzymałościowym. Domy budowane z muru pruskiego charakteryzują się wyjątkową elewacją w biało – czarną kratę. Ten efektywny wygląd zawdzięcza konstrukcji drewnianej wypełnionej cegłą. Pola elewacji są często bielone dla ukazania wyraźnego kontrastu i nadania pozornego wyglądu ściany szachulcowej.
Celem pracy jest omówienie konstrukcji budowlanych drewnianych jak i tych wykonanych z muru pruskiego, tj. ścian nośnych i działowych. Punktem centralnym całej pracy jest natomiast dokumentacja techniczna wraz z fotografiami budynków.
Kompozycja pracy składa się z 5 głównych rozdziałów.
Pierwszy rozdział jest wprowadzeniem do pracy. Drugi rozdział dostarcza podstawowych informacji o murze pruskim, jego konstrukcji drewnianej i wypełnieniu. Jak za sprawą historycznych wydarzeń na terenach Rzeczypospolitej zaczęły powstawać pierwsze budynki o konstrukcji drewnianej. Trzeci rozdział opisuje konstrukcje ścian szkieletowych tj. sumikowo – łątkowych, muru pruskiego czy konstrukcji słupowo – ryglowych. Czwarty rozdział opisuje technologie deskowania i ocieplania ścian oraz uwzględnia wadliwe wykonania tychże konstrukcji. Piąty rozdział ilustruje wspaniały dobytek jakim są istniejące do dzisiaj budynki wykonane z muru pruskiego. W rozdziale tym zawarta zostanie dokumentacja techniczna budynków w wersji pierwotnej jak i tych, które zostały po latach odrestaurowane w takich miejscowościach jak Opole, Turawa i Ligota Turawska.
2. RYS HISTORYCZNY
Już w czasach wczesnego średniowiecza znany był w Polsce model budowania domów na styl muru pruskiego. Drewniane budownictwo to przede wszystkim zasługa historii i położenia kraju. Wschód i Zachód sprawiły, że skrzyżowały się i wzajemnie oddziaływały różne style architektoniczne, a to wszystko spotkało się z akceptacją i dużą tolerancją mieszkańców. W dawnej Rzeczypospolitej uchodźcy mieli prawo
do zachowania własnej religii i tradycji co skutkowało tym, że budowali oni świątynie zgodnie z programem ideowym i architektoniczną tradycją swojego wyznania.
Wzajemne wpływy różnych religii przesądziły o specyfice drewnianego budownictwa na terenach Polski. Tę różnorodność jeszcze bardziej wzbogaciły późniejsze wydarzenia historyczne. W XVIII wieku, w wyniku utraty niepodległości, nastąpił podział kraju na dzielnice wcielone w obręb Rosji, Prus i Austrii, które spowodowały, że na ziemiach polskich rozprzestrzeniały się nowe, często narzucane i propagowane przez administrację państw zaborczych techniki jak i wzory budowlane. Druga wojna natomiast spowodowała znaczne przesunięcie granic. Przesunięte ze wschodu na zachód i północ objęły ziemie przez wieki pozostające pod panowaniem sąsiednich państw. Pozostały ziemie bogate
w zabytki, w tym architektura drewniana lecz odmienna, gdyż rozwijająca się w innych warunkach oraz pod wpływem innych tradycji. [1]
Konstrukcje ryglowe dotarły na rejon słowiańszczyzny w XI wieku w wyniku opanowania ziem Serbów Połabskich w granicach Marchii Łużyckiej i Miśnieńskiej oraz włączenia ich do Państwa Niemieckiego, a następnie skolonizowania chłopami saskimi, holenderskimi
i fryzyjskimi nastąpiło również przeniesienie tych konstrukcji na słowiańskie tereny. Wraz z ekspansją kolonizacji niemieckiej w XIII wieku z terenów Saksonii i Turyngii konstrukcje szachulcowe dotarły na tereny Śląska, gdzie zaczęto je stosować coraz powszedniej, szczególnie na terenach gdzie zasób drewna zmniejszał się, gdyż zaczęto oszczędniej zużywać materiał i zmniejszać koszty budowy. [3]
Już w zamierzchłych latach zwykłe proste chaty były stawiane na wkopanych
w ziemię palach. By konstrukcja była stabilna i zdolna do utrzymania obciążeń konstrukcje słupowo – krzyżulcowe wznoszono na kamiennych fundamentach w celu zabezpieczenia drewna przed wilgocią i degradacją biologiczną. Z biegiem lat zaczęto stosować zastrzały (belki ukośne) oraz rozwory, by umożliwić wyrównanie sił bocznych i znacznie poprawić statykę ścian. Przy ziemi mocowano wzdłużne belki tzw. podwalinę. Wszystkie
te ulepszenia miały na celu usztywnić całą konstrukcję i ochronić ją przed wilgocią
z ziemi. Tradycja budownictwa drewnianego w dużej mierze wynikała z obfitości lasów.
W miejscach podmokłych rosły jodły, buki, dęby i sosny. Na żyźniejszych glebach występowały świerki, a na terenach podgórskich – modrzewie. To bogactwo natury zapewniało dostatek budulca. Najczęściej wykorzystywano drewno drzew iglastych – sosna, jodła, świerk - gdyż charakteryzują się lepszymi właściwościami technicznymi od pozostałych. Są wytrzymałe, sprężyste i łatwe w obróbce i montażu. Na szczególną uwagę zasługuje natomiast modrzew. Pozyskiwane z niego drzewo jest znacznie bardziej żywiczne i wytrzymałe od sosny, jodły czy świerka. Z czasem zostało uznane
za najtrwalsze, odporne na działanie grzybów i wilgoci. [8]
Najwcześniej późną jesienią, a zazwyczaj zimą, rozpoczynał się wyrąb drzew. W tym okresie czasu drzewa były w stanie spoczynku i zawierały mało soli mineralnych
i asymilatów w tkankach przewodzących. Dzięki temu drewno odznaczało się większą wytrzymałością jak i odpornością na działanie szkodników i grzybów, aniżeli w innych porach roku. Dotyczyło to również podatności na zmianę kształtów i rozmiarów podczas wysychania. Odpowiednio przygotowane kłody zwożono na plac budowy, gdzie były dalej obrabiane.
Narzędzia stosowane przez drwali i cieśli przez lata pozostawały niezmienne. Czasem tylko je unowocześniano i udoskonalano w celu zwiększenia wydajności pracy.
Do wyrębu, obcinania gałęzi, przerąbywania i obciosywania pni służyły siekiery.
W czasach wczesnego średniowiecza zaczęto posługiwać się toporami, mającymi ostrza dużo szersze, co pozwalało na znaczne przyspieszenie pracy. W tym samym czasie zaczęły pojawiać się pierwsze piły. Zbyt dużej wielkości wyciosane drewno konstrukcyjne tarto
za pomocą traków ręcznych. Na wysokich kozłach spoczywały kłody przeznaczone
do przetarcia. Tracze operujący piłą ramową lub podłużną pracowali parami.
Do ważniejszych narzędzi należy również zaliczyć ciosły, a z czasem udoskonaloną ich wersją – cieślicami, które miały ostrza krótsze, prostopadłe do rękojeści. Były wykorzystywane do prac bardziej precyzyjnych, takich jak żłobienie rowków, wpustów, pazów bądź większych otworów, do czego używano również dłuta. Różnego rodzaju świdrami wywiercano otwory, a przy wyrównywaniu i gładzeniu powierzchni posługiwano się strugami – ostrzami zamocowanymi w drewnianych rękojeściach. Podczas obrabiania drewna korzystano również z narzędzi nieżelaznych, wykonanych z najtwardszego drzewa.
Do takich narzędzi zaliczyć możemy między innymi kliny oraz pałki, które rozłupywały pnie i służyły do wyrobu dranic[13].
Odpowiednie elementy konstrukcyjne pozyskiwano w wyniku obróbki ręcznej. Kłody obciosywano otrzymując w ten sposób całe drzewo. Gdy miało ono zbyt duży przekrój, przepoławiano je tworząc „półdrzewo” lub ćwiartowano tworząc „drzewo krzyżowe”.
Ze względów użytkowych utrzymywała się długa tradycja stosowania drewna
w konstrukcjach ścian i dachów, która opierała się aż o XX wiek. Gładka powierzchnia powstająca podczas ciosania kłody lepiej zabezpieczała materiał przed zawilgoceniem jak
i chroniła przed ogniem.
Wśród różnogabarytowego surowca budowlanego na szczególną uwagę zasługuje drobniejszy materiał budowlany stosowany do pokrywania – gont, dranice czy też deski. Do mocowania pokrycia dachowego służyły łaty, a tarte listwy do prac wykończeniowych.
Na placu budowy wykonywano bezpośrednio obróbkę drewna. Ociosywano i tarto materiał, przycinano do potrzebnych wymiarów, wycinano złącza, które miały umożliwić połączenie odpowiednich elementów konstrukcyjnych. Złącza były wykonywane
na podstawie profili w skali 1:1. Składały się one z systemu nacięć w jednym elemencie
i odpowiednio dopasowanych z nimi wrębów w drugim. Taki system wzmacniano kołkami wystruganymi z twardego drewna. Złożoność złącz, precyzja i staranność wykonania decydowały o stabilności wykonywanej konstrukcji. Dopiero od drugiej połowy XVIII wieku ludzie zaczęli stosować stalowe łączniki. Były to różnego rodzaju sworznie
i klamry. Gwoździe natomiast pojawiły się w czasach wczesnego średniowiecza. Służyły do przybijania desek, łat i gontów.
W zależności od okresu historycznego jak i regionu powstawały różnego rodzaju konstrukcje, a każda z nich pełniła przeróżne funkcje.
3.1. Ściany sumikowo – łątkowe
Ściana sumikowo – łątkowa składa się ze słupów, które w niektórych okolicach
są zwane łątkami i sumików czyli poziomych bali drewnianych wypełniających pola szkieletu, mieczy, podwalin – poprzecznych belek, na których oparta jest cała konstrukcja, oczepów – górnych belek zamykających ścianę, belek stropowych oraz rygli – poziomych elementów wiążących dwa lub więcej słupów na dowolnej wysokości[10].
Na rysunku 1 widzimy widok z przodu, rzut poziomy ściany i przekrój poprzeczny.
Rys. 1. Ściana sumikowo – łątkowa: a) widok z przodu; b) rzut poziomy; c) przekrój poprzeczny. 1 – słup, 2 – sumiki, 3 – miecz, 4 – podwalina, 5 – oczep, 6 – belka stropowa, 7 – rygiel. [Lenkiewicz, Warszawa 1958]
Ściany te stawia się na fundamencie betonowym bądź murowanym. Na cokole, który nie powinien być niższy niż 40 cm, na warstwie izolacyjnej, mieści się podwalina. Podwalinę układa się równo z licem zewnętrznym bądź na środku cokołu. W przypadku,
gdy podwalinę ułoży się na zewnątrz cokołu, ściana obciąża podmurówkę fundamentu nierównomiernie. Natomiast, gdy podwalinę wyśrodkuje się, wtedy wywierany nacisk rozchodzi się równomiernie lecz istnieje duże ryzyko nagromadzenia się wody deszczowej przy podstawie podwaliny na wierzchu cokołu. By zapobiec zjawisku gnicia podwaliny należy przybić do niej trójkątną listwę, a do niej deskę ukośną, która sprowadzi wodę poza cokół.
Z krawędziaków 12 x 12, 14 x 14 bądź 16 x 16 wykonywane są słupy, które łączy się
z podwaliną i oczepem na tzw. czop.
Rys. 2. Przekroje ścian zewnętrznych i wewnętrznych: a) ściana zewnętrzna z bali;
b) ściana zewnętrzna z obustronnie wsuniętych desek i zasypki ocieplającej;
c). e), f) konstrukcja ścian wewnętrznych; d) narożnik ściany zewnętrznej. 1 – słup,
2 – bale, 3 – deski, 4 – zasypka ocieplająca, 5 – listwy [Lenkiewicz, Warszawa 1958]
By połączyć z balami wypełniającymi wykonuje się w słupie wcięcia wzdłużne lub nabija się listwy (Rys. 2). Słupy należy ustawić w odstępach nie przekraczających 1,5 m,
a usztywnia się je deskami, by podczas montażu pozostały stabilne. W zależności od przeznaczenia budynku wypełnienie stanowią bale o szerokościach odpowiednio 5; 7,5
i 10 cm. Sumiki wsuwa się od góry między słupy w podłużne wręby w słupach. Na całą konstrukcję ścian nakłada się oczep, który łączy się ze słupami na czopy i gniazda,
z balami natomiast na wręby albo kołki. Często stosuje się ukośne elementy zwane mieczami, które mają za zadanie usztywnić ściany. Mocowane są w narożach u góry. Wykonane są z bali o grubości 4; 4,5 lub 5 cm w zależności od sumików i słupów zastosowanych w danej konstrukcji. Wymiary te są zależne, ponieważ leżą poza płaszczyzną sumików i muszą mieć grubość równą wystającej części słupa. Miecze zamontowane z jednej strony do słupa, a z drugiej na jednostronny jaskółczy ogon
do oczepu. Należy tak wykonać połączenie, aby słup, oczep i miecz utworzyły jedną płaszczyznę. Nad otworami drzwiowymi i okiennymi stosuje się rygle, które unoszą ciężar bali leżących nad nimi, a ten zaś przenosiły na słupy[13].
Ściany zbudowane na wzór muru pruskiego charakteryzują się drewnianym szkieletem wypełnionym cegłą, często tynkowane i bielone wapnem.
Rys. 3. Mur pruski: a) szkielet; b) wypełnienie; c) widok. 1 – podwalina, 2 – słupy,
3 – rygle, 4 – zastrzały, 5 – mur wypełniający, 6 – belki stropowe, 7 – oczep [Lenkiewicz, Warszawa 1958]
Wypełnienie powinno wykonywać się na grubość ½ cegły. Rzadko stosowane jest wypełnienie na grubość 1 cegły. Ściany stawiane na grubość ½ cegły nie nadają się dla naszego klimatu nawet jeśli zastosujemy ocieplenie, deskowanie czy otynkowanie. Na tego typu konstrukcje zużywa się zdecydowanie więcej drewna niż na konstrukcje innego rodzaju. Z tego też powodu innego typu ściany szybko wyparły model budowania na styl muru pruskiego[2].
...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]