Hodnocení vlastností materiálů na základě předchozích zkušeností Ing. Petr Tětek SATRA, spol. s r.o. Stanovení vlastností materiálů při hodnocení existujících konstrukcí 3. dubna 2007, Kongresový sál Masarykovy koleje ČVUT
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005 na řešení projektu se podílí Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Hodnocení vlastností materiálů na základě předchozích zkušeností Vlastnosti zděných konstrukcí existujících obytných budov nad tunely Městského okruhu v Praze
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005 na řešení projektu se podílí Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Potřeba hodnocení budov na Letné Potřeba hodnocení budov na Letné v Praze 7 • 100 existujících zděných obytných budov ovlivněných ražbou tunelů • negativní projevy ražby na povrchu a nadzemní zástavbě • pokles povrchu terénu do 35 mm, nerovnoměrnost do 1:1000 • mírná deformace konstrukce budov • seizmická odezva konstrukce budov při provádění trhacích prací • nepřerušený provoz v budovách při ražbě tunelů, • bezpečnost provozu v budovách • spolehlivost konstrukce budov
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Potřeba hodnocení budov na Letné
Situace zástavby na Letné Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Předběžný průzkum Předběžný průzkum konstrukce budov • předběžný průzkum všech budov • archivní dokumentace budov včetně pozdějších změn • ověření platnosti dokumentace na místě, doplnění dokumentace • ověření stavebně technického stavu konstrukce vizuální prohlídkou • záznam poruch konstrukce • snížená únosnost konstrukce dodatečnými úpravami nebo poruchami • přitížení konstrukce dodatečnými změnami stavby
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Předběžné hodnocení Předběžné hodnocení konstrukce budov • předběžná analýza konstrukce – výpočet odolnosti • parametry existující konstrukce zjištěné předběžným průzkumem • rozměry a stálé zatížení konstrukce podle ověřené archivní dokumentace • užitné zatížení konstrukce podle ověřeného způsobu užívání budovy • vlastnosti materiálů podle předchozích zkušeností
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce a stáří budov Konstrukce a stáří budov na Letné • celkem 100 hodnocených budov • z toho 76 cihelných obytných budov v blokové zástavbě. • 27 cihelných budov postavených na konci 19. století • 36 cihelných budov postavených na začátku 20. století • 37 budov novějších nebo s jinou nosnou konstrukcí
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na konci 19. století
Obytné budovy z konce 19. století Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na konci 19. století
Typická budova z konce 19. století – půdorys přízemí a 1. patra Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na konci 19. století
Typická budova z konce 19. století – řez a uliční pohled Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na konci 19. století
Typická budova z konce 19. století – dodatečná nástavba Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na počátku 20. století
Obytné budovy z počátku 20. století Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na počátku 20. století
Typická budova z počátku 20. století – půdorys přízemí a 1. patra Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Konstrukce budov postavených na počátku 20. století
Typická budova z počátku 20. století – řez a uliční pohled Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Předběžné hodnocení konstrukce Předběžné hodnocení konstrukce budov na Smíchově (Praha 5) • • • • • • •
zdivo z cihel plných P 10 a vápenné malty MV 0,4 výpočtová pevnost zdiva v tlaku Rd = 0,9 MPa součinitel přetvárnosti zdiva α = 500 ve výpočtu větší počet nevyhovujících cihelných pilířů zvolena jiná, vyšší kvalita zdiva štíhlých pilířů kvalitnější plné cihly nebo malta vápenocementová výpočtová pevností zdiva Rd = 1,2 MPa až 1,5 MPa
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Předběžné hodnocení konstrukce
Vyznačení štíhlých pilířů v archivním plánu přízemí a 1. patra Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Výsledky stavebně-technického průzkumu Výsledky stavebně-technického průzkumu budov na Smíchově (Praha 5) • celkem 65 hodnocených budov na Smíchově v Praze 5 • z toho vzorek 11 11-ti ti budov postavených na konci 19. 19 století • a vzorek 11-ti budov postavených na začátku 20. století
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Výsledky stavebně-technického průzkumu Budovy z konce 19. století (1894-1903) • v nich celkem provedeno 199 sond metodou místního porušení • průměrně 18 sond na 1 budovu • průměrná pevnost cihel Rb = 32,04 MPa • průměrná pevnost malty Rmo = 0,74 MPa • výpočtová pevnost zdiva Rd = 1,09 až 2,34 MPa, průměrná Rd = 1,97 MPa • redukovaná pevnost zdiva Rd,stat = 1,05 až 1,93 MPa, průměrná Rd,stat = 1,71 MPa • rozdíl Rd,stat,max – Rd,stat,min = 0,09 až 0,58 MPa • součinitel přetvárnosti α = 500-750
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Výsledky stavebně-technického průzkumu Budovy z počátku 20. století (1905-1911) • v nich celkem provedeno 162 sond metodou místního porušení • průměrně 15 sond na 1 budovu • průměrná pevnost cihel Rb = 30,69 MPa • průměrná pevnost malty Rmo = 0,96 MPa • výpočtová pevnost zdiva Rd = 0,80 až 2,56 MPa, průměrná Rd = 1,96 MPa • redukovaná pevnost zdiva Rd,stat = 0,80 až 2,15 MPa, průměrná Rd,stat = 1,70 MPa • rozdíl Rd,stat,max – Rd,stat,min = 0,32 až 1,01 MPa • součinitel přetvárnosti α = 500-750
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Porovnání hodnot pevnosti zdiva s hodnotami podle odborné literatury Pevnost plných cihel podle odborné literatury (Průzkumy a opravy stavebních konstrukcí, Praha 1993) název cihel zvonivky, klikrovky, kabřince
pevnost v tlaku [MPa] 30 a více
lepší zdící cihly
26
obyčejné zdící cihly
20
obyčejné plné cihly
10
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Dovolené napětí ciihlového zdiva
Porovnání hodnot pevnosti zdiva s hodnotami podle odborné literatury
Technický průvodce pro inženýry a stavitele, Praha 1915 Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Dovolené napětí ciihlového zdiva
Porovnání hodnot pevnosti zdiva s hodnotami podle odborné literatury
Dovolená napětí cihelného zdiva podle Tetmajera Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Porovnání hodnot pevnosti zdiva s hodnotami podle odborné literatury Dovolené namáhání zdiva (Konstruktivní stavitelství, díl I. Zednictví, 1911) druh zdiva zdivo z kamene tesaného zdivo smíšené zdivo cihelné na maltu obyčejnou zdivo cihelné na maltu cementovou
dovolené namáhání v tlaku [kg/cm2] pískovec 20 až 25 žula 50 5 5 až 7 7 až 10
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Předběžné hodnocení budov Předběžné hodnocení budov na Letné (Praha 7) • využití výsledků podrobného stavebně-technického průzkumu budov na Smíchově • srovnatelná zástavba ze stejného období, podobná konstrukce i půdorys • změna norem pro hodnocení existujících konstrukcí a navrhování zděných konstrukcí • nahrazení normy ČSN 73 0038 (1986) normou ČSN ISO 13822 • platná norma ČSN 73 1101 • nová norma ČSN P ENV 1996-1-1
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Porovnání hodnot Porovnání hodnot výpočtové pevnosti zdiva v tlaku Rd podle ČSN 73 1101 a návrhové pevnosti zdiva v tlaku fd podle ČSN ISO 13822 •
Zdivo suché, bez trhlin, vazba pravidelná s běhouny a vazáky, spáry dokonale vyplněné. (dílčí součinitel zdiva γm = γm1.γ γm2.γ γm3.γ γm4 = 2 2,0.0,85.1,0.1,0 0 0 85 1 0 1 0 = 1 1,7) 7) zdivo
ČSN 731101
ČSN ISO 13822
cihly [MPa]
malta [MPa]
Rd [MPa]
fk [MPa]
fd [MPa]
10
0,4
0,90
1,50
0,88
konec 19. stol.
32,0
0,74
1,97
3,72
2,19
začátek 20. stol.
30,7
0,96
1,96
3,86
2,27
zvolená hodnota
20
0,74
1,51
2,74
1,61
původní hodnota
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Závěr • podle ČSN 73 1101 vychází nižší průměrné hodnoty než podle ČSN ISO 13822 • nižší hodnoty Rd lze použít pro předběžné hodnocení budov v Praze 7 na Letné • hodnota pevnosti kvalitního zdiva v tlaku fd = 1,60 MPa (γm2=0,85) • hodnota pevnosti průměrného zdiva v tlaku fd = 1,37 MPa (γm2=1,0) • zdivo suché, bez trhlin, s pravidelnou vazbou bez dodatečných stavebních zásahů
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Závěr • redukce hodnoty pevnosti zdiva v tlaku podle výsledků předběžného průzkumu: • nepravidelnosti vazby zdiva • nedokonale vyplněné spáry • zvýšená vlhkost zdiva • výskyt svislých a šikmých trhlin ve zdivu • nedostatečná znalost stavu zdiva - hodnoty součinitelů γm2, γm3 a γm4 vyšší • podklad pro stanovení rozsahu podrobného STP konstrukce • opakované hodnocení budov, výpočet odolnosti konstrukce podle ČSN P ENV 1996-1-1
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Podklady Normy: • ČSN 73 1101 Navrhování zděných konstrukcí • ČSN 73 0038 Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách • ČSN 73 1001 Zakládání staveb. Základová půda pod plošnými základy • ČSN ISO 13822 (73 0038) Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí • ČSN P ENV 1996-1-1 (73 1101) Navrhování zděných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla pro pozemní stavby – Pravidla pro vyztužené a nevyztužené konstrukce
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Podklady Literatura: • Konstruktivní stavitelství, díl I. Zednictví, ing. Jar. Kohout, stav. Ant. Tobek, Jaroměř 1911 • Technický průvodce pro inženýry a stavitele, Česká matice technická, Praha 1915 • Směrnice pro průzkum a hodnocení nosných částí průmyslových staveb určených k rekonstrukci, VÚPS v Praze, 1987 • Průzkumy a opravy stavebních konstrukcí, ing. Dimitrij Pume CSc., ing. František Čermák CSc. a kol., nakladatelství ARCH, 1993 • Konstrukce pozemních staveb 60, Poruchy a rekonstrukce staveb – 1. díl, Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. a kol., vydavatelství ČVUT, 1994
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
Podklady Průzkumy a projekty: • Výsledky stavebně-technického průzkumu budov na Smíchově v Praze 5, PUDIS a.s., 1999-2001 • Statické posudky konstrukce budov na Smíchově v Praze 5 zpracované v letech 1997 až 2001, různí autoři – např. ing. Karel Socha Socha, ing ing. Miroslav Enderla, Enderla CSc CSc., ing. ing Fr. Fr Dvořák (Ingutis s.r.o.), ing. Ivan Cihelka (Describo – stavební projekty s.r.o.) a další • Dokumentace souboru staveb Městského okruhu, stavba č. 0079 Špejchar – Pelc-Tyrolka, objekt SO 9086 Zajištění objektů nadzemní zástavby, DSP 11.2004 a ZDS 04.2006, SATRA s.r.o. • Předběžný průzkum (pasportizace) budov na Letné v Praze 7 - Bubenči, SATRA s.r.o. a PUDIS a.s., 2002-2005
Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005
děkuji j za p pozornost Ing. Petr Tětek Stanovení vlastností materiálů při hodnocení existujících konstrukcí Hodnocení vlastností materiálů na základě předchozích zkušeností Vlastnosti zděných konstrukcí existujících obytných budov nad tunely Městského okruhu v Praze Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005 na řešení projektu se podílí Inovace metod hodnocení existujících stavebních konstrukcí CZ.04.3.07/4.2.01/0005