2005 S ANACE A REKONSTRUKCE

3/2005

SANAC E A REKONSTRUKCE

SPOLEČNOSTI

A

SVAZY

CO

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

31/ Ž

PODPORUJÍCÍ

ČASOPIS

NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

ELEZOBETONOVÝ SKELET A MEZIVÁLEČNÁ

PRŮMYSLOVÁ ARCHITEKTURA V

ČESKOSLOVENSKU

MORGER & DEGELO

12/

PROBLEMATIKA

/55

SANACÍ PODLAH

HROMADNÝCH GARÁŽÍ

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./ fax: 261 215 769 e-mail: [email protected] www.svb.cz

PRETLAČENIE

DOSIEK

BEZ ŠMYKOVEJ VÝSTUŽE

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, 616 00 Brno tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180 mobil: 602 737 657 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

29/ 49/

Z AVÁ D Ě N Í E N 19 9 2 - 1- 2 : „NAVRHOVÁNÍ BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ – Č ÁST 1- 2: N AV R H OVÁ N Í NA ÚČINKY POŽÁRU“ DO PRAXE – ÚVOD, MATERIÁLOVÉ CHARAKTERISTIKY

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbz.cz

Y aʉ

&

BOÐS\tdÝhbcÐ BZOxS\tdÝhbcÐ

$

dtZQ]dO\thObS^ZO^ÂW ʆ aTW r

ObOÐS\tdÝhbcÐ dtZQ]dO\thObS^ZO WbdO`]dO\thO abcRS\O^ÂW ʆ aTW *

"

BOÐS\tdÝhbcÐ dtZQ]dO\thOabcRS\O^ÂW ʆ aTW r

ʉ I1K

"

$

&

STÁRNUTÍ

/38

BETONOVÝCH POVRCHŮ

A JEJICH ÚDRŽBA

CENY BRITSKÉ

BETONÁŘSKÉ

SPOLEČNOSTI ZA ROK

2004

PRO

ZDAŘILÉ SANACE A REKONSTRUKCE BETONOVÝCH OBJEKTŮ

/57

Ročník: pátý Číslo: 3/2005 (vyšlo dne 15. 6. 2005) Vychází dvouměsíčně Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí Vydavatelství řídí: Ing. Vlastimil Šrůma, CSc. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorky: Kateřina Jakobcová, Petra Johová

OBSAH

Ž E LEZOB ETONOV Ý

ÚVODNÍK

ARC H I TE KTU R A V

/2

–

/31

VĚDA

A VÝZKUM

P R ET L AČ E N I E D O S I E K B E Z Š MY KOVE J Ľudovít Fillo, Andrej Bartók, Ľuboš Rojko

TÉMA NÁKL ADY

Č ESKOSLOVE NSKU

Petr Vorlík

S ANAC E B ETONOV ÝC H KON STR U KC Í – D OT ÝK A J Í SE NÁS VŠEC H Zdeněk Jeřábek

T RVAN LIVOST –

SKE LET

A M E ZIVÁL E Č NÁ P R Ů MY S LOVÁ

S P O L E H LI V O ST

KON STR U KC Í

/3

Břetislav Teplý

PŘEHLED

V Ý STU Ž E

/38

STAVU P OZNÁN Í O T VOR B Ě TR H LI N

V B ETON U V R AN ÝC H STA DI Í C H A MOŽNOSTEC H J E J Í H O OVL I V N Ě N Í

P RO F I LY MADOS MT, S . R . O .

/6

BETOSAN, S . R . O .

OBRAZOVÁ

/10

/8

SAN ACE SANAC Í P O DL AH H ROMADNÝC H

GAR ÁŽÍ

/12

Vítězslav Vacek

M AT E R I Á L Y V YUŽITÍ

/42

D OC . I NG . J I Ř Í K R ÁTKÝ , CS C . – P Ě TAS E D M D E S ÁT I L E T Ý

/48

NORMY •

PŘÍLOHA

BETOSAN, S . R . O .

P RO B L E MAT I K A

Hirozo Mihashi, João Paulo De B. Leite

J AKOST

•

C E RT I F I K AC E

E U RO KÓD EN 1991-1-1: „V L ASTN Í T Í H A A U Ž I T N Á Z AT ÍŽ E N Í ” Milan Holický, Jana Marková /PŘÍLOHA – I Z AVÁD Ě N Í EN 1992-1-2: „ NAVR HOVÁ N Í B ETONOV ÝC H KON STR U KC Í – Č ÁST 1-2: NAVR HOVÁ N Í NA ÚČ I N KY P OŽ Á R U “ DO P R A X E – Ú V O D , MATE R IÁLOVÉ C H AR AKTE R I ST I KY Jaroslav Procházka /49

A TECHNOLOGIE

SPEKTRUM KO M P OZI TN Í C H MATE R IÁLŮ PRO Z E S I LOVÁ N Í

/16

Pavel Dohnálek G R A FFITI A ANTIG R A FFITI Mária Búciová S TAN OVE N Í

/20

BAR I É ROV ÝC H V L AST N O ST Í P R O ST Ř E DK Ů

SE KU N DÁR N Í OC H R ANY ŽE LEZOB ETON U VŮČ I

– Č ÁST 1. K AR BONATAC E B ETON U Václav Pumpr, Jiří Dohnálek S ANAC E VAD PAN E LOV ÝC H D O M Ů René Růžička, Alena Hynková S TÁ R N UT Í B ETONOV ÝC H Jana Margoldová

CO 2 /24 /27

Ilustrace na této straně a na zadní straně obálky: Mgr. A. Marcel Turic Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5 Tisk: Libertas, a. s., Drtinova 10, 150 00 Praha 5 Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Samcova 1, 110 00 Praha 1 www.betontks.cz Vedení vydavatelství: tel.: 222 316 173, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel./fax: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected] Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH

C E N Y B R I T SK É B ETON Á Ř S K É S P O L E Č N O ST I Z A ROK 2004 PRO ZDAŘ I LÉ SANAC E A R E KO NSTR U KC E B ETONOV ÝC H O B J E KT Ů /57

Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1 čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000

E VROPSK Á M I ES VAN

C E NA Z A SOUČASNOU ARC H I TE KTU R U DE R

R O H E A WAR D 2005

/60

Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány.

AKTUALITY S KON Č I LO 15.

SYM P OZI U M

– „S ANAC E 2005“ / 6 2

R EC E NZE

/63

P OV RC H Ů A J E J I C H Ú D RŽB A

/29

Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, 170 00 Praha 7

/55

M O R G E R & D E G E LO

ŽE LEZOB ETONOV ÝC H KON STR U KC Í

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Luděk Bogdan, Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hutečka, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Petr Laube, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing.Vlastimil Šrůma, CSc., Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, PhD, Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

S E M I NÁŘ E ,

KON F E R E NC E A SYM P OZI A

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2005

Foto na titulní straně: Pavilon A, Výstaviště Brno, foto V. Šrůma BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

/64 1

ÚVOD EDITORIAL

SANACE

BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

V uplynulém období jsme zaznamenali několik zajímavých akcí, které se týkají oblasti sanací betonových konstrukcí. Jednou z nich bylo nedávno skončené, v pořadí již patnácté mezinárodní symposium s názvem SANACE 2005, které se konalo ve dnech 12. a 13. května tradičně v Brně. Tentokráte to bylo pod mottem „Sanace historických betonových konstrukcí.“ Velký zájem o účast na tomto symposiu svědčí o tom, že se jedná skutečně o navýsost zajímavou oblast pro mnoho odborníků – z řad pořádajícího Sdružení pro sanace betonových konstrukcí i z odborné veřejnosti. Když jsme v organizačním výboru plánovali letošní symposium, přemítali jsme, jaké hlavní téma zvolit. Jako odborníci na sanace, jsme každý mírně profilovaní něčím jiným, často odlišným. Někdo „horuje“ pro mosty, někdo pro betonové skelety, někdo zase pro vodohospodářské stavby atd. Tato témata jsou samozřejmě velmi aktuální, ale již jsme jim věnovali pozornost v předchozích ročnících našich symposií. Proto jsme si dovolili krok zpět, respektive výše, abychom se na problematiku podívali v širším nadhledu. Napadlo nás, že společným rysem pro problematiku sanací je především to, že poškození betonových konstrukcí nastává v čase. Problematika sanací betonu pojednává o různých příčinách poškození a degradace betonových konstrukcí, ale tato poškození jsou vždy kladena do časové osy. A odtud je krůček k historii. Používání betonu svádí k myšlence, že se jedná o zcela nový konstrukční materiál, který je navíc díky rozvoji nových technologií stále více a více používán masově ve stavebnictví. Zde je nutno si uvědomit, že použití betonu jako stavebního materiálu je docela letité. Když se nebudeme ohlížet na ty nejstarší konstrukce, které jsou ozdobou antických míst, kde byl vlastně materiál s obdobnými vlastnostmi, jako je beton, také používán, můžeme spatřit mnoho velmi zajímavých betonových konstrukcí, které provázejí období průmyslového rozvoje v celém světě, jež můžeme datovat do 19. a 20. století. Tyto konstrukce jsou často památkově chráněny. Je zajímavé, že je pro nás překvapením, že tyto staré konstrukce jsou mnohdy ve velice dobrém stavu a je zajímavé a poučné, že mnohdy relativně nové konstrukce jsou zralé pro sanaci již ve stadiu, kdy jsou uváděny do provozu. Co z toho plyne? Myslím, že několik myšlenek o předávání a přebírání kulturního a hospodářského dědictví, které bychom možná měli mít na paměti: • sanujme odpovědně a s veškerou péčí a prozíravostí historické betonové konstrukce a předávejme je dále v dobrém stavu našim dětem • poučme se tak z umu a fortelnosti našich otců • budujme nové moderní stavby z betonu tak, aby se jimi museli sanačně zabývat nejdříve naši vnukové. V průběhu symposia proběhla řada zajímavých diskusí na sanační témata. Hlavní téma předchozího symposia (SANACE 2004) bylo: „Sanace betonových konstrukcí ve světle vstupu ČR do EU“. Nyní jsme v EU právě jeden rok a mnoho diskusí bylo vedeno právě s ohledem na tento fakt. Jde o kompatibilitu norem, směr2

–

DOTÝKAJÍ SE NÁS VŠECH

nic a konec konců také tržního prostředí, kde se ČR výrazně přiblížila obecným zvyklostem dosavadních členských států EU. V tomto ohledu jsme všichni zaznamenali např. nový způsob zadávání veřejné zakázky. Prohloubila se spolupráce se zahraničím i SSBK spolu s ČBS vstoupilo do úzkého kontaktu s betonářskými svazy Rakouska, Maďarska a Chorvatska. Nejen zvýšeným stupněm spolupráce s ostatními členskými zeměmi EU, ale také díky mnoha dalším aspektům, sílí tlak na provádění sanací betonových konstrukcí. Jako velmi zajímavé a přínosné bych chtěl ocenit vystoupení pana Ing. Františka Menšíka, který v závěru letošního sanačního symposia přečetl text petice, která byla vyhlášena na uplynulé konferenci Mosty 2005 (20. až 22. 4. 2005, Brno). Tuto petici podepsalo na tři sta předních odborníků v dané oblasti, v čele byl jeden ze špičkových manažerů MDS ČR. Petice upozornila na mnohdy katastrofální stav mostních konstrukcí v ČR a na fakt, že se s těmito konstrukcemi nic neděje. Jakoby se myslelo stylem jednoho nedávno působícího špičkového politika, který co se týče mostů a jejich stavu prohlásil něco v tom smyslu, že … „ všichni stále varují, a přitom se dosud nic vážného nestalo“ … A zde je kámen úrazu. České školství a „česká betonářská škola“ jsou na vynikající úrovni. O tom svědčí velmi vysoká technická úroveň našich staveb. Ovšem výrazně pokulhává údržba, tedy v neposlední řadě i sanace betonových konstrukcí. Přitom na místech kompetentních pracovníků, kteří zodpovídají za technický stav staveb, které slouží veřejnosti, jsou právě odborníci, kteří prošli během svých vysokoškolských studií kurzy betonového stavitelství a nauky o materiálech. Mnoho z nich je také členy různých profesních organizací. Přitom často jsou jejich postoje v praxi jejich pracovních míst jakoby v přímém protikladu s dosaženým vzděláním. Většinou pod heslem „nejsou finanční prostředky“ jakoby modifikují své poznatky o stavařině. Je to postoj pštrosa, který strká hlavu do písku a myslí si při tom, že nebezpečí pominulo, že tímto postojem snad poruchy konstrukcí samovolně vymizí … Proto bych chtěl na závěr vyzdvihnout naše kolegy, kteří čas od času zvednou pomyslnou pochodeň profesionality a například prostřednictvím zmíněné petice upozorní na stav věci. Jen tak dál. Je to velmi angažovaný postoj a je vlastně naší povinností se k němu připojit. V opačném případě bychom mohli k mým předchozím tezím o předávání dědictví přidat ještě jednu: • po nás potopa, ať si naše problémy vyřeší ti, co přijdou po nás … To je ovšem naprosto absurdní a jistě nepřípustné. Mimochodem – neodpustím si drobný cynismus. Doporučuji věnovat se sanacím betonových konstrukcí, neboť je zcela zřejmé, že díky současné strategii na různých úrovních, se vlastně neustále zvyšuje pracovní potenciál oboru sanací betonových konstrukcí. Jednou jistě nastanou velké žně pro ty, kteří budou připraveni absorbovat tento obrovský tržní segment. Jenom doufejme, že iniciací pro to nebude nějaká velká katastrofa! Všem sanačním odborníkům přeji úspěchy a loučím se zvoláním „SANACÍM BETONU ZDAR“. Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc. Prezident SSBK


3/2005

TÉMA TOPIC

TRVANLIVOST – NÁKLADY – SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ DURABILITY – COSTS – RELIABILITY OF STRUCTURES B Ř E T I S L A V T E P LÝ Příspěvek uvádí základní myšlenky moderních trendů ve stavebnictví, které hodnotí náklady v souvislosti s životností objektu, spolehlivostí a jejich optimalizací. The paper presents the basic ideas concerning some new trends in building activities which assess the building costs in the view of the whole life, reliability and their optimisation. Již v úvodu se chci čtenáři omluvit, že v tomto příspěvku částečně opakuji některé úvahy již několikráte zmiňované při jiných příležitostech (např. [1], [2]). Zdá se mi ale, že pronikání těchto zásad do praxe je velmi obtížné a seznámení co největšího počtu odborníků (projektantů, manažerů, investorů a též legislativní sféry!) s touto tématikou je potřebné. Jsem přesvědčen, že to může mít příznivé důsledky ekonomické, ekologické a v neposlední řadě též příznivý vliv na konkurenceschopnost českého stavebnictví. Připomeňme nejprve základní evropský předpis v oblasti stavebnictví, kterým je Směrnice Rady 89/106/EHS o stavebních výrobcích (Construction Products Directive – CPD). Účelem směrnice je zajistit sjednocení základních požadavků, kladených ve veřejném zájmu na stavební výrobky, a zajistit volný pohyb těchto výrobků v rámci Evropské unie a na území států, které s Unií uzavřely dohodu „PECA”. Směrnice stanovuje základní požadavky na stavby, definuje technické specifikace a určuje zásady prokazování shody stavebních výrobků s těmito technickými specifikacemi (to může být naplněno buď splněním požadavků harmonizované evropské normy, nebo jiným technickým řešením, pokud je výrobce schopen prokázat a garantovat splnění požadavků příslušné směrnice jiným způsobem). Směrnice CPD uvádí šest základních požadavků (od mechanické odolnosti až po úsporu energie); všechny tyto požadavky však mají být plněny po celou dobu „ekonomicky přiměřené životnosti“ a lze tedy říci, že nadřazeným či „sedmým“ základním požadavkem direktivy CPD je trvanlivost, resp. životnost. Vyplývá to ostatně i z dalšího dokumentu Evropské komise a Stálého výboru pro stavebnictví připojeného ke směrnici CPD, tj. z Pokynu F: Trvanlivost a směrnice o stavebních výrobcích (CONSTRUCT 99/367). Trvanlivost u stavebního výrobku není pouhou materiálovou vlastností, je vztažena ke schopnosti materiálů, prvků a systému zachovat specifické užitné i jiné vlastnosti na požadované úrovni, během daného časového rozpětí a za daných podmínek provozu a působení prostředí (viz např. ISO 15686-1 [3]), tj. za běžné či projektem předpokládané údržby. Nepochybně jsou v těchto souvislostech ve hře i ekonomická kritéria. Ž I V OT N O S T A S P O L E H L I V O S T Trvanlivost je obecný výraz pro schopnost odolávat degradaci vnějšími vlivy a opotřebení provozem. Výslednicí trvanlivosti všech komponentů je pak životnost stavebního prvku, konstrukce, objektu, která je vlastně kvantifikací trvanlivosti (vyjádřenou obvykle v rocích). Při projektování nové konstrukce hovoříme o návrhové životnosti a u konstrukce již provozované pak o životnosti zbytkové. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Při úvahách o životnosti a nákladech musí být brán ohled nejenom na výchozí podmínky, ale též na předpokládanou degradaci materiálů, konstrukčních prvků i celku v čase (vyvolané provozem a působením prostředí) a musí být uvažována též nutnost údržby, oprav, resp. výměny některých částí ve vztahu k cenovým relacím. To pak umožní objektivněji hodnotit a srovnávat alternativní řešení, příp. omezit riziko neplánovaných a neekonomických důsledků. Po celou dobu životnosti musí být vždy zajištěna také potřebná/požadovaná míra spolehlivosti nosných prvků konstrukce a také konstrukce jako celku, která se hodnotí ve vztahu k mezním stavům – viz základní pravidla pro projektování konstrukcí [4]. Podle nich se porovnávají účinky zatížení s účinky odporu konstrukce i s ohledem na vlivy prostředí. Jako míry spolehlivosti se užívají alternativně index spolehlivosti β nebo pravděpodobnost poruchy pf . Jejich návrhové hodnoty by měly být zaručeny po celou dobu životnosti nosné konstrukce. Současné hodnocení životnosti a spolehlivosti často nebývá prováděno a ani Eurokódy, resp. příslušné ČSN k tomu nedávají jasné návody. Správná prognóza životnosti i hodnocení spolehlivosti mohou být relativně složité úlohy, při jejichž řešení se uplatní množství faktorů. Některé z nich nemusí být předem dostatečně známy a řada z nich má náhodný charakter. Vzhledem k těmto nejistotám (náhodnostem) souvisejících veličin a jevů je potřebné dát přednost pravděpodobnostním metodám před postupy deterministickými [5]. N O V É T R E N DY V N AV R H O VÁ N Í Problém trvale udržitelného života je v posledních létech zmiňován v mnoha oborech lidské činnosti, zejména činnosti průmyslové. Sem patří samozřejmě také stavebnictví, ale bohužel se nezdá, že by tímto směrem byla v ČR příliš zaměřena pozornost. Zejména ve vyspělých zemích se projevuje snaha o významné inovace ve stavebnictví: objekty, konstrukce a stavební výrobky se mají navrhovat a vyrábět s ohledem na jejich cílové, specifické užitné vlastnosti (performance), tedy mj. s větším ohledem na přání zákazníka. Pro podporu těchto myšlenek vznikl v roce 2001 velký mezinárodní projekt s názvem „Performance – Based Building“ (PeBBu), o kterém bylo u nás již referováno např. v [1] a který je součástí 5. rámcového evropského programu. Zaměříme-li se pouze na oblast navrhování, pak se v rámci uvedeného trendu obvykle hovoří o přístupech Performance-Based Design, tj. o navrhování konstrukcí s ohledem na užitné vlastnosti. Znamená to tedy např. navrhovat konstrukci dle potřeb a přání investora na specifickou životnost a nikoliv jenom na nominálních 50 let (u mostů 100 let); podobně u dalších vlastností konstrukce. Lze též pro úplnost uvést, že tyto přístupy patří do skupiny tzv. Integrovaného navrhování [6]. C E L K O V É N Á K L A DY Pod pojmem cena stavebního objektu si obvykle představujeme náklady spojené s jeho pořízením. Připomeňme ale, že v úvodu zmíněném Pokynu F se praví: „Ekonomicky přiměřená život3/2005

3

TÉMA TOPIC

nost předpokládá, že budou uvažována všechna příslušná hlediska, jako jsou: náklady na projekt, stavbu a užívání, provozní překážky, rizika a následky poruch, pojištění na pokrytí těchto rizik; náklady na kontrolní prohlídky, údržbu a opravy; odstranění stavby a hlediska ochrany životního prostředí“. Je tedy nutné uvažovat náklady celkové, které lze definovat jako Ncelk = Nin + Nk + Nm + Np + p1 . N1 + + p2 . N2 + p3 . N3 + …

(1)

kde Nin Nm Nk

náklady na záměr, projekt a výstavbu náklady na údržbu náklady na kontrolu či prohlídky (po celou dobu předpokládané životnosti tL roků) Np náklady na provoz objektu (vytápění, osvětlování, pojištění, během doby tL) p1.N1 náklady na opravy, které mohou nastat s pravděpodobností p1 (během doby tL) p2.N2 rekonstrukce, s pravděpodobností p2 p3.N3 odstranění stavby s pravděpodobností p3.

Přitom pravděpodobnost p1 je obvykle totožná s příslušnou pravděpodobností poruchy a nejčastěji zde půjde o mezní stavy použitelnosti. Šestý člen rovnice (1), tj. náklady na rekonstrukce se nemusí vždy uplatnit; pravděpodobnost p3 se zřejmě bude vázat k meznímu stavu únosnosti a nejčastěji bude platit p2 = p3. Ve vztahu (1) mohou samozřejmě přistoupit ještě další sčítance typu piNi (např. důsledky odstranění stavby a náklady spojené s recyklací materiálu, uložením odpadu apod.). Je potřeba připomenout, že cena peněz se v čase mění a je také náhodnou veličinou. Obvykle se to postihuje tak, že cenu v čase t uvažujeme jako N(t) = N(1+r)t

(2)

kde N je cena současná a r je diskontní sazba (procentní faktor), považovaná za náhodnou veličinu. Pozn.1: Nedávná studie ukázala překvapující údaj – hodnota Nin je v průměru (různé typy staveb v Evropě) jen asi 3% z Ncelk. Je tedy skutečně nutné rozhodovat, projektovat a optimalizovat z pohledu celého období životnosti! Jinými slovy: vhodné investování do Nin (např. zvýšená izolace, zvýšené krytí výztuže a pod.) může v dlouhodobém horizontu přinést značné úspory. Ale tento pozitivní jev se může uplatnit již také v kratším období ve vztahu k Nk, Nm a Np. Pozn. 2: V případech hodnocení stávajících konstrukcí se Nin nemusí uvažovat a ostatní složky celkových nákladů budou v takových případech vztaženy ke zbytkové životnosti. Pozn. 3: Asi 50 % výdajů ve stavebním sektoru se týká údržby a oprav – viz [3]. V této souvislosti je zajímavé uvést v Holandsku tradované pravidlo „pětinásobku“: 1 gulden nerozumně uspořený v Nin znamená později výdaj 5 guldenů v Nm, resp. 25 guldenů v N1 nebo N2 [7]. Otázka celkových nákladů stavebních objektů a jejich praktická aplikace v plánování a projektování naráží na ochotu (či spíše neochotu) investorů, majitelů a provozovatelů ke komplexnějšímu a dlouhodobějšímu pohledu. Čím častěji se mění majitel nebo způsob a účel užívání objektu, tím méně je dlouhodobý pohled na náklady zajímavý. Jinými slovy – optimalizace nákladů nepochybně úzce souvisí s typem majetnictví objektu a jeho předpokládanou délkou. „Historie vlastnictví“ je u občanské stavby často velmi pestrá, ale např. u větších mostních staveb 4

Literatura: [1] Hájek P., Teplý B. a Křístek V.: „Trvale udržitelný rozvoj a betonové konstrukce“, Beton TKS 2002 , číslo 4 , str. 40–42 [2] Teplý B.: „Navrhování betonových konstrukcí na užitné vlastnosti“, Sborník semináře Betonové konstrukce a udržitelný rozvoj, ČBS, Praha, 2004, s. 29–34 [3] ISO 15686-1: Buildings-Service life planning. General principles, 2000 [4] ČSN EN 1990: Zásady navrhování konstrukcí, ČNI, 2003 [5] Teplý B. a Novák D.: „Spolehlivost stavebních konstrukcí“, Skriptum, Akad. Nakl. CERM, Brno, druhé vyd. 2004 [6] Hájek P.: „Integrovaný návrh betonových konstrukcí“, sborník konf. Betonářské dny 2003, str. 451–455 [7] Vesikari E.: „Service life of concrete structures with regard to corrosion of reinforcement“, Technical Research Centre of Finland, Research REP. 553, Espoo, 1988 [8] HMSO 2000: „The new Treasury Procurement Guidance Note – No. 7“; „Whole Life Costs“. The HM Treasury, Her Majesty‘s Stationary Office, UK

je téměř vždy jen jeden majitel a také účel užívání se nemění po celou dobu životnosti. V takových případech by vlastník měl mít zájem optimalizovat náklady celkové, ne jenom ty okamžité. S tím ovšem souvisí také optimalizace spotřeb energie, materiálů a práce. To je zřejmě důvodem, proč se v zahraničí nejvíce vyvíjel a aplikoval “cost–effective life–cycle engineering” (volně přeloženo „cenově efektivní inženýrství s ohledem na celkovou životnost; často se užívá též název „Whole-Life Costing“ – zkráceně WLC) právě v mostním stavitelství. V nedávných létech jsou tyto zásady však prosazovány obecněji – viz výše citované směrnice CPD a Pokyn F; že jde o nutnost potvrzuje též doporučení britských státních institucí [8]: státní zakázky nových i rekonstruovaných staveb mají být posuzovány z cenového hlediska celého životního cyklu! Je vhodné též připomenout, že existuje jistý rozpor: dle CPD podléhají evropským technickým specifikacím stavební výrobky, zatím co požadavky na stavby jsou předmětem stavebních řádů, tj. národních stavebních předpisů – ale stavba je souborem stavebních výrobků. Poznamenejme, že v poslední době se hovoří také o tom, že směrnice CPD mají být revidovány. Z ÁV Ě R Výše uvedené náměty by měly být v ČR – členu EU – také respektovány. Je to jistě podtrženo i skutečností, že stavebnictví spotřebovává asi 40 % energií a vytváří 40 % z celkového množství člověkem vyprodukovaných odpadů. Rozhodně by hlediska celkových nákladů měla být respektována nejprve alespoň při státních zakázkách. Cílem pro správný návrh, užívání a údržbu stavebního objektu tedy musí být stanovení a zabezpečení takové strategie, která by vedla k uspokojivé hladině spolehlivosti při nejnižších možných nákladech, při dodržení požadované životnosti a minimalizaci zátěže životního prostředí. Doposud se však při návrhu nových konstrukcí a při rozhodování o stávajících konstrukcích jen v omezené míře přihlíží k těmto hlediskům současně. Jak již bylo řečeno, často převládá snaha po snížení nákladů počátečních, bez ohledu na náklady další, což má zákonitě za následek zvýšení nákladů celkových. Nepochybně je účelná jistá optima-


3/2005

TÉMA TOPIC lizace celkových nákladů, životnosti, spolehlivosti, využitelnosti konstrukce a environmentální šetrnosti. Závěrem opakujme, že bude vhodné přimět investory, projektanty a výrobce (legislativně a též např. daňovými úlevami), aby podřídili rozhodování a plánování optimalizaci celkových nákladů. S tím se pojí nepochybně také další otázky, jako je minimalizace spotřeby energie, využívání demontovatelných konstrukcí, problematika skládkování nebo recyklace materiálů z demolic (např. výrobu betonu s využitím recyklovaného kameniva).


Tento příspěvek byl vypracován za přispění Výzkumné centra CIDEAS (1M6840770001), financovaného MŠMT ČR. Prof. Ing. Břetislav Teplý, CSc. Fakulta stavební, VUT v Brně Žižkova 17, 602 00 Brno tel: 541 147 642, fax: 541 147 667 e-mail: [email protected] www.fce.vutbr.cz/CHE/teply.b/

3/2005

5

PROFILY PROFILES

M A D O S M T, S . R . O .

R E F E R E N Č N Í S TAV BY V roce 1998 jsme zahájili opravu mostu z prefabrikovaných nosníků o šesti polích přes řeku Orlici u obce Čestice. Klasická oprava s odbouráním na nosnou konstrukci s novým vystrojením a kompletní sanací byla dokončena roku 1999. V roce 1999 jsme provedli opravu nadjezdu nad čtyřpruhem I/10 z Mladé Boleslavi do obce Jemníky. Byla to kompletní rekonstrukce s odbouráním na nosníky typu KA, výměnou ložisek, obnovou mostního vystrojení a kompletní sanací nosné konstrukce a velmi degradované spodní stavby. V tomto roce jsme také rekonstruovali objekt v Kladrubech nad Cidlinou, kde jsme zbourali starý parapetní most, rozšířili spodní stavbu a realizovali spřaženou konstrukci. V roce 2000 jsme sanovali tzv. Znojemský most v Jihlavě a rekonstruovali ocelový příhradový most s betonovou mostovkou přes Labe u Lochenic. Zhotovili jsme i první větší nový most, byla to stavba vyvolaná rozsáhlými povodněmi Divoké Orlice v Žamberku. Rámová příčel měří 24 m a je dodatečně předpjatá.

Roku 2001 jsme postavili nový most na dělené rychlostní komunikaci I/37 u Březhradu u Hradce Králové. V přímé dodávce pro ŘSD jsme kompletně opravili objekt na silnici Běstvina – Spačice. Most jsme očistili na nosnou konstrukci, obnovili rozsáhlým bouráním a řezáním statickou funkci, vyměnili ložiska a kompletní vystrojení mostu. Sanace spodní stavby byla značná. V tomto roce jsme zhotovili také naši největší silniční stavbu, rekonstruovali jsme téměř všechny přejezdy mezi pruhy na dálnici D11 z Prahy až na konec úseku u Poděbrad. Rok 2002 probíhal ve znamení rekonstrukcí starých mostů. Prvním byla oprava technické památky, je to most se třemi oblouky přes řeku Labe u obce Němčice. Konstrukci jsme kompletně očistili, proinjektovali epoxidovými kompozicemi, izolovali, zaplnili lehčeným drenážním betonem, obnovili vystrojení mostu včetně odvodnění a celoplošně sanovali. Konstatovali jsme, že naši předchůdci ve třicátých letech opravdu uměli. Druhou zajímavou stavbou byla oprava Smetanova mostu v Třebíči (obr. 3 až 6). Dva betonové oblouky a most přes náhon byly hodně poničené, rekonstrukce byla opět značného rozsahu – izolace, vyřešení statického systému v nosné konstrukci i zábradlí, odvodnění, sanace a oprava založení mostu v korytě. V roce 2003 jsme postavili několik nových mostů. Největší dvoupolový most na hranicích Česka a Polska přes Divokou Orlici má předpjatou nosnou konstrukci délky 36 m. Měl by oživit příhraniční oblasti. Roku 2004 jsme provedli rekonstrukci mostu na přehradní hrázi elektrárny na Labi u Předměřic. Dvě pole jsou přes vodu, třetí těsně nad budovou elektrárny (obr. 1 a 2). Vyměnili jsme ložiska, obnovili betonové zábradlí, odvodňovací systém a izolaci. Objekt, který vlastní po částech Královehradecký kraj, ČEZ a povodí Labe, pochází ze třicátých let a byl našimi předchůdci také velice dobře postaven. Další zajímavou rekonstrukcí dokončovanou nyní v květnu je rekonstrukce mostu známého jako „Zemská brána“. Je to kamenná klenba o světlosti 12 m, kterou v letech 1900 až 1903 stavěli místní pod vedením italských řemeslníků a stavitelů. Z mostu po rozebrání masivních kamenných opěr a parapetů zůstal jen oblouk a zdivo asi 2 m nad hladinou Orlice. Po mikropilotách, injektování a zhotovení dodatečně vložených kon-

Obr. 1 Most přes Labe u Předměřic – před opravou

Obr. 2 Po opravě

Naše společnost zahájila činnost ve stavební sezóně 1999. Oblast, ve které jsme chtěli působit, je skryta v názvu – mosty a dopravní stavby. Sídlem je malá obec Lupenice u Rychnova nad Kněžnou. Začátek činnosti navázal na o dva roky starší společnost MADOS C, s. r. o. Ta vznikla začátkem roku 1997 jako nový subjekt. Obrat, schopnosti a rozsah byl přiměřený finančnímu, technologickému a lidskému zázemí. To bylo minimální a podle toho vypadaly získané zakázky. Našimi odběrateli, kteří nám dali důvěru, byly některé stavební firmy, správy a údržby silnic a úřady obcí. Byly to tedy opravy malých mostních objektů a zpevněných ploch. První rok jsme měli obrat 7,8 mil. Kč a začali firmu zdokonalovat technologicky i personálně. Největší zakázkou v prvním roce byla subdodávka opravy mostu přes řeku Mumlavu u Harrachova. V následujících letech jsme postupně zvětšovali objem stavební výroby, doplňovali vybavení a zkvalitňovali kádr pracovníků. Naši odběratelé nám začali důvěřovat, a proto jsme mohli zrealizovat postupně i několik zajímavých staveb. Nejpočetnější z nich jsou mostní objekty.

6


3/2005

PROFILY PROFILES

Obr. 3 Opravený Smetanův most v Třebíči

Obr. 4 Sanované zábradlí

Obr. 5 Když voda zatéká …

Obr. 6 Detail opravené římsy a zábradlí mostu

strukcí, kterými byla rozšířena vozovka, bylo obnoveno kamenné zdivo a svahové kužele. Záměr co nejvěrněji rekonstruovat tento známý most se podařilo dodržet (obr. 7 a 8).

Naše společnost chce být solidním partnerem pro velké firmy působící na našem stavebním trhu. Naši pracovníci se zúčastňují četných školení pro zdokonalení technických, osobních i profesních vlastností. Samozřejmostí je zavedení systému kvality dle ČSN EN ISO 9001:2001 a zavádění systému EMS.

NOVÉ Z ÁM Ě RY Společnost MADOS MT, s. r. o., se zabývá zejména rekonstrukcemi a stavbou mostů malých a středního rozpětí. Pro kompletní dodávky těchto typů staveb a komunikací jsme doplnili činnost o provádění elastických mostních závěrů, opravy spár ve vozovkách, svislé a vodorovné dopravní značení. V novém areálu v Žamberku sídlí opravárenská činnost a středisko na montáž silničních svodidel. Postupně naši činnost rozšiřujeme a doplňujeme o silniční a vodohospodářské stavby. Obr. 7 Opravený most „Zemská brána“


Ing. Ivo Muthsam, ředitel společnosti Ing. Vlastimil Tyrala, technický ředitel MADOS MT, s. r. o. Lupenice 51, 517 41 Kostelec nad Orlicí tel.: 494 544 554, fax: 494 544 524 e-mail: [email protected] www.madosmt.cz

Obr. 8 Z průběhu opravy

3/2005

7

BETOSAN, S.R.O.

Česká národní banka (rekonstrukce nosného sketeletu) / Czech National Bank

Administrativní objekt Jankovcova ul., Praha 7 – sanace a hydroizolace suterénních prostor Administrative building in Prague 7, Jankovcova street – maintenance and hydroinsulation of the basement space

Vodojem Hradec Králové – celková generální oprava Elevated water tank in Hradec Králové – capital repair

Elektrárna Dětmarovice – sanace pláště chladící věže Power plant Dětmarovice – maintenance of cooling tower sheath

Hotel Gold Český Krumlov – kompletní oprava po záplavách Hotel Gold Český Krumlov – complete repair after floods

Oprava svodidlových zídek - most „Jižní spojka“ / Repair of guard walls – bridge „Southern Junction“

Palác Koruna – sanace železobetonového stropu původních lázní Palace Koruna – maintenance of the original spa ceiling from reinforced concrete

Sladovna Nymburk – výstavba nového dvoulískového hvozdu – tepelně izolační systém / Malt plant in Nymburk – construction of new double-kiln – thermalinsulating system

Rekonstrukce Žižkovské věže v Praze 3 – sanace terasy v 11. patře Reconstruction of Žižkov Tower in Prague 3 – maintenance of terrace on the 11th floor

Sanace železničního viaduktu – Hranice na Moravě Maintenance of railway viaduct – Hranice na Moravě

Generální rekonstrukce mostu v Doudlebech nad Orlicí – sanace mostních oblouků a masivní objemová injektáž Capital reconstruction of bridge in Doudleby nad Orlicí – maintenance of bridge arches and massive volume injection

Sanace vodojemu HORAL ve Špindlerově Mlýně – sanace železobetonových konstrukcí – obložení dna a stěn skleněnými deskami 400 x 600 mm Maintenance of water tank HORAL in Špindlerův Mlýn – maintenance of reinforced concrete structures – cladding of walls and bottom by glass panels 400 x 600 mm

Fotografie: z archívu firmy Betosan s.r.o.

PROFILY PROFILES

BETOSAN, S. R. O. A LT E R N AT I V A , K T E R O U O C E N Í T E ! Betosan, s. r. o., jako výrobní firma byla založena v roce 1992. Ve své činnosti navázala na úspěšnou činnost stejnojmenné konzultačně-expertní firmy orientované na diagnostiku železobetonových konstrukcí a poradenství v oblasti jejich oprav. Prudký rozvoj oblasti sanací železobetonu poznamenaný mimo jiné absencí vhodných a zejména cenově dostupných materiálů na tuzemském trhu urychlil rozhodnutí zaměřit činnost firmy z oblasti diagnostiky spíše do oblasti výrobní. Tento posun v činnosti firmy byl pak v roce 1992 završen založením firmy Betosan, s. r. o., jako firmy specializované na výrobu maltovin a hmot právě pro oblast oprav betonu a železobetonu. Cílem bylo nabídnout profesionálně formulované hmoty, které by byly alternativou k hmotám dováženým. A to nejen alternativou cenovou při plné technické srovnatelnosti výrobků, ale alternativou z hlediska aplikačního servisu, alternativou z hlediska pružnosti a operativnosti dodávek a v neposlední řadě i alternativou řešící individuální a často velmi specifické požadavky zákazníka, kdy firma Betosan, s. r. o., byla schopna nabídnout materiálové řešení „na míru“ s neustálým akcentem na vysokou úroveň kvality dodávaných hmot. Firma Betosan, s. r. o., se záhy etablovala na stavebním trhu jako největší tuzemský výrobce specializující se na sanační hmoty, speciální maltoviny, hydroizolační maltoviny a další produkty tzv. stavební chemie a své vedoucí místo si udržuje i nadále nejen objemem produkce, ale i šíří nabízených výrobků.

10

ti produkce. Výrobky jsou kontrolovány nejen vlastní laboratoří, ale kvalita je dozorována i nezávislou akreditovanou laboratoří HORSKÝ, s. r. o.; samozřejmostí je, že veškeré nabízené výrobky jsou certifikovány TZÚS Praha, jsou schváleny Hlavním hygienikem ČR, řada z nich má atest na přímý styk s pitnou vodou či potravinami. Soustavná péče o kvalitu produkce vyústila v to, že se firma Betosan, s. r. o., stala jako jedna z prvých tuzemských firem v oblasti produkce speciálních a sanačních materiálů držitelem certifikátu ISO 9001. Náročné prověřovací řízení opakovaně osvědčilo, že firma je schopná zajistit kvalitu svých výrobků na úrovni plně srovnatelné s vyspělými evropskými i mimoevropskými státy.

K VA L I TA N A P R V É M M Í S T Ě Je pochopitelné, že v náročné konkurenci výrobků renomovaných světových producentů bylo možné obstát pouze s výrobky nejvyšší kvality. Firma Betosan, s. r. o., proto od prvopočátku své existence kladla mimořádný důraz na zajištění jakos-

APLI K AČ N Í SE RVIS Specifickým rysem produktů stavební chemie je potřeba neustálého kontaktu mezi investorem, projektantem, vlastním zhotovitelem sanačních prací a dodavatelem materiálů. V oblasti sanací neexistují typová řešení, rutinní přístup k zakázce se v této oblasti často nevyplácí. Pracovníci firmy i distribuční partneři považují proto za samozřejmé, že vlastní sanaci musí předcházet alespoň základní průzkum konstrukce, při vlastní realizaci pak je žádoucí jak materiálové, tak technologické provedení zakázky optimalizovat. Navíc „terénní“ zkušenosti jsou pro výrobce sanačních a speciálních materiálů základní informací jak pro zlepšování vlastností stávajících výrobků, tak pro výrobní inovace. Chybami se učíme všichni, především tomu, jak jim předcházet. Z tohoto důvodu považujeme za samozřejmé, že v rámci dodávky materiálů poskytneme zhotoviteli či investorovi maximální technickou podporu. To samé platí v plné míře i o našich distribučních partnerech.

Ředitel společnosti Ing. Václav Pumpr, CSc., s cenou „Nejlepší sanační materiál roku 2004“

D O S T U P N O S T M AT E R I Á L Ů Pro oblast oprav a sanací je rovněž typické, že jen ve výjimeč-


3/2005

PROFILY PROFILES

Obr. 1 Interiér Sladovny Nymburk

ných případech lze stanovit přesné množství potřebných materiálů, jen zřídkakdy je rozsah poškození v potřebné míře znám před započetím vlastní sanace. Proto je pochopitelné, že jak investor, tak zhotovitel ocení, že může potřebný materiál obdržet v průběhu několika hodin či dnů. Denní kapacita výroby na úrovni 30 t umožňuje vyhovět obratem jak velkým zakázkám, tak zároveň flexibilita výrobního zařízení dává možnost uspokojit i rozsahem nevelké zakázky. Firma Betosan, s. r. o., si byla navíc dobře vědoma, že důležitým aspektem je i regionální dostupnost materiálů. Ne každý má možnost nebo je ochoten odebírat nevelká množství přímo z výroby. Firma Betosan, s. r. o., proto postupně buduje síť kvalifikovaných distributorů. V Praze, Brně, Batelově a Plzni má firma vlastní prodejní sklady. Kromě toho má firma úspěšné zastoupení i v SR a posiluje své pozice na dalších zahraničních trzích, především v pobaltských republikách a na Ukrajině. VÝ VOJ V ÝROB KŮ, I NOVAC E Vedle jakosti produkce „vsadila“ firma Betosan, s. r. o., i na její komplexnost. V současné době je v nabídce firmy již více než 115 výrobků a nabídka se soustavně rozšiřuje. Při vývoji firma systematicky spolupracuje s největšími výrobci primárních surovin stavební chemie, jakými jsou např. BASF, WACKER-CHEMIE, MÜNZIG CHEMIE, DOW CHEMICALS a mnozí další. Zcela mimořádné postavení pak zaujímají ve výrobním programu firmy Betosan, s. r. o., výrobky s přísadami největšího světového producenta tzv. krystalizačních materiálů, kanadské firmy XYPEX Corporation. Firma Betosan, s. r. o., je v celosvětovém měřítku prvou a jedinou firmou, která obdržela licenční oprávnění zabudovat do svých výrobků speciální přísady XYPEX. O výjimečnosti těchto produktů svědčí i to, že v roce 1997 obdržela firma Betosan, s. r. o., čestné uznání FOR ARCH 97 za hydroizoBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

lační maltovinu WATERFIX XP(TH). V letošním roce byla hydroizolační malta MONOCRETE MONOMIX XP TH s přísadou XYPEX zvolena Sdružením pro sanace betonových konstrukcí sanačním materiálem roku 2005. V letošním roce oslaví společnost Betosan, s. r. o., 13 let své existence. Věříme, že i v následujících letech budeme schopni uspokojit náročné požadavky našich zákazníků, rozšiřovat sortiment našich výrobků a jsme přesvědčeni, že i v následujících letech udržíme či zlepšíme kvalitu našich výrobků, abychom plně dostáli požadavkům vyplývajících z držení certifikátu ISO 9001. V nadcházející letech jsme rozhodnuti učinit vše proto, aby Betosan, s. r. o., zůstal i nadále alternativou, ke které se zákazníci mohou vždy obrátit s důvěrou. Betosan, s. r. o. Na Dolinách 28, 147 00 Praha 4 tel.: 241 431 212 e-mail: [email protected] www.betosan.cz

Obr. 2 Sanace terasy v 11. patře Žižkovské věže v Praze 3

3/2005

11

SANACE R E H A B I L I TAT I O N

PROBLEMATIKA

SANACÍ PODLAH HROMADNÝCH GARÁŽÍ RECONSTRUCTION OF FLOORS OF MEGAGARAGES

V Í T Ě Z S L AV V AC E K Tento příspěvek se zabývá analýzou příčin vzniku některých opakujících se typických poruch podlah hromadných garáží a možnostmi jejich předcházení použitím správného technického řešení. This paper analyzes the causes of initiation of some typical, frequently occurring faults of garage floors and their potential prevention by applying the right technical design. Velké objekty hromadných garáží konstruované ze železobetonu a předpjatého betonu se u nás ve větším počtu začaly stavět v průběhu uplynulých deseti let. Konstrukčně bývají řešeny jako prefabrikované, monolitické, ale nejčastěji kombinované skeletové systémy, doplněné v podzemních partiích nosnou obvodovou stěnou. Stavějí se jak samostatné Obr. 1 Prolomená konstrukce pojížděné střechy hromadných podzemních garáží Fig. 1 Snapped structure of the roof for car traffic in underground megagarages

objekty garáží s pojížděnou střechou, tak i integrované do spodních podlaží hotelů, obchodních nebo administrativních center. Vertikální spojení podlaží se u větších objektů děje rampami, u garáží menších ve stísněnějších prostorových poměrech pak nákladními autovýtahy. Charakteristickým zatížením těchto prostor je kromě vlastní tíhy a pohyblivého zatížení od účinků dopravy i expozice mokrým procesům, především v souvislosti s chemickými rozmrazovacími látkami a sněhem, někdy i prudkým změnám teplot, např. při nedostatečně regulovaném větrání. Jejich společným znakem je úplná absence nebo existence jen provozně nedostatečného systému odvodnění. Investoři obvykle společně s projektanty předpokládají strojní úklid, který je však reálně prováděn s dostatečnou intenzitou zpravidla jen u menších neveřejných objektů. Podcenění těchto fenoménů ve spojení s nevhodným a technicky nepochopitelným uplatňováním normových kritérií, např. mezních šířek trhlin ve vodorovných konstrukcích takových objektů, vede ke vzniku typické, systematicky se

opakující poruchy, totiž protékání vody a vodních roztoků stropními konstrukcemi shora dolů. Proti minulosti se změnila skladba svislého řezu vodorovné konstrukce. Byly minimalizovány balastní podlahové vyrovnávací nebo spádové vrstvy, postupně přecházíme k úpravě líce nosné konstrukce jako tzv. nulové podlahy. Pozitivní je v tomto případě odlehčení stavby ve prospěch užitného zatížení, zjednodušení a urychlení výstavby včetně tomu úměrnému zlevnění. Znamená to však i vyšší nároky na betonářské práce, a to i v projekční přípravě. Skeptici zde patrně namítnou, že původní skladba konstrukci lépe ochrání. Není to pravda, častěji jen problém skryje očím. Další námitka bude na vrub betonu, a sice že by měl sám odolat. To jistě ano, ale bez trhlin a korodující oceli. Tedy jako materiál ano, v konstrukci je již situace poněkud složitější. Prefabrikovaná konstrukce má většinou určitou volnost montážních styků, která umožňuje lokálně snížit napjatost. Prvky se montují ve stáří několika dní, tj. při určitém stupni tvrdnutí a odeznění prvotních objemových změn. Naproti tomu monoliticky prováděná stropní deska je od počátku vázaná na svislé konstrukce spodního podlaží, tj. sloupy, polostěny a někdy i na obvodovou nosnou stěnu. Tyto okolnosti zpravidla projekt ignoruje, protože se zabývá pouze statikou již vyzrálé konstrukce a nikoli výrobními stádii nebo dokonce organizací a postupem výstavby. V nejlepším případě je řešena velikost dilatujících celků dilatačními Obr. 2 Schéma rozvoje koroze výztuže na trhlině Fig. 2 Diagram of corrosion development of reinforcement in a crack

12


3/2005


Obr. 3 Pasivovaná výztuž na podhledu stropu garáží Fig. 3 Passivated reinforcement on the garage ceiling

Obr. 4 Reprofilace podhledu mokrým torkretem Fig. 4 Change of ceiling section using wet gunite

Obr. 5 Dokončená oprava podhledu s imitací otisku bednění Fig. 5 Completed repair of the ceiling with an imitation of formwork marks

Obr. 6 Výluhy z protékající trhliny na karoserii dole stojícího vozu Fig. 6 Extracts from a leaking crack on the body of a down parked car

spárami nebo vloženými poli při eliminaci smrštění u betonáže. Při použití kombinovaných systémů vznikají přiměřeně složitější situace. Slabinou bývají oblasti zmonolitnění, např. tuhost monolitické vrstvy, přecházející přes styčnou spáru stropních dílců nad průvlakem apod. Prvním signálem rozvíjejícího se problému bývá poškození laku dole stojících vozidel. Jde však i o známku zásadního ohrožení nosné způsobilosti, nebo chcete-li, trvanlivosti konstrukce. Náprava stavu většinou vyžaduje časově náročnou reprízu, resp. provedení skutečné podlahy, a zpravidla s sebou nese nepříjemné komplikace v omezení běžného provozu. Pokud se situace zanedbá, vede k výraznému poškození konstrukce, které může skončit i jejím kolapsem. Oprava takových stavů je jistě možná, ale technicky již velmi náročná. Koroze ocelové výztuže postupuje za přítomnosti chloridů z posypových solí

poměrně rychle. Její rozvoj je podpořen i vícečetným střídáním mokrých a sušších period, které umožňují efektivní transfer zplodin i nových aktivních reaktantů. I když nedojde přímo ke kolapsu konstrukce jako na obr. 1, zanedbání ochrany proti vodě, potažmo korozi, vede poměrně rychle k zásadnímu poškození hlavní nosné výztuže. Stav konstrukce si potom zpravidla vynutí masivní sanaci, která spočívá v obnažení celého profilu výztuže, otryskání podkladu vysokotlakým vodním paprskem, pasivaci výztuže proti další korozi a následnou plošnou reprofilaci. Shora se tato operace týká zejména podporových oblastí. Opravená plocha se následně chrání progresivními elastickými přímo pojížděnými stěrkovými systémy jako např. Auto-Gard. Jde o systém vícevrstvý se samostatně provedenou hydroizolační membránou a zdrsňujícím


3/2005

pískovým vsypem v předposlední vrstvě, uzavřené závěrečným nátěrem. Auto-Gard je systémem proto, že řeší systematicky veškeré detaily, jako jsou trhlinky nebo spáry v podkladu (včetně dilatačních), styky vodorovné a svislé konstrukce, styk různých materiálů, např. betonu s ocelovým zábradlím, návaznost na odvodňovače apod. Tímto způsobem vzniká mělká, pružná a nepropustná vana, odolná všem provozním náplním vozidel a mechanickému zatížení jejich pojezdem. V extrémně zatížených místech, jako jsou rampy, místa otáčení, zastavování a u rozjezdů u závor, vjezdů apod., je doporučeno provádět k popsané standardní skladbě ještě zesilovací vrstvu. Kromě vysoké odolnosti, houževnatosti a pružnosti se systém Auto-Gard vyznačuje i určitou mírou propustnosti vodních par, což je podstatné např. při aplikacích na střechách vystavených oslunění, kde by jinak mohlo docházet 13


Obr. 7 Trhliny v ploše hlazeného betonu Fig. 7 Cracks on the surface of concrete flatwork

Obr. 8 Typická trhlina přes kout objektu Fig. 8 Typical crack across the corner of the facility

Obr. 9 Garáž za provozu v zimě Fig. 9 Garage in winter operation

Obr. 10 Detail průsaku v pohledu zespodu Fig. 10 Detail of seepage – bottom view

Obr. 11 Opraveně neopravená (špatně opravená) podlaha Fig. 11 Badly repaired floor

Obr. 12 Nadměrný obrus povrchu v oblouku Fig. 12 Excessive wear of the surface of an arch

ke vzniku puchýřů tlakem vodních par zespodu. Na podhledu se tato operace, po ukončení prací shora, zakončí sekundárním ochranným nátěrem, který zvyšuje ochranný efekt krycí vrstvy betonu proti vodě a průniku CO2. Svou pružností by měl zajistit překlenutí drobných trhlinek, 14

které se pohybují při změnách teploty nebo vlhkosti prostředí, např. sesíťovaný akrylátový nátěr Neoflex 7100. Bohužel se, nikoli vzácně, setkáváme s použitím nevhodných materiálů pro nátěry garážových podlah. Jsou tenké, málo odolné a křehké, neschopné plnit funkci obrusnou, natož hydroizolační

a ochrannou. Pro opravu trhlin se potom používají různé neumělé lokální postupy, které zase působí pouze místně a hlavně dočasně. Obrázky 13 až 17 ukazují podstatné momenty provádění skutečného podlahového ochranného systému pro garáže Auto-Gard.


3/2005


Obr. 13 Tmelení trhlin a spár v podkladu Fig. 13 Binding of cracks and joints in the underlayer

Obr. 14 Zesilující pásek obvodového styku Fig. 14 Bonding tie of the peripheral joint

Obr. 15 Nátěr penetrační vrstvy Fig. 15 Penetration layer coating

Obr. 16 Provádění vrstev stěrky Fig. 16 Application of trowel-on coating

Obr. 17 Provedené dopravní značení na opravené podlaze podzemní garáže Fig. 17 Completed traffic marking on the repaired floor of the underground garage

Obr. 18 Jedna z provozovaných garáží ochráněná ve všech podlažích Fig. 18 One of the garages in operation protected on all storeys

Z uvedených příkladů je jistě dostatečně zřejmé, že podlaze garáží ve všech jejích funkcích je třeba věnovat patřičnou pozornost při návrhu i provádění stavby. Podcenění těchto aspektů je zásadním ohrožením životnosti i bezpečnosti objektů provedených jako železobetonové konstrukce. Pro garážové objekty

o velkých rozponech se používají i stropní prvky předpjaté, což jen umocňuje popsaná rizika, neboť jejich řádnou opravu je zpravidla možné řešit pouze výměnou prvků. Technický vývoj v této oblasti je například v zámoří podstatně dále než u nás. Proto by bylo jen naší škodou nepoučit


3/2005

se z cizí zkušenosti a zbytečně opakovat již známé chyby. Ing. Vítězslav Vacek, CSc. CSI saman, s. r. o. Poděbradská 55, 190 00 Praha 9 tel.: 281 867 744, fax: 281 867 743 e-mail: [email protected]

15

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

VYUŽITÍ

KOMPOZITNÍCH MATERIÁLŮ PRO ZESILOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ U S E O F F I B R E – R E I N F O R C E D P O LYM E R S F O R ST R E N GT H E N I N G OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES P AV E L D O H N Á L E K V současné době je ve světě a zejména ve vyspělých zemích velké množství chátrajících objektů, které budou muset být v nejbližších letech opraveny, pokud má jejich používání v budoucnu pokračovat. Tyto objekty se řadí do mnoha kategorií, ale nejvážněji jsou postižené objekty v oblasti průmyslu a dopravní infrastruktury, které jsou většinou železobetonové. Potřebují nejenom opravu a navrácení původních vlastností, ale většinou jsou i přetížené, např. dálniční mosty, a je tudíž nutné také jejich zesílení. Tento vážný a stále se zhoršující stav si žádá inovativní řešení, které by umožnilo rychlou, nákladově efektivní a trvanlivou opravu postižených konstrukcí tak, aby mohlo dojít k obrácení negativního trendu. Jednou z metod, která je ve světě viděna jako odpověď na tento závažný problém, je použití kompozitních materiálů pro zesilování konstrukcí zejména železobetonových, ale také zděných či dřevěných. There are currently numerous decaying constructions worldwide, particularly in developed countries. If the exploitation of these constructions is to continue, they will have to be repaired in the nearest future. Such constructions fall into many categories; the most seriously damaged structures, though, belong to industry and transport infrastructure, and they are predominantly made of reinforced concrete. First of all, they need to be repaired and gain back their original characteristics. However, they are also mostly overloaded, for example in the case of motorway bridges, and therefore need strengthening. This grave, constantly worsening condition requires an innovative solution which would facilitate a fast, cost-effective and durable repair of damaged structures so that the negative trend is averted. One of the methods considered as an answer to this serious problem is the use of composite materials for strengthening of the structures, primarily reinforced concrete ones, but also masonry or timber ones. 16

Vývoj vlákny vyztužených plastů, anglicky Fiber-Reinforced Polymers (dále jen FRP) začal během II. světové války. Rychle rostoucí petrochemický průmysl vyvinul tyto materiály především pro použití v americkém vesmírném programu a armádním letectví. V osmdesátých letech minulého století pak snižující se ceny těchto materiálů umožnily jejich postupné rozšíření do civilního letectví, automobilového průmyslu, oblasti sportovních potřeb a v neposlední řadě také do stavebnictví. Počáteční výzkum využití FRP ve stavebnictví byl prováděn především v USA, Japonsku a západní Evropě, v prvních dvou případech bylo motivací také zesilování staveb pro odolání seismickým zatížením. V současné době je v těchto zemích zesilování s FRP velice rozšířené a v omezené míře se tyto materiály používají i pro novostavby. Rozšíření používání FRP ve stavebnictví také dokazuje fakt, že stavebnictví je druhým největším odběratelem kompozitních materiálů po leteckém průmyslu. Vzhledem k rychle rozšiřujícímu se používání těchto materiálů ve stavebnictví mnoha zemí se všeobecně předpokládá, že v nejbližších několika letech se stavebnictví stane jejich největším odběratelem. Technika zesilování s FRP principiálně navazuje na metodu zesilování betonových konstrukcí externími ocelovými pláty, oproti které má řadu podstatných výhod, např.: rychlejší aplikaci, mnohem snazší instalaci, která nevyžaduje použití permanentního lešení, podpor během lepení ocelových plátů a tudíž značně šetří čas pracovníků. S tím souvisí i omezení doby potřebné pro rekonstrukci či zesílení, podstatné hlavně v průmyslových provozech a u dopravních staveb, kde dlouhá odstávka nebo uzavírka je velkým problémem. V dnešní době jsou také velice podstatné úspory na dopravních nákladech dané nízkou váhou těchto materiálů v porovnání s jejich mechanickými vlastnostmi. Dalším podstatným pozitivem této metody je také téměř neznatelné přitížení zesilované konstrukce díky nízké relativní hmotnosti kompozitních materiálů a také zanedbatelná

změna profilu vzhledem k použití FRP lamel o tloušťce většinou v řádu několika milimetrů. K O M P O Z I T N Í M AT E R I Á LY Jak již jejich název naznačuje, kompozitní materiály jsou komponované dvěma nezávislými fázemi, a to vlákny a pojivem. Vlákna dodávají kompozitním materiálům jejich výborné mechanické vlastnosti, jelikož mají vysoce orientovanou chemickou strukturu, jež má vynikající vlastnosti v tahu při velmi nízké váze. Naopak pojivo v tomto případě zajišťuje přenos napětí mezi jednotlivými vlákny a zajišťuje jejich chemickou a mechanickou ochranu, propůjčující FRP dlouhodobou trvanlivost a odolnost vůči agresivním prostředím. Svojí stavbou jsou tyto materiály předurčeny k použití především v tahu, kdy je plně využito výborných vlastností vláken. Při ostatních zatíženích přebírá hlavní nosnou úlohu pojivo s mnohem nižšími hodnotami mechanických vlastností. V dnešní době jsou pro výrobu FRP pro stavebnictví běžně používány tři druhy vláken: vlákna skelná, aramidová a karbonová. Tato vlákna jsou pak kombinována s celou řadou pojiv, z kterých jsou nejběžnější epoxidy a polyestery. Kombinací různých druhů vláken a pojiv lze pak docílit velice rozmanité hodnoty mechanických vlastností, ceny a trvanlivosti. Z mechanických vlastností FRP jsou důležité především pevnost v tahu, modul pružnosti a plně elastické chování až po mezní zatížení. Modul pružnosti se pohybuje ve velmi širokém rozpětí mezi 38 GPa pro skelná vlákna s polyesterovým pojivem až po 155 GPa pro karbonová vlákna s epoxidovým pojivem. Pevnost v tahu se pak pro výše jmenované materiály pohybuje mezi 900 MPa a 2700 MPa. Z dalších zajímavých vlastností můžeme jmenovat koeficient teplotní roztažnosti blízký nule pro některé kombinace vláken a pojiv. Další velice důležitou vlastností FRP je jejich rychlá ztráta mechanických vlastností při vysoké teplotě a z toho vyplývající problémy s odolností takto zesílené konstrukce vůči požáru. Tento problém je ale řešitel-


3/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S Obr. 1, 2 Příklady zesilování vodorovných nosných prvků kompozity Fig. 1, 2 Examples of strengthening of horizontal structural members with FRP [1]

ný s pomocí speciálních nátěrů či nástřiků vnějšího povrchu FRP lamel. V současné době jsou nejrozšířenější materiály kombinující karbonová vlákna s epoxidovým pojivem, jejichž mechanické vlastnosti i trvanlivost jsou v mnoha ohledech nejlepší. Tyto vlastnosti jsou pak vyváženy relativně nejvyšší cenou mezi kompozitními materiály pro stavebnictví. Samozřejmě ne všechny aplikace vyžadují tyto maximální hodnoty mechanických vlastností a trvanlivosti a mohou tedy použít materiály cenově dostupnější. Mezi nejvýznamnější výrobce FRP pro stavebnictví ve světě patří švýcarská SIKA (www.sika.com) s karbonovými lamelami CarboDur a dvousložkovým epoxidovým lepidlem SikaDur, na americkém trhu je pak významná např. společnost FYFE (www.fyfeco.com) s karbonovými lamelami a dvousložkovými epoxidy řady Tyfo. K dalším významným společnostem patří americká společnost Watson Bowman Acme Corp. (www.mbrace. com), vyrábějící zesilující FRP systém pro železobeton pod značkou Mbrace, dále pak společnost Hughes Brothers (www. hughesbros.com), produkující materiály FRP pod komerčním názvem Aslan nebo

1

2

3

4

britská FiberForce Composites (www.fibreforce.co.uk), nabízející jak FRP lamely, tak rozmanitou škálu ostatních profilů. VYUŽITÍ Jak již bylo řečeno, FRP lze využít pro zesilování mnoha druhů stavebních materiálů, především však konstrukcí železobetonových, zděných nebo dřevěných. Kromě zesilování jsou FRP stále častěji využívány v novostavbách, a to zejména v chemicky agresivních prostředích, nebo pokud je celková váha konstrukce limitována. Kompozitní materiály lze použít pro


3/2005

Obr. 3, 4 Příklady zesilování vertikálních nosných prvků pomocí kompozitních materiálů Fig. 3, 4 Examples of strengthening of vertical structural members with FRP [1]

zesilování železobetonových konstrukcí několika různými způsoby. Důležitá je vždy orientace hlavních nosných vláken kompozitu ve směru nejvyššího napětí tak, aby byl plně využit jejich potenciál. Vzhledem k tomu, že kompozitní materiály mají většinou vlákna oriento-

17



Obr. 6 Železobetonový oblouk zesílený obalením FRP laminátem Fig. 6 Reinforced concrete arch strengthened with FRP sheet wrap [2]

Obr. 5 Železobetonová deska zesílená použitím FRP lamel Fig. 5 Reinforced concrete slab strengthened with FRP strips [2]

vaná pouze v jednom nebo ve dvou na sebe kolmých směrech, je velmi důležitý detailní návrh zesílení s případným použitím více vrstev FRP s vlákny orientovanými více směry. Praktické použití FRP pro zesilování přibližují obr. 1 až 4. Například průvlaky mohou být zesíleny v tahových zónách pro zvýšení ohybové pevnosti, nebo ve smykových zónách pro zvýšení smykové pevnosti (obr. 1). Železobetonové desky pak mohou být zesíleny aplikací FRP v tahových zónách (obr. 2). U železobetonových sloupů může být dosaženo jak zvýšení osové pevnosti, tak pevnosti v ohybu pomocí FRP lamel, nalepených jak v osovém, tak v příčném směru (obr. 3). V případě stěn pak může zesílení pomocí FRP dosáhnout zvýšení ohybové a smykové pevnosti a také částečně chránit beton před účinky exploze. Z P Ů S O BY A P L I K AC E Materiály FRP se vyrábějí a aplikují třemi způsoby. První metoda používá FRP ve formě finálních lamel či desek lepených pomocí většinou dvousložkových epoxidových lepidel na betonovou konstrukci. Lamely či desky jsou tak vyrobeny ve své konečné podobě přímo na lince výrobce, čímž je zajištěna jejich kvalita a rovnoměrnost. Nejběžnějším výrobním procesem FRP je proces, anglicky nazývaný „pultrusion.“ Tento kontinuální proces sestává z protahování pramenů vláken nejprve tekutým pojivem, které je pak ve finálním průřezu vytvrzeno v tepelné matrici a proces končí zakrácením materiálu na požadovanou délku. Druhou metodou je aplikace vláken či vlákenných tkanin a pojiva přímo na 18

místě použití. Tato metoda umožňuje velkou variabilitu, co se týče tvarů zpevňované konstrukce, nebo výsledných vlastností zesílení, daných orientací vláken a počtem jejich vrstev. Nevýhodou je pak těžko kontrolovatelná kvalita tohoto druhu zesílení, které může obsahovat vzduchové kapsy a tudíž mít horší a nerovnoměrné vlastnosti. Dalším negativním faktorem je relativní pracnost. Třetím způsobem je pak aplikace vláken smáčených v nevytvrdlém pojivu Literatura: [1] Market Development Association (MDA): FRP Product Gateway, http:// www.mdacomposites.org/PSGbridge_ concreterepair_intro.html [2] Tony Gee and Partners: http://www. tgp.co.uk/feature/cfrp2/cfrp.feat.html [3] Peters S. T.: Handbook of Composites, 2nd Edition, Chapman and Hall, 1998 [4] U.S. Army Corp of Engineers: Engineering and Design: Composite Materials for Civil Engineering Structures, ETL 1110-2-548, Březen 1997 [5] NCHRP 10-59: Research Initiative: Construction Specifications for Bonded Repair and Retrofit of Concrete Structures Using FRP Composites, National Cooperative Highway Research Program, Spojené Státy Americké, 2004 [6] Karbhari V. M., Chin J. W., Huston D., Benmokrane B., Juska T., Morgan, R., Lesko J. J., Sorathia U., Reynaud D.: Durability Gap Analysis for FiberReinforced Polymer Composites in Civil Infrastructure,” Journal of Composites for Construction, Ročník 7, Číslo 3, Stránky 238–246, 2003 [7] Bonacci J. F., Maalej M.: „Externally

přímo od výrobce a jejich následná finalizace pomocí tlaku nebo tepla na místě aplikace. Předsmáčení vláken pojivem přímo výrobcem zajišťuje konzistentnější kvalitu smáčení a částečně eliminuje možnost vzniku vzduchových kapes, a tudíž produkuje kvalitnější zesílení. Z výše uvedených aplikačních postupů je nejvíce oblíbený postup lepení předem vyrobených lamel či desek na betonovou konstrukci. To je dáno jeho mnoha výhodami, zaručenou kvalitou kompozitních lamel, nízkou pracností, a tudíž rychlou aplikací s nízkými náklady na pracovní sílu. Vzhledem k tomu, že FRP lamely nebo desky jsou v tomto případě konzistentně kvalitní a s vysokými hodnotami modulu pružnosti a pevnosti v tahu, je nutné pro využití jejich plného potenciá-

[8]

[9]

[10]

[11]

Bonded FRP for Service-Life Extension of RC Infrastructure”, Journal of Infrastructure Systems, Ročník 6, Číslo 1, Stránky 41–51, 2000 Myers J. J., Murthy S., Micelli F.: „Effect of Combined Environmental Cycles on the Bond of FRP Sheets to Concrete“, Příspěvek konference Composites In Construction, Porto, Portugalsko, 10.–12. října, 2001 Buyukozturk O., Hearing B.: „Crack propagation in concrete composites influenced by interface fracture parameters”, International Journal of Solids and Structures, Ročník 35, Číslo 31–32, Stránky 4055–4066, 1998 Buyukozturk O., Hearing B.: „Failure Behavior of Precracked Concrete Beams Retrofitted with FRP“, Journal of Composites for Construction, Ročník 2, Číslo 3, Stránky 138–144, 1998 Buyukozturk O., Gunes O., Karaca E.: „Progress on understanding debonding problems in reinforced concrete and steel members strengthened using FRP composites”, Construction and Building Materials, Ročník 18, Číslo 1, Stránky 9–19, 2004


3/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S lu věnovat maximální pozornost přípravě povrchu betonu a výběru vhodného lepidla, jelikož spoj mezi betonem a kompozitem je kritickým místem celého třífázového systému. VÝZKU M A NOR MALIZ AC E Samozřejmým předpokladem širokého uplatnění FRP ve stavebnictví je výzkum, který umožňuje postupnou normalizaci těchto materiálů, lepidel, postupů navrhování zesílení pomocí FRP i následné aplikace. Normalizace pak umožňuje nejenom rychlejší a kvalitnější navrhování, ale především přináší postupný nárůst důvěry odborné veřejnosti i investorů, a tím možnost pro další rozšíření této metody. Z hlediska výzkumu jsou nejlépe prostudované vlastnosti samotných FRP, které byly po řadu desetiletí používány v mnohem extrémnějších podmínkách v letectví a kosmonautice [3]. Také vlastnosti stavebních lepidel, např. dvousložkových epoxidů, jsou všeobecně známé. Mnohem důležitější je ale společné chování tohoto třífázového systému, jehož počáteční vlastnosti byly prostudovány velice zevrubně v mnoha experimentálních programech v posledních dvou desetiletích [4, 5]. Na druhé straně dlouhodobá trvanlivost (v řádech desítek let) celého zesilovacího systému v různých extrémních klimatických podmínkách či chemicky agresivních prostředích nebyla dosud plně

prostudována a výzkum v této oblasti stále pokračuje [6 až 8]. Výzkum trvanlivosti zesílení pomocí FRP v současné době probíhá také na Massachusetts Institute of Technology pod vedením profesora O. Buyukozturka [9 až 11]. Konkrétně se tato výzkumná skupina zaměřuje na vliv vysoké relativní vlhkosti, vysoké teploty nebo cyklického zmrazování na mechanické vlastnosti lepeného spoje mezi betonovým podkladem a FRP. Tak, jak postupuje výzkum této zesilovací metody, pokračuje i vývoj v oblasti norem standardizujících tuto oblast. Ve Spojených státech jde v současné době především o směrnice American Concrete Institute (ACI) komise 440 „Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures” a také o výzkumnou iniciativu National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) 10-59. „Construction Specifications for Bonded Repair and Retrofit of Concrete Structures Using FRP Composites”. V Evropě pak například Comité Euro-International du Béton (CEB-FIB) bulletin číslo 14 – „Externally bonded FRP reinforcement for RC structures“. V České republice se v současné době připravují technické podmínky Ministerstva dopravy ČR pro přípravu, projektování a provádění zesilování nosných konstrukcí betonových mostů a lávek.

POUŽITÍ

SAMOZHUTNITELNÉHO BETONU PŘI OPRAVĚ MOSTU Během léta 2004 byl ve Finsku opravován 155 m dlouhý a 25 m široký zavěšený Sääksmäki Bridge postavený v šedesátých letech 20. století (obr. 1). Při opravě došlo ke změně statického schématu mostu monolitickým spojením mostovky se ztužujícími nosníky v tzv. kompozitní konstrukci.

Z ÁV Ě R Zesilování železobetonových konstrukcí pomocí FRP je v mnoha ohledech atraktivní metoda, která je jednou z odpovědí na špatný a rychle se zhoršující stav světové infrastruktury. Jejími hlavními výhodami jsou výrazné zesílení, trvanlivost, chemická odolnost, variabilita, rychlá aplikace, a tudíž nízké mzdové náklady, které by měly vyvážit vyšší náklady na materiál. Za nevýhody lze v současné době považovat především malou zkušenost projektantů a odborné veřejnosti s touto metodou, danou také teprve se rozvíjejícími standardy a normami. S postupným rozšířením kvalitních standardů a norem a se současným nárůstem praktických zkušeností s touto metodou lze do budoucna očekávat velký nárůst používání FRP pro zesilování a opravy betonových, cihelných či dřevěných konstrukcí. Následně lze také očekávat větší využití těchto materiálů v novostavbách, např. jako výztuž pro beton nebo jako samostatné profily. Pavel Dohnálek student stavebního inženýrství Massachusetts Institute of Technology #16 2031 Commonwealth Avenue Brighton, Massachusetts 02135 U.S.A. e-mail: [email protected]

K opravě mostu byl použit samozhutňující beton K35. Husté uspořádání výztuže (395 kg/m3 nebo 82 kg/m‘) omezilo max. velikost použitého kameniva na 16 mm (obr. 2). Průběžně prováděné výrobní zkoušky betonu při dodávkách na stavbu za přítomnosti zástupce betonárny potvrzovaly hodnoty materiálových charakteristik naměřené během laboratorních zkoušek. Ztužující pásy byly betonovány kontinuálně během pozdních večerních hodin v týdnu na přelomu června a července, kdy bylo stálé počasí, dostatek světla a v pozdních denních hodinách bylo možno omezit automobilový provoz. Protože bylo třeba omezit zatížení i chvění mostu, mohl být na mostě vždy pouze jeden automíchač. Betonáž dopadla dobře a na podzim našla kontrola na 220 m dlouhých pásech pouze několik málo trhlinek – bylo jich méně než předpokládal projekt. jm Betoni 1/2005, str. 44–45


3/2005

19



GRAFFITI

A ANTIGRAFFITI GRAFFITI AND ANTIGRAFFITI MÁR IA BÚC IOVÁ Fasády budov, niekedy historických, niekedy nových alebo novozrekonštruovaných, povrchy inžinierskych stavieb sú čoraz častejšie pomaľované výtvormi, označovanými ako graffiti. Názory na tento jav sú rôzne. V príspevku sa zaoberám metódami odstraňovania grafitov – mechanickými a chemickými. Ochrana konštrukcií pred grafitmi – antigrafitové nátery a fólie. Prevencia – výchova. Facades of buildings, sometimes historical, sometimes newly reconstructed and civil engineering works are increasingly more often marked with headlines and paintings – graffiti. Opinions on these differ. The techniques of removing graffiti are mechanical and chemical. Mechanical ones include wiping off, removing with use of pressure water, abrasive methods and use of laser. Chemical ones include use of organic solvents. Protecting techniques – antigraffiti coats and films. Prevention – education. ČO SÚ TO GRAFFITI? Vo svojom okolí sa stále častejšie stretávame s výtvormi – čarbanicami sprejerov, ktoré pokrývajú fasády budov, plotov, mostov, tunelov, podchodov, dokonca vlakov, električiek a pod. Názory ľudí na tieto „výtvarné“ prejavy sú rôzne, niektorí ich považujú za prejavy vandalizmu, iní za prejavy umenia. Termín graffiti pochádza z gréckeho slova graphein, čo znamená písať a je to plurál talianskeho slova graffito, znamenajúceho škrabať [1]. Hoci rôzne príklady graffiti boli nájdené na stenách jaskýň prehistorického človeka, pozostatkoch antických miest, u mezoamerických Indiánov..., súčasné používanie termínu sa spája s moderným urbánnym prostredím 20. storočia. Nástroje staroveku sa zamenili za nástroje moderné: farebné spreje, trysky a značkovače. Avšak ľudská potreba komunikovať zostáva. Samotné graffiti označuje výtvor (piece – jedna writerova práca, kúsok) a jeho tvorcovia sú pisatelia (writers). Moderné graffiti je stále o slovách a o písaní slov. Writeri (anglický termín prispôsobený slovenskému 20

Obr. 1 Plochy konštrukcií mosta Lafranconi lákajú sprejerov Fig. 1 Areas of the Lanfranconi bridge attract sprayers of graffiti

skloňovaniu) zanechávajú svoju správu na verejných priestranstvách, stenách budov, v prostriedkoch verejnej dopravy... Writeri vytvárajú svoj vlastný vizuálny slang, podmaňujú si klasické lineárne písmená a podrobujú ich skúške odolnosti. Vytvárajú tak sami nové formy a štýly, od starých gotických, bublinových až po komplikovaný divoký štýl (wild style). K pôvodnému umeniu písmen niektorí writeri pripojili figuratívnu kresbu. U nás sa používa pomenovanie grafiťáci alebo sprejeri. Graffiti je odrazom sociálnej situácie a životného štýlu 60-tych rokov minulého storočia v amerických veľkomestách. Podzemné dráhy a ulice predmestí tvorili ideálne podmienky pre vznik novej expresie. Zo začiatku to boli osobné značky, „tagy“, no čoskoro sa vyvinuli do zložitejších farebných výtvorov. V 70-tych rokoch vznikala v černošských štvrtiach New Yorku centralizovaná scéna v podzemí, objektom záujmu sa stali vagóny podzemných dráh, ktoré umožňovali writerskú komunikáciu na celomestskej základni. Táto činnosť sa veľmi rýchlo rozširovala medzi mládežou a neskôr celé toto hnutie dostalo označenie hip-hop graffiti, resp. sa stalo prejavom hip-hop kultúry 70-tych rokov. Hnutie hip-hop zahrňovalo okrem iného rapovú hudbu, DJ, break dance a graffiti ako spôsob vyjadrenia chudobnej, mestskej mládeže. Graffiti art bolo prijaté časťou odbornej verejnosti ako umelecký prejav. Následne sa konalo niekoľko výstav, avšak toto umenie stratilo v prostrediach galérií svoj pôvodný charakter a autentickosť. Prestalo byť atraktívne aj pre svojich tvorcov a to najmä vďaka strate ilegality a s tým spojeným dobrodružstvom, nebezpečím a adrenalínom. Od tohto momentu sa na scéne vytvárajú dva prúdy – pôvodný

agresívny v pouličnej podobe a oficiálny umelecký prístup. V Európe sa začali graffiti objavovať v 70-tych rokoch hlavne zásluhou tlače, obchodníkov s umením a kultovým filmom. „Oldschoolové“ umenie New Yorku bolo obohatené novými prvkami a vznikla „newschool“ graffiti. Zvlášť v Západnom Nemecku sa začali graffiti tešiť veľkej obľube u tunajšej mládeže. Doménou nemeckých, a najmä berlínskych prejavov sa stali, rovnako ako v USA, depá a vlakové súpravy metra, a hlavne Berlínsky múr. Rozdiel medzi európskymi graffitmi a tými zo Spojených štátov spočíva v tom, že nevznikli ako prejav sociálne najslabších vrstiev, ale ako módny trend, len tak z „frajeriny“ dokázať svoju originalitu, individuálnosť a schopnosť vyčleniť sa z davu. Po roku 1989 sa s týmto javom stále častejšie stretávame aj u nás, množstvo pouličných nápisov a obrazov na stenách stále narastá. Frekvencia používania výrazu graffiti si vynútila slovenskú verziu v slovnej podobe grafity. Postoje k tomuto novému fenoménu sú rôzne – od znechutenia cez nevšímavosť až po vyvolanie agresivity. Grafiťáci majú mesto rozdelené na tzv. legálne a ilegálne zóny. V legálnych zónach (v menej frekventovaných častiach) je kontrola polície menej ostrá. Grafity v ilegálnych zónach v centre mesta sa cenia z pohľadu sprejerov vďaka väčšiemu riziku a s tým spojenému adrenalínu vyššie, jednoducho sú pre nich z ich pohľadu cennejšie. Na vytváranie grafitov sa používajú hlavne fixy a spreje. Kreslí sa aj kriedou, rúžom, ceruzkou, guličkovým perom a farbami (olejovými, nitrocelulózovými, akrylovými a pod.) pomocou štetca alebo spreja. Nápisy – kresby, zhotovené


3/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S

Obr. 2 „Vylepšená“ novozrekonštruovaná fasáda historickej budovy v centre mesta Fig. 2 „Improved“ facade of historical building in the centre of the city

pomocou sprejov a fixov, sú vyhotovené rýchlejšie a majú väčšiu životnosť. Fixy sa hodia najmä na hladké povrchy – leštený kameň, drevo, sklo, koženku, plexisklo. Ich náplne obsahujú väčšinou organické farbivo rozpustené v organickom rozpúšťadle. Niektoré nápisy fixami sa dajú odstrániť vodou, niektoré nie. Roztok farbiva môže prenikať i do málo poréznych podkladov, čo sťažuje čistenie. Prenikanie farby do hĺbky zväčšuje aj použitie organických rozpúšťadiel pri čistení. Najčastejší prostriedok vytvárania grafitov sú spreje. Sú použiteľné na akýkoľvek, i veľmi členitý povrch. Vzdialenosťou trysky od povrchu podkladu sa dá meniť šírka línie i sýtosť farby a umožňujú rýchle pokreslenie plochy (aj pomocou šablón). Rýchle zasychajú a dajú sa kúpiť v širokom sortimente odtieňov, sýtosti, lesku a fluorescencie farieb. Farbiacou zložkou sprejov je obyčajne tuhý pigment alebo inertný nosič zafarbený vhodným farbivom. To obmedzuje preniknutie do štruktúry podkladu a uľahčuje odstránenie nápisu. M E TÓ DY O D S T R A Ň O VA N I A Môžeme ich rozdeliť na mechanické a chemické [2]. Medzi mechanické metódy patrí stieranie, odstraňovanie tlakovou vodou, abrazívne metódy a použitie lasera. Stieranie sa hodí na hladké povrchy a farby, ktoré netvoria súvislý film, napr. nápisy kriedou. Použitie prúdu vody pod tlakom sa používa na hladkých i hrubých povrchoch (glazovaná keramika, sklo, hliník, kameň) často ako druhý krok po narušení farieb organickými roz-

púšťadlami. Tento spôsob je účinnejší ako stieranie, je však možné poškodenie čisteného povrchu, prípadne silné zvlhčenie, ak ide o porézny materiál. Abrazívne metódy zahŕňajú čistenie pomocou častíc abrazívneho prášku neseného buď prúdom vzduchu alebo vody. U niektorých typov prístrojov spôsobuje konštrukcia trysky rotačný pohyb abrazíva v prúde nosného média a navyše vibráciu tohto média. Namáhanie povrchu je menšie a týmto spôsobom sa dá aj leštiť. Dá sa využiť na všetkých podkladoch fasád. Laser využíva rozdielne vlastnosti náteru a podkladu. Dajú sa ním odstraňovať kresby farbami, nanášané sprejom alebo štetcom. Táto metóda je veľmi šetrná, ale pomalá a finančne nákladná. Chemické metódy odstraňovania grafitov sú založené na rozrušení farby. Najčastejšie ide o organické rozpúšťadlá alebo ich zmesi, ktoré zmäkčujú farbu. Následne sa odstraňujú mechanicky horúcou alebo tlakovou vodou. M E T Ó DY O C H R A N Y Účinnou ochranou pred grafitmi sú antigrafiové nátery, ktoré zabraňujú prenikaniu farieb do podkladu, prípadne znižujú priľnavosť farby, čím uľahčujú odstránenie kresby. Zároveň však znižujú priepustnosť vodných pár a plynov, takže sa nehodia na ošetrenie budov. Antigrafitový náter tvorí neviditeľný priehľadný film, z ktorého sa grafity dajú opakovane odstraňovať pri relatívne nízkych nákladoch. Nedochádza pritom k porušeniu čisteného povrchu ani k porušeniu samotného ochranného náteru. Antigrafitové nátery tvoria vosky, akrylátové a silikónové polyméry či kopolyméry, polyuretánové alebo epoxidové nátery, fluorované polyméry, či prírodné polysacharidy alebo celulóza. Každý z použitých materiálov má svoje


3/2005

Obr. 3 Bratislavský nový most po „návšteve“ sprejerov Fig. 3 New bridge in the city of Bratislava after visit of sprayers

výhody a nevýhody. Napr. vosk je lacný, umožňuje dýchanie stavby, ale po roku dostane zákal. Pri odstraňovaní antigrafity náteru sa strháva celá vosková vrstva, potom sa musí naniesť nová. Polyuretány sú nevýhodné z hľadiska nízkej priepustnosti difúznych pár, ale vydržia najdlhšie, sú najodolnejšie a odstraňovanie grafitov z nich je najlacnejšie. Ochranné nátery na báze polysacharidov upchajú póry na fasáde, takže farba neprenikne dovnútra, ale celý náter sa musí odstrániť horúcou vodou. Ďalší spôsob ochrany je použitie fólií, ktorých základom je obvykle polyester. Vyrábajú sa vo viacerých verziách, líšiacich sa použitou lepiacou vrstvou. Polyester má uzavretú štruktúru, do ktorej horšie prenikajú farby, ale nehodí sa na zložitejšie povrchy. Nedávno bola vyvinutá špeciálna klasická dekoračná fólia so zabudovanou ochranou pred grafitmi, ktorá sa dá použiť ako náhrada laku. Pre zabezpečenie ochrany budov proti grafitom je potrebné: • odstránenie starých grafitov a iných nečistôt pomocou špeciálnych chemických produktov, ktoré grafity odstránia bez porušenia čisteného povrchu, • dočistenie povrchu, prípadne premaľovanie farebnej omietky v odtieni zhodnom s podkladom, • aplikácia antigrafitového náteru, • následný servis v podobe odstraňovania nových grafitov z už ochráneného povrchu. P R E V E N C I A A L E G I S L AT Í V A Azda najdôležitejšia ochrana pred grafitmi je prevencia – výchova. Aj tá má 21



Literatúra: [1] Tomečková J.: Graffiti ako spôsob (ne)kultúrneho vyžitia, Zborník SAV Bratislava,1999 [2] Kuncová M.: Antigraffiti aneb Pryč s nápisem, Sign 2001, č. 4 [3] AXIOM real Slovensko. www.axiomreal.sk [4] Odstraňování graffiti. www.kaluma.cz. [5] ANTIGRAFFITI. www.degussa.cz. [6] Návrh poslankyne NRSR Kataríny Tóthovej na vydanie zákona, ktorým sa dopĺňa zákon č. 140/1961 Zb. Trestný zákon v znení neskorších predpisov (november 2004)

však svoje úskalia. Odborníci konštatujú, že osvetu je potrebné vykonávať na vysokej profesionálnej úrovni, inak môže byť kontraproduktívna. To isté platí i o druhej stránke výchovy – represii. Počnúc 1. júnom 2005 v SR nadob-

úda účinnosť schválená novela Trestného zákona poslankyne Kataríny Tóthovej, ktorým sa dopĺňa zákon č. 140/1961 Zb. Trestný zákon v znení neskorších predpisov. Táto novela zavádza novú skutkovú podstatu trestného činu a sleduje zámer zvýšiť ochranu vecí pred ich poškodením a znehodnotením postriekaním, pomaľovaním alebo popísaním farbou alebo inou látkou. Novela je motivovaná tým, že doterajšia právna úprava neumožňovala postihovanie uvedených činov adekvátne ich spoločenskej nebezpečnosti a výške spoločenských škôd, a tým nedostatočne odradzovala potenciálnych páchateľov pred páchaním skutkov. Páchateľovi hrozí odňatie slobody až na jeden rok alebo peňažný trest, pri značnej alebo opakovane spôsobenej škode alebo členovi organizovanej skupiny alebo sa škoda spôsobí na veci, ktorá požíva osobitnú ochranu odňatie slobody na šesť mesiacov až tri roky alebo peňažná pokuta.

Z ÁV E R Psychológovia sú názoru, že každý človek na svete chce po sebe zanechať svoj „podpis“ – viditeľný znak, že niečo dokáže, že má vplyv na svet a ľudí okolo seba. Grafit je ich „výtvor“, rukolapný dôkaz ich práce, snov, umenia, že niečo dokážu, že sú jedineční. Tvrdé potláčanie nemá zmysel, vyvoláva protitlak. Lepšie je aktivity sprejerov podchytiť, usmerniť ich tak, aby rozlišovali, kedy a kde sú ich kresby ťažkým vandalizmom, ktorým pripravujú daňových poplatníkov o nemalé finančné prostriedky a kedy môžu esteticky oživiť šedé, fádne plochy niektorých konštrukcií, ktoré im správca vyčlení. Ing. Mária Búciová, PhD. katedra technológie stavieb Stavebná fakulta STU Radlinského 11, 813 68 Bratislava SK e-mail: [email protected] http://www.svf.stuba.sk/kat/TES/index.html

REKONSTRUKCE BETONOVÝCH „NASLOUCHACÍCH VE VELKÉ BRITÁNII Známá naslouchací zrcadla ve Velké Británii, nacházející se v bývalém kamenolomu nedaleko močálů Romney Marshes v Kentu, nedávno prošla počáteční fází konzervačního programu. Byla postavena Královskými inženýry (The Royal Engineers) koncem 20. let minulého století a tvoří je tři rozměrné betonové stavby, dva kulaté talíře o průměru 6 a 9 m a jedna 61 m dlouhá zeď. Zrcadla byla záměrně umístěna na poloostrově Denge, který je orientován k Paříži, protože se předpokládalo, že by se s jejich pomocí dal zaslechnout možný válečný útok. Operátor používal mikrofon a stetoskop, aby zachytil zvukové vlny odrážející se ze zrcadel, a poté mohl spustit alarm. Objev radaru v polovině 30. let naslouchací zrcadla z betonu učinil zbytečnými. Dnes jsou evidovány jako technická památka. V 50. letech koupila pozemek, na němž zrcadla stojí, firma RMC Aggregates a začala zde těžit štěrk. Stavby byly závažně poddolovány a okolo se rozlila velká jezera. Zrcadla byla ponechána na náspu, vrávorala na štěrkovém podloží a podemílaly

22

ZRCADEL“

je vlny z jezer. Menší zrcadlo prasklo a nebezpečně se naklonilo a základy většího byly vystaveny vážnému nebezpečí. Práce stavebního inženýra Camerona Taylora Bedforda (CTB) nezahrnovala jen opravu nakloněných zrcadel. Strategií první fáze konzervačního programu bylo vrácení štěrku na místo kolem zrcadel v drátěných koších (gabionech), oprava opěrné zdi, která byla ve špatném stavu, a velké trhliny táhnoucí se směrem k vrcholu šestimetrového zrcadla. V druhé fázi projektu budou uskutečněny složitější opravy. Náspem na východ a západ od zrcadel budou prokopány kanály, takže se zrcadla ocitnou na ostrově. Návštěvníci k nim budou mít přístup přes otočný můstek. CTB by měl údajně projekt dokončit v létě 2005. Jeho prioritou je mimo jiné úzká spolupráce s britskými ochránci přírody. Z časopisu Concrete for the Construction Industry 3/2005 přeložila Kateřina Jakobcová


3/2005

zkušenost

kvalita Mott MacDonald Ltd. je jedna z nejv!tších sv!tových multi-disciplinárních projektov! inženýrských konzulta"ních spole"ností

Mott MacDonald Praha, s.r.o. je "eská pobo"ka mezinárodní spole"nosti Mott MacDonald Ltd. Naše organizace poskytuje služby v mnoha oblastech inženýrského poradenství a projektového managementu. Jedná se o poradenské služby, zpracování studií ekonomického hodnocení, zpracování a posuzování všech stup#$ projektové dokumentace, %ízení a supervize projekt$. Tyto "innosti zajiš&ujeme v t!chto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodá!ství Životní prost!edí Geodetické práce Gra!cké aplikace Inženýring a konzulta"ní "innost Firma Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. pracuje v systému jakosti dle 'SN EN ISO 9001. Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. Ji%í Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 GSM: +420 724 022 870 www.mottmac.cz, e-mail: [email protected]



STANOVENÍ BARIÉROVÝCH VLASTNOSTÍ SEKUNDÁRNÍ OCHRANY ŽELEZOBETONU ČÁST 1. KARBONATACE BETONU

PROSTŘEDKŮ VŮČI CO2

DETERMINATION OF BARRIER PROPERTIES OF MEANS OF SECONDARY PROTECTION OF REINFORCED CONCRETE FROM CO2 V ÁC L AV P U M P R , J I Ř Í D O H N Á L E K V příspěvku jsou diskutovány základní poznatky o procesu karbonatace železobetonu, vlivy, které rychlost tohoto procesu ovlivňují a jsou odvozeny vztahy pro popis rychlosti tohoto chemického procesu. Dále je stručně popsán nežádoucí vliv poklesu alkality cementového kamene na korozní stav uložené výztuže. This paper seeks to discuss fundamental knowledge about the process of carbonation of concrete, as well as the effects influencing the speed of this process. Relations for the description of the speed of this chemical process are also derived. Further, an undesirable impact of the alkalinity of cement stone on corrosion of the embedded reinforcement is briefly explained. Železobeton se nesporně stal dominujícím konstrukčním materiálem stavební výroby druhé poloviny 20. století. Spojení betonu schopného přenášet tlaková napětí s ocelovými výztužnými vložkami, které zachycují a přenášejí napětí tahová, poskytlo konstruktérům a projektantům materiál umožňující provádět konstrukce, jejichž technická realizace jinými tradičními materiály by byla jen obtížně řešitelná. Prefabrikovaný a zejména monolitický beton navíc umožnil architektům zhmotnit téměř libovolné výtvarné představy. Když se pak k těmto unikátním vlastnostem přidala ještě skutečnost, že uložená výztuž díky alkalické pasivaci nepodléhá korozi, zdálo se, že stavebnictví má k dispozici materiál rozsáhlých možností, který má neomezenou trvanlivost a obejde se prakticky bez údržby. Z těchto představ však byla jak technická, tak netechnická veřejnost rychle vyvedena. Počet konstrukcí, které nedlouho po dokončení vykazovaly více či méně závažné poruchy a poškození, se počal rychle zvyšovat, a to i tam, kde byly konstrukce vystaveny pouze působení atmosféry. Příči24

nou většiny těchto defektů je, jak je ostatně všeobecně známo, koroze výztužných vložek, primárně způsobená karbonatací betonu, tj. reakcí hydroxidu vápenatého obsaženého v cementovém tmelu se vzdušným oxidem uhličitým. Přestože skutečnost, že beton postupně karbonatuje, je známa včetně nežádoucích dopadů na uloženou výztuž prakticky stejně dlouho jako železobeton sám [1], teprve na přelomu 50. a 60. let, tedy v době, kdy nabyly škody na železobetonových konstrukcích již alarmujících rozměrů, vzala technická veřejnost na vědomí, že železobetonové konstrukce je žádoucí vhodným způsobem chránit. Pro dodatečně aplikovaná opatření (nátěry, impregnace apod.) se vžil termín sekundární ochrana. V průběhu doby byla laboratorně i prakticky vyzkoušena velmi pestrá paleta prostředků sekundární ochrany, z nichž se mnohé neosvědčily, mnohé se ukázaly být naopak dobře použitelné. Obecně se však zejména ukázalo, že je prostředky sekundární ochrany nutno ověřovat, stanovovat u nich parametry, na základě kterých by bylo možno prostředky objektivně vybírat, resp. stanovit racionálně technologické podmínky jejich aplikace. Z hlediska ochrany železobetonových konstrukcí patří s ohledem na to, co bylo řečeno výše, mezi stěžejní jakostní ukazatele nesporně odpor, který prostředky sekundární ochrany kladou prostupu CO2. Cílem předkládaného sdělení je ukázat, jaké parametry ovlivňují rychlost karbonatace, jak lze kvantifikovat rychlost tohoto procesu a v neposlední řadě, jaké jsou dopady poklesu alkality na korozní stav výztuže v železobetonových prvcích a konstrukcích. V dalších příspěvcích bude ukázáno, jakým způsobem lze požadavky na prostředky sekundární ochrany kvantifikovat ve smyslu schopnosti brzdit proces karbonatace a ukázat, jakým způsobem je lze měřit.

KOROZNÍ

S TAV V Ý Z T U Ž E

A K A R B O N AT A C E B E T O N U

Cementový beton je vyráběn ze směsi cementu, kameniva, vody a popř. dalších přísad přidávaných v menších množstvích. Cement, resp. jeho pojivé složky – slínkové minerály reagují s vodou, přičemž tento primárně chemický děj je doprovázen vytvářením gelovité a semikrystalické tuhé struktury, tedy dějem fyzikálně-mechanické povahy. Právě hydratovaná cementová kaše propůjčuje betonu mechanickou pevnost a nazývá se cementovým tmelem. Produktem hydratace cementu na bázi portlandského slínku je kromě pestré směsi hydratovaných kalciumsilikátů a kalciumaluminátů i hydroxid vápenatý. Hydroxidu vápenatého – portlanditu se v průběhu hydratace vyděluje až 25 % z celkového množství hydrátů. Díky relativně nízké rozpustnosti vytváří hydroxid v pórovém systému typické krystaly. Rozpustnost portlanditu je za normálních okolností cca 0,16 g ve 100 g vody při 20 °C. To dostačuje k tomu, že vodný roztok v pórovém systému čerstvého betonu je silně zásaditý s hodnotou pH cca 13. V prostředí o této zásaditosti se na povrchu výztužné oceli vytváří pevně ulpívající vrstvička hydroxidů železa, která povrch oceli tzv. pasivuje a chrání před další korozí. Z obr. 1 vyplývá, že v takto pasivovaném stavu se ocel nalézá pouze v prostředí o hodnotě pH přibližně 9,5 až 12,5. Hydroxid vápenatý vstupuje za určitých podmínek vcelku ochotně do reakce s kyselými plyny obsaženými v atmosféře. Bylo experimentálně prokázáno, že krom extrémních případů (jako je chemický průmysl apod.) [3] je neutralizace vyvolána v rozhodující míře reakcí hydroxidu s C02. Reakce může probíhat jak v plynné, tak v kapalné fázi. Průběh reakce v kapalné fázi vede podle následujícího reakčního schématu ke vzniku rozpustného hydrogenuhličitanu vápenatého:


3/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S H2O H2O Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 Tato reakce reprezentuje vlastně korozní proces II. druhu dle Moskvina [4] a má za následek pomalý rozpad cementového tmelu, resp. celého betonu. Reakci v plynné fázi lze schematicky popsat takto:

Obr. 1 Pourbaixův diagram: Závislost korozního stavu oceli na hodnotě pH a elektrodového potenciálu. [2] Fig. 1 Pourbaix diagram – dependence of steel corrosion on pH value and electrodes capacity [2]

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Přeměna hydroxidu na uhličitan vápenatý má za následek postupný pokles pH pórového roztoku. V okamžiku, kdy pH betonu v důsledku těchto neutralizačních reakcí poklesne v okolí výztuže na hodnotu cca 9,5÷9,6, dochází ke ztrátě pasivace a výztuž může začít korodovat podle schématické reakce: 2Fe + 11/2O2 + H2O → Fe2O3 . H2O Vznikající vrstva hydratovaných oxidů železa má přibližně 2,6x větší objem (v literatuře bývá uváděn až 7x větší objem) než je objem výchozí oceli. V betonu se takto generují značné tlaky (tento tzv. krystalizační tlak je experimentálně velmi obtížně měřitelný, v literatuře bývá uváděno, že se jedná o tlaky cca 25 MPa, v jiných pramenech lze najít až 150 MPa), jež vedou k rozpraskání a odlupování krycí vrstvy betonu, což pochopitelně má za následek urychlení celého procesu. Nejsou-li korozní procesy včas podchyceny, dochází k postupnému oslabování výztužných vložek a může dojít k ohrožení statické únosnosti konstrukce. Případné opravy nadměrně poškozených konstrukcí představují mnohdy obtížně řešitelný technický problém a z hlediska ekonomického narůstají náklady s mírou poškození geometrickou řadou. Rychlost karbonatace závisí na několika parametrech, přičemž stěžejními jsou kvalita (pevnost) betonu, ošetření betonu v raných stádiích a v neposlední řadě rychlost karbonatace ovlivňuje relativní vlhkost prostředí i obsah vody v pórovém systému betonu (beton zcela suchý či naopak nasycený vodou karbonatuje velmi pomalu). Přestože byla karbonatace jako taková popsána již na počátku 20. století, kvantifikace tohoto procesu byla formulována až později [5]. Bylo ukázáno, že rychlost procesu vyjádřená jako tloušťka zneutralizované vrstvy lze v závislosti na čase vyjádřit jako: aQ 9b

(1)

kde sc

tloušťka zneutralizované vrstvy [m] K konstanta zahrnující kvalitu betonu apod. [m2/s] t čas [s] Graficky vystihují průběh karbonatace křivky uvedené v obr. 2 [9].

TRANSPORT CO2

BETONEM

A PROSTŘEDKY SEKUNDÁRNÍ OCHRANY

Pro matematický popis transportních procesů CO2 si představme objemový element vzduchu vymezený plochou A a délkou x (viz obr. 3). Jestliže koncentrační spád CO2 je na hranicích objemového elementu c1 – c2, pak množství plynu prošlého plochou A za jednotku času lze vyjádřit následujícím vztahem c −c dn = −DL .A 1 2 .dt (2) ∆x kde n

množství plynu prošlého plochou A [kg] DL difuzní koeficient CO2 ve vzduchu [m2/s] A plocha objemového elementu [m2] c1; c2 koncentrace CO2 na hranicích objemového elementu [kg/m3] x dráha daného koncentračního spádu [m] t čas [s]

Tento vztah je známý jako I. Fickův zákon [6] a ukazuje, že množství plynu prošlého objemovým elementem je dané velikostí plochy, kterou plyn prochází a koncentrací zkoumané plynné látky. Tento tok hmoty, jehož hnacím motorem je vyrovnávání rozdílu v koncentraci zkoumané látky se nazývá difúzí a konstanta úměrnosti DL se označuje jako difúzní koeficient. Za konstantní teploty a tlaku je pro plynné látky difúzní koeficient konstantní a nezávislý na koncentraci zkoumané látky.


3/2005

Obr. 2 Průběh karbonatace v závislosti na čase [9] Fig. 2 Carbonation process depending on time [9]

Úpravou rovnice (2) lze I. Fickův zákon přepsat do podoby: .

J = −D ⋅ . kde J

dc dx

(3)

je hustota toku dané látky [kgm-2s-1]

Přestože striktně vzato platí I. Fickův zákon v této podobě pouze pro fázově homogenní prostředí, v našem případě tedy pro difúzi CO2 ve vzduchu či v pórech vyplněných vzduchem, bylo prokázáno, že ho lze dobře použít i k popisu transportu přes např. tenké polymerní membrány (které tvoří většinu pouObr. 3 Modelové znázornění I. Fickova zákona Fig. 3 Model representation of Ficek‘s Law

25



žitelných prostředků sekundární ochrany) nebo vrstvou betonu. Zde se obvykle jedná o kombinaci několika transportních mechanizmů (viz dále). Upravíme-li nyní rovnici (2) pro popis transportu oxidu uhličitého vrstvou betonu, pak můžeme psát: c1 − c2

dn = D.A

⋅ dt (4) x Koeficient D reprezentuje v tomto případě difúzní koeficient CO2 ve vrstvě betonu. Předpokládejme, že množství oxidu uhličitého pro karbonataci objemového elementu (pro zreagování veškerého přítomného hydroxidu vápenatého) lze vyjádřit jako: dn = a.dV

(5)

množství CO2 potřebné k neutralizaci veškerého hydroxidu vápenatého v objemovém elementu Rovnici (5) lze přepsat do podoby:

kde a

dn = a.A.dx

(6)

Spojením rovnic (4) a (6) a po úpravě dostáváme: c1 − c2

(7) ⋅ dt a Integrací za okrajových podmínek t = 0, x = 0 dostáváme: x .dx = D

x 2 = 2D ⋅

c1 − c2 a

⋅t

(8)

a po odmocnění obou stran rovnice (8) získáváme: x = 2D ⋅

c1 − c2 a

⋅t

(9)

Za stálé teploty a tlaku lze považovat D

za konstantní (viz výše) a za tohoto předpokladu můžeme rovnici (9) upravit do konečné podoby: x = Kt kde K =

(10)

2D c1 − c2

(11)

a

Vztah (10) je empiricky odvozeným „odmocninovým“ zákonem vyjádřeným rovnicí (1). Ze vztahu je patrné, že rychlost postupu neutralizace (karbonatace) je úměrná odmocnině času, přičemž konstanta úměrnosti zahrnuje kvalitu betonu charakterizovanou jednak „difúzním“ koeficientem D (závisí na porovitosti apod.), jednak obsahem hydroxidu a (tato hodnota je odvislá od množství a typu použitého cementu). Konstanta úměrnosti dále zahrnuje koncentrační spád oxidu uhličitého mezi povrchem betonu a zónou (hranicí postupující) karbonatace a relativní vlhkost. Z rovnice (11) vyplývá, že rychlost karbonatace za obvyklých podmínek (tj. kdy koncentrace oxidu uhličitého je daná složením atmosféry) je závislá především na hodnotě difúzního koeficientu CO2 v betonu. Zpomalení průběhu karbonatace lze obecně dosáhnout zvýšením odporu, tj. snížením hodnoty D. Zvýšení odporu je u samotného betonu limitováno řadou okolností, u konstrukcí již postavených je tento parametr vlastně neovlivnitelný. Zastavení nebo lépe řečeno zpomalení karbonatace lze však dosáhnout aplikací dodatečných vrstev, které prostupu CO2 kladou zvýšený odpor, na povrch betonu. Z ÁV Ě RY Ochrana železobetonových konstrukcí reprezentuje ve všech vyspělých zemích aktuální problém, v tuzemsku pak o to naléhavější, že ochrana železobetonu a betonu byla v minulosti zcela podceněna. Předkládaná práce si proto kladla v prvé části za cíl ukázat, jaký je dopad kar-

R = 4,4 m2 KW -1

EXTRÉMNÍ TEPLO

Literatura: [1] Zschokke B.: Über das Rosten der Stahleinlagen im Eisenbeton, Schweizerische Bauzeitung Bd.67 (1916) [2] Pourbaix M.: Atlas d‘équilibres électrochimiques, Paris 1963 [3] Beton + Fertiteil-Technik, 51, 1985, Heft 11, str. 722–729 [4] Moskvin V. M.: Povyšeeniestojkosti betona i železobetona při vozdejstvii agressivnych sred., Moskva, Strojizdat 1975 [5] Nishi T.: RILEM Symposium, Praha 1961 [6] Moor W. J.: Fyzikální chemie (český překlad), SNTL Praha 1972 [7] Bilčík J., Cesnak J.: Poruchy a rekonštrukcie nosných sústav. Životnosť, poruchy a rekonštrukcie betónových a murovaných konštrukcií, JAGA group, Bratislava 1998 [8] Farbe und Lack, 89, 1983, str. 513–518 [9] Luley H.: Instandsetzen von Stahlbetonoberflächen, Beton-Verlag, Düsseldorf, 1989

bonatace železobetonu na korozní stav výztuže a proč je významné proces karbonatace zpomalit např. aplikací dodatečné ochranné bariéry. Pro popis a kvantifikaci chování betonu opatřeného dodatečnou krycí vrstvou (bariérou) se jeví jako užitečné zavést pojem tzv. koeficientu odporu proti difúzi µ. Popis pohybu plynu porézním materiálem a z toho vyplývající definice koeficientu odporu proti difúzi µ bude předmětem 2. pokračování tohoto příspěvku. Ing. Václav Pumpr, CSc. BETOSAN, s. r. o., Na Dolinách 28, 147 00 Praha 4 Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc. Kloknerův ústav ČVUT Šolínova 7, 166 08 Praha 6

Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k.s. 357 44 Vintířov tel.: +420 352 324 444 fax: +420 352 324 499 e-mail: [email protected]

www.liapor.cz banery_168x25.indd 1

26

14.4.2005 15:23:07


3/2005

M A T ESRTI AÁ VL EY B AN Í T EK CO HN NS TO RL UO KGCI E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S

SANACE

VAD PANELOVÝCH DOMŮ REHABILITATION OF PREFABRICATED PANEL BUILDINGS

RE N É RŮŽIČ K A, ALE NA HYN KOVÁ Již řadu let se v naší republice projevují statické poruchy na panelových domech. Příčin vzniku poruch je celá řada. Nekvalitní výroba samotných panelů, neodborná montáž, působení povětrnostních vlivů nebo minimální údržba. Structural defects of prefabricated panel buildings have long appeared in the Czech Republic. There are numerous causes of the faults development. They include bad quality production of prefab panels, unprofessional assembly, climatic effects and/or minimal maintenance. Sanace vad panelových domů lze rozdělit do dvou základních skupin: • nosné konstrukce stěn a stropů • obvodové pláště Z těchto základních skupin v realizacích převažuje sanace vad obvodových plášťů. V Jihočeském kraji převažují ve svém množství dvě konstrukční soustavy: • T06B • PS69/2 Jč Obvodový plášť u KS T06B je vytvořen parapetními panely křemelinovými 1200 x 3600 mm, tloušťky 200 mm, které byly realizovány cca od roku 1970 a panely keramickými 1200 x 3600 mm, tloušťky 300 mm, od roku 1970 dále. Obvodový plášť u KS PS69/Jč je tvořen parapetními panely keramickými 350 mm a sendvičovými betonovými celostěnami. Na jednotlivých typech panelů obvodového pláště se vyskytují statické vady, které mění v době svého vzniku statické hodnoty panelu a snižují jejich schopnost přenášet zatížení na ně kladené z titulu jejich funkce v konstrukci domu. Z průzkumů a posudků lze konstatovat, že rozsah, Obr. 1 Postup tvorby trhliny až ke vzniku závažné statické poruchy Fig. 1 Progression of crack right to the emergence of serious static failure

typ a příčiny vad jsou rozdílné a nelze k jejich posuzování a sanaci přistupovat zjednodušeným obecným způsobem. V A DY

V YSKY TU J ÍC Í SE NA PAN E LEC H

KŘEMELINOVÝCH

Roztržení panelu v celé jeho hmotě a tloušťce – vada je přesně disponovaná v polovině délky panelu. Směr trhliny je svislý. Schéma postupu vzniku a rozvoje trhliny sleduje směr zespodu nahoru. Trhlina v každém stavu svého rozvoje prochází vždy celou tloušťkou panelu. Tato porucha se vyskytuje na 100 % objektů s výskytem do průměru 64 % všech panelů na objektu (obr. 1). Mrazové porušení panelů, zejména v oblastech pod parapety, na hranách styčných spár a ve spodním líci nadpraží. Mrazové porušení je hloubkové v závislosti na stavu fasádní úpravy a plošné do hloubek cca 2 mm. Nechráněná místa vykazují lokální rozpady do hloubky 20 až 50 mm s tvorbou kráterů. Tato vada se vyskytuje na 100 % objektů s výskytem průměrně na 25 % všech panelů na objektu (obr. 2). V A DY

VYSKYTUJÍCÍ SE NA

KE R AM IC KÝC H PAN E LEC H

Trhliny venkovní betonové monierky se vyskytují v poloze vodorovné, svislé, šikmé, mapovité. Trhliny jsou povrchové, zasahující do hloubky až 8 mm (mapovité a šikmé trhliny) až po trhliny na celou tloušťku betonové monierky (vodorovné a svislé trhliny). U těchto trhlin je viditelné zavlhčení okrajů trhliny. Tato vada se vyskytuje na průměrně 62 % objektů s výskytem na 65 % všech panelů na objektu. Trhliny po celém obvodu panelu ve spodním líci, na bočních plochách a na parapetech v poloze mezi venkovní betonovou monierkou a keramickou výplní panelu. U těchto trhlin bylo hloubkovými sondami zjištěno úplné odtržení betonové monierky, která zůstává zavěšena pouze na vnitřních kotvách. Cca na 32 % panelů dochází k vysypávání keramiky z panelu. Tato vada se vyskytuje průměr-


3/2005

ně 61 % objektů s výskytem na 61 % všech panelů objektu. Celostěnové betonové sendvičové panely vykazují vodorovné trhliny na „pilířcích“ kolem oken a v nadpraží. Tyto trhliny neprochází celou tloušťkou panelu, zasahují do hloubky cca 60 mm. Vykazují však prosak korozních zplodin. Tato vada se vyskytuje na průměrně 28 % objektů s výskytem na 65 % všech panelů na objektu. Každá z uvedených základních vad si zasluhuje samostatný rozbor řešení. Je mylným názorem, že tyto statické vady, bez řešení a bez zpětného návratu panelu do jeho původní funkce sanací, lze skrýt zateplovacím systémem nebo pouze omítkou. Neřešení těchto vad je příčinou poruch nových úprav a zateplovacích systémů na domech. ŘEŠENÍ Řešení těchto statických vad systémem Helifix je z hlediska konstrukce panelů a z hlediska návratu k jejich původní statické funkci optimální. Umožňuje minimálním zásahem do konstrukce panelu řešit všechny výše uvedené základní statické závady (obr. 4). Realizace řešení sanace jednotlivých vad je patrná na domě Prachatická č.p. 8, 10 v Českých Budějovicích (obr. 4). Podobným způsobem je v Jihočeském kraji sanována řada domů v obou konstrukčních soustavách. Sanace jsou realizovány od roku 1998, domy jsou prohlíženy a sledovány a k dnešnímu dni se neprojevily žádné nové nebo druhotné vady. Doba sedmi let je pro obecné závěry sice krátká, ale ukazuje již nyní na úspěšnost systému, je-li prováděn zaškolenou a certifikovanou firmou. Z Á K L A D N Í Ř E Š E N Í J E D N OT L I V Ý C H VA D • roztržené křemelinové panely – osazením stahovacích spon HeliBar do tmelu HeliBond MM2, v délce a počtu podle šířky trhliny se zakončením do šikmého vrtu na celou hloubku panelu (obr. 3a)

27



Obr. 2 Odstranění degradovaného betonu kolem trhliny Fig. 2 Removal of degraded concrete around the crack

• trhliny venkovní betonové monierky vodorovné, svislé, šikmé – osazením stahovacích spon HeliBar kolmo na trhlinu do tmelu HeliBond MM2 v délce a počtu podle šířky trhliny se zakončením do kolmého vrtu procházejícího tělem panelu do vnitřní betonové monierky (obr. 3b) • odtržená betonová monierka venkovní celoplošně – osazením kotev CemTies kolmo na venkovní líc panelu na celou tloušťku panelu v počtu podle konkrétní tloušťky trhliny (obr. 3c) Obr. 3 a, b Fig. 3 a, b

Umístění spon kolmo na trhlinu do kombinace drážky a vrtů Placing of ties across the crack to the combination of slot and drill holes

Systém oprav je doplněn injektáží trhlin a „slepením“ roztržených částí panelu z titulu návratu spolupůsobení všech částí vrstev panelu a z titulu zabránění pronikání vody z atmosférických srážek do panelu.

zací provedení stavebně technického průzkumu a zadání prací zaškoleným a certifikovaným odborným firmám. Článek byl lektorován.

a)

Z ÁV Ě R Statické vady panelů obvodových plášťů nelze podceňovat. Jsou závažnou poruchou, která může znehodnotit opravy a zateplovací systémy fasád. Popsaný sanační systém je pro svoji subtilnost, spojenou však s vysokou hodnotou pevnosti v tahu ocelových nerezových stáčených prutů z astenické oceli mimořádně vhodný a po zkušenostech ze sedmiletých realizací i bezporuchový a plně funkční pro návrat statických hodnot panelů. Pro úspěšnost sanace lze doporučit před reali-

b)

a)

René Růžička HELIFIX CZ, s. r. o. Za Viaduktem 429, 400 01 Ústí nad Labem tel./fax: 475 207 964 e-mail: [email protected], www.helifix.cz Dipl. Ing. Alena Hynková, CSc. VYKOS CZ, s. r. o., vývojové a konstrukční studio Vrbenská 547, 370 01 České Budějovice

Obr. 4 a, b Frézování drážek a tvarování výztuže HeliBar Fig. 4 Cutting of slots and shaping of HeliBar reinforcement b)

Obr. 3 c Rastr kotev CemTies Fig. 3 c Raster of CemTies anchors

c)

Rw = 57 dB

EXTRÉMNÍ TICHO

Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k.s. 357 44 Vintířov tel.: +420 352 324 444 fax: +420 352 324 499 e-mail: [email protected]

www.liapor.cz banery_168x25.indd 2

28

14.4.2005 15:23:22


3/2005


STÁRNUTÍ

BETONOVÝCH POVRCHŮ A JEJICH ÚDRŽBA CONCRETE SURFACE AGEING AND ITS MAINTENANCE

JANA MARGOLDOVÁ Článek shrnuje faktory, které ovlivňují stárnutí betonových povrchů a zmiňuje doporučení pro jejich údržbu používaná ve Finsku. Circumstances influencing concrete surface ageing and recommendation for its maintenance are mentioned in the article. Jak již bylo uvedeno v předchozím čísle časopisu, vzhled vnějšího betonového povrchu se jeho stárnutím mění hlavně vlivem usazování prachu, smáčením deštěm a zarůstáním mechem. Znečistění mohou způsobit také úniky vápna a rostliny, které do povrchu zapustí kořeny. Pokud architekt v návrhu se stárnutím povrchových vrstev materiálu počítal, potom patina, kterou povrch stárnutím získává, obvykle nenarušuje požadovaný vzhled. Údržbu betonového povrchu (všech svislých i vodorovných ploch) je nutné plánovat společně s údržbou celého objektu. PR AC H, VÍTR A DÉŠŤ Prach se obvykle dělí na jemný (s velikostí částic do 1 µm) a obyčejný prach (s velikostí částic od 1 µm do cca 1 mm), z kterého je největší část minerálního původu. Nejvíce prachu se usazuje na površích otočených do rušných ulic. Čím výše je povrch vzhledem k ulici, tím méně je prachu ve vzduchu a tím větší je rychlost větru. Prach se shromažďuje na všech plochách, přirozeně nejvíce na vodorovných. Vlhkost povrchu zvyšuje přilnavost prachu. V horní části vysokých domů může silný vítr průčelí dokonce čistit. Vítr, který fouká laminárně nebo víří, způsobuje odlišné usazování prachu (obr. 1 a 2). Oblasti kolem trhlin zůstávají vlhčí déle než ostatní plochy povrchu, a proto jsou trhliny po částečném oschnutí povrchu zřetelnější. Prach se kolem vlhkých trhlin déle usazuje, nepravidelnosti povrchu způsobují jeho víření a časem se tak i na suchém povrchu trhlina stane výraznější. Směr a množství deště záleží na výšce budovy a na šířce okapů. Při promoknutí stěny vystavené dešti lze rozlišovat následující fáze: • voda se vsakuje do betonu

• po nasáknutí části povrchu začíná voda po povrchu stékat • po nasáknutí celé stěny voda volně stéká Povrch nasává vodu tím rychleji, čím je pórovitější. Pravděpodobnost nasávání se zvyšuje se vzrůstající výškou stěny. Pórovitá stěna se nasytí vodou nejpozději po několikahodinovém působení šikmého deště. Čistá stékající dešťová voda povrch vymývá. Pokud je dešťová voda znečistěná usazeninami (např. z balkónů, plochých střech, parapetních plechů), tyto se při stékání usazují v pórech betonu a stopy po stékání zůstanou na stěně patrné i po uschnutí. Často je na průčelích vidět vliv obou (obr. 3 a 4). S U B L I M ÁT Y Alkalický sublimát se usazuje na povrchu z ve vodě rozpustných alkalických solí, které jsou v betonu vždy přítomné. Za příznivých podmínek se při schnutí na povrchu čerstvého betonu vytváří bílá vrstvička. Díky své rozpustnosti ve vodě se alkalický sublimát lehce odstraňuje např. očištěním tlakovou vodou. Tvorbě alkalického sublimátu lze zabránit, či podstatně snížit jeho výskyt, použitím co nejmenšího množství vody při výrobě betonu a udržováním vlhkého povrchu betonu v počáteční fázi jeho tvrdnutí (vlhkost > 65 %) pomocí prostředků vyráběných k tomuto účelu nebo pomocí těsné plastové folie. Studené a větrné počasí zvyšují riziko tvorby sublimátu, stejně jako pórovitý povrch formy. Jak beton stárne a jeho struktura se stává hustší, tvorba sublimátu se snižuje. Vápenný sublimát je uhličitan vápenatý, který vzniká reakcí oxidu uhličitého obsaženého ve vzduchu s hydroxidem vápenatým v betonu. Velké množství vápenného sublimátu se tvoří zejména tehdy, je-li po odstranění formy či bednění ještě nezatvrdlý a pórovitý povrch betonu vystaven vnější vlhkosti (déšť, noční rosa atd.). Voda uvolňuje z ještě pórovité vrstvy betonu hydroxid vápenatý, který okamžitě reaguje s oxidem uhličitým Obr. 2 Vliv rychlosti větru na množství a umístění usazenin Fig. 2 The influence of wind speed in the amount and location of deposit


3/2005

a výsledkem je tvorba sublimátu. Pravděpodobnost tvorby velkého množství vápenného sublimátu je velká tehdy, je-li povrch formy nasákavý, tvrdnutí betonu pomalé, vzduch vlhký a teplota nízká. Výskyt vápenného sublimátu je možné omezit následujícími opatřeními: • omezit nasákavost povrchu formy (z prken nebo překližky) namočením až do bodu nasycení nebo navoskováním tak, aby nepřijímal vodu • povrch betonu ihned po odstranění formy zakrýt plastovou fólií • použít betonovou směs s nízkým poměrem vody a cementu • zejména ve studených podmínkách zajistit rychlé tvrdnutí betonového povrchu volbou rychle tvrdnoucího druhu betonu, tepelnou ochranou při a po betonáži Vápenný sublimát nelze odstranit pouhým omýváním vodou. Jako nejúčinnější způsob se ukázalo omývání směsí vody a písku pod tlakem. Omývat však lze povrch betonu až několik týdnů po betonáži, kdy už je povrch dostatečně tvrdý a hutný, aby se po omytí netvořila nová vrstva sublimátu. Vápenný sublimát se z povrchu opotřebovává také sám, avšak velmi pomalu. Obr. 1 Typické zóny znečištění průčelí Fig. 1 Characteristic areas of facade pollutions

A – častá silná rychlost větru => menší znečištění B – rychlost větru klesá => silnější znečistění C – rostoucí vliv dopravy => zóna nejsilnějšího znečistění

slabý vítr (laminární proudění) => usazování na návětrné straně středně silný nebo silný vítr (víření) => usazování na závětrné straně

výsledkem je prach usazený na celém povrchu

29



Obr. 3a, b Zmoknutím betonový povrch ztmavne Fig. 3a, b Concrete surface gets darker by soaking

vy, protože voda se z nich vlivem větru rozstřikuje na zeď. Čistitelnost povrchů je nutné vzít v úvahu zejména v místech, která jsou nejvíce vystavena znečištění. OCHRANNÉ

P R O S T Ř E D K Y P R OT I

ZNEČISTĚNÍ

Nečistoty jsou nejvíce vidět na světlém povrchu. Znečištění se nedá úplně zabránit, ale je možné škody zmírnit ochrannými prostředky povrchu a vhodnou údržbou. Špinavé pruhy a skvrny po stékající vodě lze omezit vedením dešťové vody okapy a umístěním vývodů okapů dostatečně blízko povrchu země. Není vhodné umístit vývody okapů blízko stěny budo-

Beton je pórovitá látka, proto se voda do něj vsakuje a jeho povrch výrazně ztmavne. Kolísání tmavosti způsobené vlhkostí a také znečištěním povrchu lze zamezit zabráněním vsakování vody do betonu. K tomu je možno použít impregnační prostředky, které výrazně nezmění odstín betonového povrchu oproti neošetřenému povrchu. Životnost ochranných prostředků však není příliš dlouhá a musí být tedy opakovaně obnovovány během životnosti konstrukce. Impregnační prostředky zabraňují kapilárnímu pronikání vody skrz povrchové vrstvy. Povrch betonu se stává hydrofobním bez vytvoření povlaku na povrchu. Nejznámější impregnační prostředky jsou silany, siloxany a silikonové pryskyřice neboli polysiloxany. Vedle jmenovaných jsou užívány i akryláty a teflon. Na betonové povrchy se používají impregnační prostředky určené speciálně pro tento účel, např. silikonáty nejsou vhodné. Odolnost proti alkáliím je u některých impregnačních prostředků omezená, a proto nemohou být použity na povrchu čerstvého betonu. Impregnační prostředky vysušující beton mohou v některých případech zrychlit karbonatizaci. Prostředky obyčejně neobsahují pigmenty, přes to mohou změnit světlost a lesk povrchu. Proto je doporučováno prostředky vždy předem vyzkoušet. P O Ž A D AV K Y

NA KVALITU

OCHRANNÝCH PROSTŘEDKŮ

Základní kvalitativní požadavky, které musí splňovat impregnační prostředky na vnější povrch používané ve Finsku (jejich splnění je kontrolováno dle finských norem): • Propustnost vody a vodní páry: Obr. 4 Povrch průčelí se stopami prachu a deště Fig. 4 Marks of dust and drenching on a facade

30

- prostředek musí snížit vstřebávání vody do povrchu min. o 40 % - poměr množství vypařené vody k množství vstřebané vody je min. 60 % z odpovídajícího poměru u povrchu neopatřeného prostředkem nebo poměr množství vypařené vodní páry k množství vstřebané vody je min. 100 % z odpovídajícího poměru u objektu neopatřeného prostředkem - prostředek nesmí zvýšit drolení betonu vlivem mrazu • Vzhled povrchu opatřeného ochranným prostředkem se nesmí časem zhoršit (např. bělení nebo odlupování) • Prostředek musí zamezit znečištění povrchu a/nebo ulehčit jeho čištění • Prostředek nesmí zvýšit nerovnoměrné zvlhnutí od deště nebo uschnutí povrchu Některé impregnační prostředky mohou být aplikovány nejdříve po 6 měsících od výroby betonu. Při aplikaci je třeba postupovat dle návodů výrobce. P R O S T Ř E D K Y P R OT I G R A F F I T T I Proti graffiti lze použít ochranné prostředky určené k tomuto účelu. Prostředky proti graffiti zabraňují vstřebávání barev použitých na graffiti hlouběji do betonu a potřeba čištění se tím omezuje pouze na povrch betonu. Dobrá čistitelnost povrchu se zakládá buď na tom, že se graffiti dá lehce odstranit z ochranného prostředku, nebo na tom, že se celá ochranná vrstva dá lehce odstranit a obnovit. Jsou vyráběny ochranné prostředky na bázi vosků, sacharidů, akrylátů, polyuretanu nebo epoxidů. Prostředky obyčejně neobsahují pigmenty, ale mohou změnit barvu povrchu. Je doporučováno předem je vyzkoušet. Jako ochrana proti graffitti jsou doporučovány horkou vodou odstranitelné prostředky, které nezvyšují zatížení způsobené povětrnostními vlivy na beton. Graffitti jsou odstraňována z povrchu opatřeného ochranným prostředkem horkou vodou pod tlakem i s ochranným prostředkem. Po čištění je povrch znovu ošetřen. Literatura: [1] BY40 2003 Betonirakenteiden pinnat/luokitusohjeet, Suomen Betoniyhdistys r.y., Helsingisaä 2003

připravila Jana Margoldová


3/2005


ŽELEZOBETONOVÝ

SKELET A MEZIVÁLEČNÁ PRŮMYSLOVÁ ARCHITEKTURA V ČESKOSLOVENSKU REINFORCED CONCRETE SKELETON AND INTER-WAR INDUSTRIAL ARCHITECTURE IN CZECHOSLOVAKIA PETR VORLÍK Průmyslové stavby 19. století představují bezesporu zásadní zlom ve vývoji prostorové koncepce architektury. Přechod od zemědělské společnosti k průmyslové, od manufaktury k velkovýrobě, byl doprovázen potřebou zcela odlišných výrobních objektů; určující podmínkou byla velká nečleněná plocha, vyšší počet podlaží a pochopitelně také rychlost výstavby. Nástrojem a zároveň katalyzátorem celého procesu se stalo především prosazování nových materiálů, skeletu jako primární nosné struktury a v návaznosti i prostorové nebo prvkové „prefabrikace“. Prvenství patří kovovým konstrukcím (litina, ocel, velkoplošné sklo), nicméně jejich zavádění souběžně provázely také první kroky v odhalování možností cementu a betonu, materiálů, které si velmi rychle nacházely neotřesitelné pole působnosti v oblasti inženýrských děl, zakládání a výroby drobných architektonických prvků (dlažby, odlitky aj.). Industrial structures of the 19th century undoubtedly represent a principal turning point in the development of spatial architectural concept. The transition from agricultural to industrial society, from manufacture to mass production was accompanied by a need for totally different production facilities. A large, unstructured area, a higher number of storeys, as well as production speed

became decisive conditions. The whole process was, in the first place, leveraged and catalyzed by introduction of new materials, the skeleton as a primary supporting structure, and spatial or unit “prefabrication“. Metal structures (cast iron, steel, large-area glass) were exploited first. However, their adoption ran parallel to initial steps made in revealing the potential of cement and concrete, materials which quickly found sound application in engineering works, foundation construction and production of small architectural elements (paving, castings, etc.). ŽELEZOBETONOVÝ

SKELET

zejména u rozměrných mnohapodlažních objektů s důrazem na volnou nebo variabilní dispozici (průmysl, obchodní domy, velkotržnice apod.). Proti starším smíšeným konstrukcím výrobních objektů nabízel řadu rozhodujících výhod – vysoká únosnost (rozpony, podlažnost, zatížení), prostorová tuhost a jednolitost konstrukce (dynamické namáhání, bodové zatížení, menší rozsah ztužujících prvků (srv. masivní obvodové zdivo + lehký skelet), prostorově-konstrukční variabilita (složitější části technologie lze snadno začlenit výměnou nebo zesílením a možnost dodatečných dispozičních změn [1, 2]. Fascinujícím přínosem musely být zejména (často pouze

A PR Ů MYSL

První ojedinělé pokusy prosadit železobetonové nosné konstrukce můžeme u nás vystopovat už na konci 19. století. Jedná se ale pouze o drobnější stavby nebo samostatné části konstrukce. U přádelen v Anglii nalezneme počátky kovového skeletu už na konci 18. století. Skutečně plného a efektivního uvedení do praxe se dočkal železobeton teprve na počátku 20. století a rutinního zvládnutí dokonce až po 1. světové válce. Jako základní nosná struktura nalezl železobetonový skelet nejširší odezvu

Obr. 1 Transformační stanice Edison. Praha 1 – Nové Město, 1926–1930 Fig. 1 Edison transforming station. Prague 1 – Nové Město, 1926– 1930

Obr. 2 a, b Nákladové nádraží Žižkov, Praha 3 – Žižkov, 1934–1937 Fig. 2 a, b Žižkov goods station, Prague 3 – Žižkov, 1934–1937

a)


b)

3/2005

31



a)

domnělé) vlastnosti betonu jako materiálu – odolnost vůči mechanickému a chemickému namáhání, povětrnosti, vysokým teplotám, požáru a působení elektrického pole (např. rozvodna Elektrárny ESSO v Tovární ulici v Kolíně od J. Fragnera z let 1929 až 1932 nebo Transformační stanice Edison v Jeruzalémské ulici na Novém Městě v Praze od F. A. Libry z let 1926 až 1930 – obr. 1). Díky těmto přednostem si i přes zřejmé drobné nevýhody (mokrý proces, hmotnost, komplikované zesilování a nahrazování částí konstrukce) získal železobetonový skelet mezi staviteli i stavebníky průmyslových objektů velmi rychle své Obr. 4 ETA, Praha 4 – Nusle, 1924–1926 Fig. 4 ETA, Prague 4 – Nusle, 1924–1926

32

b)

zastánce. Zatímco inženýrské stavby měly výlučnou pozici zejména v získávání zkušeností s konstrukcemi velkých rozpětí, extrémního namáhání a při hledání limitů materiálu, přínos výrobních objektů spočíval především v tom, že poskytovaly zkušenost přenosnou i na ostatní typologické druhy. MEZIVÁLEČ N É V ÝROB N Í OB J E KT Y Železobetonový skelet meziválečných průmyslových staveb vycházel přirozeně nejčastěji z ověřeného, přehledného schématu (srv. patent na železobetonový skelet F. Hennebiqua z roku 1892) – podpora – průvlak – trám – deska (např. servisní budova Aero v továrně letadel v Praze 9 – Vysočanech od J. Freiwalda a J. Böhma z roku 1923). Vedle tohoto v zásadě konvenčního řešení se ale začaly záhy objevovat i variace na téma ploché stropy – pilíře s hřibovými hlavicemi; princip vynucený požadavky maximálního rozponu, extrémního zatížení a výhodného poměru mezi konstrukční a světlou výškou (např. Automobilka Praga v Ocelářské ulici v Praze 8 – Libni od S. Bechyněho a Z. Merze z let 1917 až 1918, jež byla zbourána v roce 2002, nebo Nákladové nádraží Žižkov od K. Caivase a V. Weise z let 1934 až 1937 – obr. 2). Architektura výrobních objektů také nezřídka využívala zkušenost z oblasti inženýrských staveb a velkorozponových konstrukcí, zejména na zastřešení rozměrné technologie (Hala Vodárny a filtrační stanice v Praze 4 – Podolí od A. Engela z let 1923 až 1928 či Spalovna odpadků v Praze 9 – Vysočanech od F. Roitha a F. Faltuse z let 1931 až 1933, zbourána 2003) nebo mimořád-

Obr. 3 a, b Ústřední dílny Elektrických podniků města Plzně, Plzeň 3 – Doudlevce, 1931–1934 Fig. 3 a, b Central workshops of Electrical Enterprises of the Town of Pilsen, Pilsen 3 – Doudlevce, 1931–1934

ně rozlehlých prostor bez vnitřní podpory (např. Ústřední dílny Elektrických podniků města Plzně v Cukrovarské ulici od F. Mlynaříka a S. Smoly z let 1931 až 1934 – Obr. 3). Tyto zpravidla obloukové konstrukce v některých případech výhodně využívaly propojení velkorozponových částí s běžným podlažním skeletem podružných prostor v jeden spolupůsobící celek. Výhody železobetonového skeletu pro průmyslové provozy přesvědčivě dokládá skutečnost, že býval často proveden, místo tradičního lehkého krovu, ve formě železobetonových rámů až do konstrukce mansardové střechy (např. budova ETA v Bartoškově ulici v Praze 4 – Nuslích od Bukovského a Kottlanda z let 1924 až 1926 – obr. 4). Doslova revoluční zvrat znamenala železobetonová stropní, respektive střešní, konstrukce jako neodolatelné vábení uzavřít objekt plochou střechou. „Moderní architektura všech zemí směřuje pomocí nových konstruktivních prostředků k nahražení normálně používané šikmé střechy střechou rovnou. Četné provedené práce a návrhy nejlepších moderních architektů všech zemí vykazují snahu po jednoduché kubické formě a upotřebují rovných střech... Odpor četných řemeslníků proti rovným střechám resultuje nejčastěji z dosavadního provádění dřevocementové krytiny na trámové stropy...


3/2005


a)

Při nových způsobech konstrukce stropů betonových... tato závada odpadá.“ [3] Specifickou skupinou využití železobetonu v organismu průmyslových objektů a areálů byly konstrukce samostatných armatur a technologií, koncipované jako skelet (vodárenské věže), kotvení lehčích konstrukcí (telekomunikace) nebo založené na prostorové tuhosti a klenebném efektu (např. sila Královédvorské cementárny, a. s., v Králově Dvoře u Berouna od K. Skorkovského a K. Wintera z let 1927 až 1928 – viz obr. 5 a Hostivařského parního mlýnu a pekáren v pražské ulici U továren od B. Hybšmana z let 1919 až 1922). Beton nalézal širokého uplatnění i u nenosných částí – na lehké výplně (monierky, okna), vysoce odolné podlahové krytiny a menší prefabrikované prvky. ESTETIKA Estetiku výrobních objektů bezesporu silně předurčuje jejich užitný charakter, Obr. 6 Palác garáží Jaroslava Nováka, Hradec Králové, 1932 Fig. 6 Garage Palace of Jaroslav Novák, Hradec Králové, 1932

b)

důraz na návratnost investice a absence potřeby dodatečně vnesené exkluzivity nebo vypovídací hodnoty (srv. burzy, administrativní budovy). Omezujícím faktorem se naopak stává značný objem a jednolitost budovy, případně charakter pouhého hranolového „obalu“. Navzdory převaze pragmatických podmínek existují i v meziválečné průmyslové architektuře půvabné, formálně bohaté výjimky; nedílnou součástí průmyslových areálů navíc bývaly i administrativní budovy, vzorkovny, dělnické domy, vila ředitele apod., kde byla estetická kritéria a reprezentativní požadavky podstatně vyšší. Pomineme-li jednoúčelové průmyslové stavby, jejichž průčelí bylo zpravidla formováno „zevnitř“, dle uspořádání technologie, a podléhalo proto méně dobovým trendům (např. Továrna na výrobu svářecího plynu firmy Hydroxygen v Praze 5 – Hlubočepích, od F. A. Libry a K. Pelíška z let 1937 až 1939), většina meziválečných výrobních objektů se potýkala se zásadním problémem dokonalého osvětlení pracovního místa, daným velikostí volné nečleněné plochy podlaží (hloubka traktu i objektu, výtěžnost plochy). Tato podmínka přirozeně vedla ke


3/2005

Obr. 5 a, b Královedvorská cementárna, Králův dvůr u Berouna, 1927–1928 Fig. 5 a, b Králův Dvůr cement works, Králův dvůr near Beroun, 1927–1928

snaze maximálně odlehčit průčelí zaváděním mechanického rastru oken, zvětšováním jejich počtu a velikosti; později s nástupem železobetonového skeletu (srv. Pět bodů Le Corbusiera z roku 1926) uplatněním pásového okna (např. Palác garáží Jaroslava Nováka v Hradci Králové na náměstí 5. května od J. Fňouka z roku 1932 – obr. 6, či továrna na výrobu kufrů K. Zejdy v Přerově, Husově ulici, od E. Sonnenschein-Oehlerové a O. Oehlera z let 1936 až 1937) a v krajním případě prosklením průčelí, někdy vymezeným přiznáním nosné struktury (např. Fezko Strakonice v ulici Na dubovci od Č. a L. Prokopa z let 1936 až 1938 nebo Hala E – Ústřední sklad ministerstva pošt Obr. 7 Akciová továrna automobilů Josef Walter, a. s., Praha 5 – Jinonice, 1929 Fig. 7 Joint-stock car factory Josef Walter JSC, Prague 5 – Jinonice, 1929

33

M AT E R I Á LY

A

TECHNOLOGIE

HISTORY

Obr. 8 Veřejné skladiště v holešovickém přístavu, Praha 7 – Holešovice, 1926–1928 Fig. 8 Public storehouse in Holešovice port, Prague 7 – Holešovice, 1926–1928

a telegrafů v Praze 9 – Vysočanech, Kolbenově ulici, od K. Skorkovského z let 1931 až 1932). „Vysoká intensita světla u oken musí býti přenesena nejvyšší možnou měrou do střední části budovy a intensivní jas světla musí býti utlumen. Moderní praxe řešila tento úkol tím, že zvětšovala poměr plochy okenní ku ploše stropu... Během posledních tří desetiletí pozorujeme velké změny, pokud se týče oken průmyslových budov. Kolem r. 1890–1900 typická továrna byla osvětlena dvou i vícedílnými okny, která často zabírala méně než 50 % plochy, jež byla k disposici. Po té byl poměr okenní plochy k volné ploše zdí značně zvětšován, až se stalo zvyklostí, že 80 % volné plochy zdí zabíraly okna... Poslední zdokonalení konstrukcí betonových umožňuje jíti až na hranici stoprocentní...“ [4]. Tento vývoj se pochopitelně neobešel bez tendence výsledný výraz architektonizovat, byť jen v mezích přiměřeně účelného řešení. Motiv přiznaného skeletu byl často rafinovaně rozvedený a obohacený o další souvislosti, například „přiznáním“ náběhů stropů (Akciová továrna automobilů Josef Walter, a. s., v Praze 5 – Jinonicích od A. Šimka z roku 1929 –

34

obr. 7 a Veřejné skladiště v holešovickém přístavu v Praze 7, Jankovcově ulici, od F. Bartoše z let 1926 až 1928 – obr. 8), případně záměrně zdůrazněný do té míry, že se stal znakem průmyslového určení objektu (např. Garáže Pod Slovany na Novém Městě v Praze 2, Trojické ulici, od O. Tyla z let 1929 až 1931) rastr skeletu pouze na vstupním průčelí jako abstraktní pozadí barokního kostela, zatímco ostatní fasády jsou v levnějším provedení jako hladké, omítané s pásovými okny) nebo estetickou hříčkou (např. Garáže Maniny v Praze 7 – Holešovicích, od B. Adámka a F. Čelikovského z let 1926 až 1928 – obr. 9). Rozteče pilířů na fasádě jsou zde podřízeny jednotnému rytmu navzdory tomu, že pak neodpovídají skutečným vnitřním rozponům skeletu. Oblíbeným motivem bylo i logické vyjádření kontrastu mezi odlehčenou, prosklenou hmotou výrobní haly a plnými zdmi komunikací a zázemí (např. Dýhárna Orel, závod na překližky a dýhy, parní pila v Praze 9 – Vysočanech, Poděbradské ulici, z roku 1928). Beton pokládali meziváleční architekti a stavitelé za extrémně odolný materiál, esteticky i funkčně plnohodnotný povrch. Nezřídka ho proto ponechávali na průčelí i v interiéru výrobních objektů jako pohledový (úspory, omyvatelnost…). Pohledový beton se uplatňoval nejenom ve větších plochách (konstrukce), ale i u detailů, kde je s výhodou využí-

Obr. 9 Garáže Maniny, Praha 7 – Holešovice, 1926–1928 Fig. 9 Garages Maniny, Prague 7 – Holešovice, 1926–1928

váno prefabrikace, výroby přesného, levného stavebního prvku ve velkém množství: ostění (např. Státní ústav hydrologický a hydrotechnický v Praze 6 – Dejvicích od F. Bartoše z let 1932 – 1933) a rámy oken, betonové mříže, sklobeton, ozdobné hlavice, římsy, kuželky zábradlí, stojany osvětlení apod. „Betonová okna tohoto systému (pozn.: belgické firmy Cimarmé) byla použita již pro celou řadu rozličných budov továrních, skladišť, remis, hangarů, kanceláří, škol i dělnických příbytků. Velkou výhodou těchto oken jest jejich důkladnost a ohnivzdornost... Tato okna jsou doporučitelna především tam, kde jsou vysazena velkému opotřebování a kde jakýmkoli opravám s ohledem na práci v továrně snažíme se zabrániti (průmyslové stavby, skladiště, nádražní budovy atd.)“ [5]. Výrobní a technologicObr. 10 Administrativní a průmyslové objekty ve Zlíně Fig. 10 Administrative buildings and industrial structures in Zlín


3/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S ké objekty tak lze vnímat jako jedny z prvních staveb, kde je uplatněný „syrový“ beton, bez dodatečného formálního tvarování (můžeme si dokonce položit otázku, zda nebyly přímou inspirací pro poválečný brutalismus). VÝROBNÍ

OBJEKTY, DOBA,

ARCHITEKTI

Téma průmyslového, výrobního objektu poskytovalo platformu, na které bylo možno v nezvyklé míře vyzkoušet provázat vzájemně technické, provozní a estetické řešení, a naplnit tak ideál pokrokové architektury, v tomto případě více než přiléhavé heslo „forma vychází z funkce“. Průmyslová architektura se stala nositelem nové estetiky i koncepčního myšlení a její přísné podmínky, vyvážený poměr funkce – konstrukce – cena – výraz, potenciálním nosným vzorem pro dobové architekty. Stroje a hromadná výroba se v té době staly symboly pokroku (srv. hnutí futurismus nebo Le Corbusierův dům Citrohan, jehož název měl asociovat značku automobilů). Jistě není náhodou, že se fotografie průmyslové architektury staly oblíbeným obrazovým doprovodem dobových článků zabývajících se směřováním moderní architektury a „novou estetikou“ [6, 7, 8]. V souvislosti se stavbou výrobních objektů také zaznívají jména předních osobností české meziválečné architektury (jednalo se o atraktivní, ale i velmi výnosné zakázky); vedle autorů objektů uvedených v realizacích bychom mohli jmenovat řadu dalších: P. Janák, J. Gočár, J. Krejcar, B. Sláma, J. Kříž, O. Novotný, F. Vahala atd. Podstatnou roli v prosazování železobetonových konstrukcí v Československu sehrál také tlak zavedených stavebObr. 11 a, b Zdymadlo v Poděbradech, 1923 Fig. 11 a, b The sluice in Poděbrady, 1923

ních firem: Skorkovský, Pražská stav. a bet. spol.; V. Nekvasil, a. s. Praha; Kapsa & Müller, podnikatelství staveb v Praze apod. Na závěr nelze opominout jeden z nejznámějších příkladů meziválečné (nejenom) průmyslové architektury – Baťův Zlín (obr. 10), kde se železobetonový skelet [9] stal hybnou silou prosperity, základním kamenem nově zakládaných měst, neuvěřitelné rychlosti výstavby a projektování, organizace práce, ale zároveň i symbolem osobní svobody a rovnosti (výrobní, dělnické objekty měly stejný výraz a někdy i dispozice jako administrativní – halové kanceláře, kulturní, školské a jiné budovy. Cílem tohoto textu není oslavovat průmyslové objekty jako jediné nositele pokroku, ale pouze připomenout jejich zásadní iniciační roli a skutečnost, že se jedná o působivou architekturu, která svoji nezaměnitelnou atmosféru získává právě díky tomu, že nechává plně vyznít konstrukcím a materiálům. „Dospělo se jednoty mezi kulturou a civilisací, jež obě vděčí za svůj rozkvět stroji. Jsme svědky zrodu nových forem a skutečností, které nikde v minulosti nemají obdoby (průmyslové umění, železobetonové stavby, auta, aviony, radiotelegrafie, kino, fotografie, linotyp) – a lze tedy hovořiti zde o moderním slohu, jenž se vyznačuje ještě pregnantnější vznešenou uniformitou, než antika nebo gotika... Zatím stavební inženýr ruku v ruce s ostatními technickými vynálezci, pod diktátem účelu, s krajní ekonomií a využitím všech civilisačních vymožeností, sestrojuje z nových, neklasických materiálů (beton, železo, sklo) účelové stavby průmyslové... Vynalézáním nových konstrukcí, nových prostorů, řešením nových půdorysných disposic dospěl skoro bezděčně k nebývalým, zajímavým komposicím hmot, k nádherné plastice geometrických objemů.

a)


Literatura: [1] Bechyně S.: Stavitelství betonové. Česká matice technická, Praha 1934, s. 1–31. [2] Teysler – Kotyška: Technický slovník naučný. Nakladatelé Borský a Šulc, Praha 1927, heslo: „beton“ [3] Mezinárodní dotazník o technické proveditelnosti horizontálních střech a balkonů. Stavba, 1925–6, s. 22 [4] Foog V. R.: Osvětlení amerických průmyslových budov přímým denním světlem. Stavba, 1924–5, s. 5–8 [5] Ondřej S.: Betonová okna. Stavba, 1923, s. 73–78 [6] Le Corbusier: Vers une architecture. 1923 [7] Starý O.: Názory na moderní architekturu. Stavba, 1922, s. 193–206 [8] Teige K.: Konstruktivismus a nová architektura v SSSR. Stavba, 1926–7, s. 19–32 [9] Sehnal A.: O organisaci provádění standardisovaných železobetonových objektů fy Baťa Stavitel, 1927, s. 146–148 [10] Teige K.: K nové architektuře (poznámky na okraj knihy Vers une architecture od Le Corbusier Saugniera). Stavba, 1923, s. 183

Nepopíratelně krásné průmyslové stavby vyvolávají mužnou atmosféru.“ [10] Fotografie současného stavu (barevné): Petr Vorlík. Dobové fotografie: Archiv VPCD Ing. arch. Petr Vorlík Výzkumné centrum průmyslového dědictví ČVUT Pod Juliskou 4, 166 34 Praha 6 tel.: 224 351 858 e-mail: [email protected] http://vcpd.cvut.cz

b)

3/2005

35

FIREMNÍ COMPANY

PREZENTACE P R E S E N TAT I O N

OPLÁŠTĚNÍ

STAVEB

Zdá se, že ve využití Liaporu v pozemním stavitelství došlo k dalšímu posunu. Důkazem toho jsou prefabrikované prvky z lehkého hutného betonu, které se s úspěchem uplatnily na opláštění novostavby kotelny umístěné v areálu Rozvodu tepla „Farářství“ v Hradci Králové, kde bude objekt sloužit jako jeden ze záložních zdrojů tepla pro vytápění města v případě výpadku dodávky tepla z centrálního zdroje. Konstrukčně představuje stavba jednolodní halový objekt s ocelovou nosnou kostrou, řešený jako dvojkloubový rám s nestejně vysokými sloupy. Nosný rám je navržený ze svařovaných I profilů se středovým portálovým ztužidlem a krajními šikmými rámy a s polotuhým kotvením do základové konstrukce. MATER IÁL Investor požadoval, aby obvodový plášť zavěšovaný na ocelovou nosnou konstrukci byl tvořen panely z lehkého tepelně izolačního betonu. Na jejich výrobu měl být původně použit beton MLB 3,5-925, ale po konzultacích s projektantem byl materiál změněn na hutný lehký beton LC 8/9 D1,0 s krychelnou pevností 10 MPa, který při zachování objemové hmotnosti spolehlivě zajistí dostatečnou protikorozní ochranu výztuže, což u lehkého mezerovitého betonu není v daném prostředí možné. Finální úprava fasády objektu bude dokončena v letošním roce obložením oplášťovacích panelů keramickými pásky Klinker. KO M P L E TAC E O P L Á Š T Ě N Í Hmotnost použitých fasádních dílců byla při rozměru 6 x 3 m a tloušťce 200 mm zhruba 3,6 tuny. Díky tomu bylo možné provádět navěšování panelů na ocelovou konstrukci bez speciálních autojeřábů, což se projevilo v úspoře nákladů na montáž i dopravu. K opláštění bylo zapotřebí 46 rovných a 31 obloukových panelů, s hranami opatřenými ocelovými úhelníky. Všechny dílce pro opláštění vyrobil Lias Vintířov, LSM, k. s., a podle požadavků dodavatele stavby a technologických dodávek je dopravoval na stavbu. Při montáži opláštění, která se vzhledem k omezenému prostoru na staveništi prováděla pomocí dvou mobilních jeřábů a montáž-

36

–

DALŠÍ UPLATNĚNÍ

LIAPORBETONU ní plošiny, se postupovalo od spodní řady panelů v obloukové části objektu kotelny. Panely se k nosné ocelové konstrukci přivařovaly pomocí ocelových lemovacích úhelníků a plechových příložek. UPL ATN Ě N Í LIAPOR B ETON Ů Lehké Liaporbetony vykazují oproti normálním betonům nízkou objemovou hmotnost i tepelnou vodivost a naopak vysokou akustickou pohltivost. Lias Vintířov, LSM, k. s., dodává lehké betony v pevnostních třídách LB 2 až LB 60 v objemových hmotnostech 550 až 2 000 kg/m3, a to jak s mezerovitou, tak také hutnou strukturou. Výborné tepelně izolační vlastnosti lehkých Liaporbetonů se uplatňují zejména v oblasti zdicích vibrolisovaných tvarovek, které tvoří kompletní zdicí systém Liatherm, ale i v prefabrikaci. Technicky i ekonomicky jsou zajímavé i aplikace obvodových plášťů z Liaporbetonu u halových průmyslových objektů, kde jsou jednotlivé dílce dodávány již s konečnou povrchovou úpravou. STĚNA , FASÁDA I VRTNÁ PLOŠ INA Výsledky vývoje betonářských technologií v oblasti vysokopevnostních lehkých betonů (LB 30 a výše) dokazují, že jejich nízká objemová hmotnost nemusí být vždy v protikladu s jinou požadovanou vlastností betonu – pevností v tlaku. S jejich aplikací se lze setkat zejména u konstrukčně náročných výškových budov, nebo u inženýrských staveb, např. mostních konstrukcí. Za velmi unikátní, ale průkaznou lze považovat aplikaci vysokopevnostních lehkých Liaporbetonů při stavbě plovoucí vrtné plošiny pro těžbu zemního plynu u norského pobřeží Severního moře. A jsou tu další možnosti – protihlukové zábrany či stěny podél dopravních komunikací, kde se zhodnocují výborné zvukově absorbční schopnosti lehkých Liaporbetonů (protihlukové stěny Liadur), konstrukčně řešené jako dvouvrstvé prefabrikované plošné dílce. Vedle své funkce protihlukové bariéry mohou být díky své mnohotvárnosti i zajímavým architektonickým prvkem v krajině i v detailu. Se stejně zajímavým efektem působí i fasádní oplášťovací prvky z Liaporbetonu, což je patrné z přiložených fotografií. Další informace obsahují firemní www.liapor.cz


3/2005

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

BETON S LEHKOSTÍ TVARU Slovo beton již od dětství vyvolává v každém představu materiálu studeného, těžkého, vlhkého a tvrdého, na druhé straně však pevného a neobyčejně trvanlivého. Lehký keramický beton z Liaporu tyto představy bourá a dává betonu naprosto nové dimenze. Studený povrch se mění v teplý, vlhkost mizí, tíha klesá a tvrdost se mění ve snadnou opracovatelnost. Co je však důležité, základní dobré vlastnosti – pevnost a trvanlivost – zůstávají. Více informací se dozvíte na:

www.liapor.cz Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k.s. 357 44 Vintířov tel.: +420 352 324 444 fax: +420 352 324 499 e-mail: [email protected]


3/2005

37

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

PRETLAČENIE

DOSIEK BEZ ŠMYKOVEJ VÝSTUŽE PUNCHING OF SLABS WITHOUT SHEAR REINFORCEMENT

Ľ U D O V Í T F I L LO , A N D R E J B A R T Ó K , ĽUBOŠ ROJKO Analýza pôsobenia lokálne podopretých stropných dosiek bez šmykovej výstuže predpätých nesúdržnými lanami, resp. vystužených rozptýlenými oceľovými vláknami. Porovnanie výsledkov experimentov s teoretickými modelmi. Analysis of local supported flat slabs behaviour without shear reinforcement prestressed by monostrands and reinforced by steel fibres, respectively. Comparison between test results and theoretical models. Obr. 1 Usporiadanie testu Fig. 1 Test set up

Prijímanie novej európskej legislatívy pre navrhovanie nosných konštrukcií stavieb, tzv. Eurokódov a uplatnenie ich princípov pri navrhovaní lokálne podopretých stropných dosiek, iniciovali porovnávanie teoretických (normových) záverov s experimentami, ktoré sú cestou k pochopeniu prístupov navrhovania a mechanizmu porušenia – pretlačenia dosiek bez šmykovej výstuže. Analyzoval sa vplyv predpínacích nesúdržných výstuží – tzv. monostrandov a vplyv rozptýlenej oceľovej výstuže v betóne – tzv. vláknobetónu na odolnosť stropnej dosky, lokálne podopretej kruhovým stĺpom. Experimentálny program pozostával z troch typov 8-uholníkových dosiek, ktoré boli pretláčané stĺpom kruhového prierezu (obr. 1). Vzorky boli vyro-

`]h\tÈOQ`t[

dh]`YO

bené v prefe ZIPP-Bratislava, spol. s. r. o., Závod Sereď. Predpínaciu výstuž s kotviacou technikou poskytol Doc. Ing. Milan Chandoga, PhD. PR ETL AČ E N I E

Pri lokálne podopretých doskách môžu vznikajúce koncentrované namáhania v oblasti styku podpery a dosky, viesť k „pretlačeniu“ dosky. Tento priestorový stav napätia a deformácie predstavuje kombináciu ohybového a šmykového namáhania. Pri navrhovaní podľa medzného stavu únosnosti sa takéto namáhanie z dôvodov zjednodušenia delí na posúdenie ohybovej a šmykovej odolnosti. Porušenie pretlačením predstavuje zvláštny prípad šmykového namáhania dosiek a potvrdzuje úzku súvislosť medzi navrhovaním na pretlačenie a na šmyk. Pri doske bez šmykovej výstuže nastane po vyčerpaní odolnosti betónu v ťahu porušenie v pretlačení – nad podperou zostane časť dosky typického kužeľovitého resp. ihlanovitého tvaru. ÚČINOK

]QS¤]d{bWOVZ]

DOSKY B EZ ŠMYKOVE J

VÝSTUŽE

P R E D P ÄT I A P R I P R E T L A Č E N Í

DOSKY

Tlaková normálová sila vyvoláva v doske tlakové normálové napätia pôsobiace v jej rovine, ktoré zvyšujú odolnosť dosky v pretlačení aj po vzniku šikmých trhlín tým, že zväčšujú efekt zaklinenia betónových zŕn v trhlinách, čím zvyšujú jej šmy-

VgRÒcZWQYÝZWa

^]RZOVO

Obr. 3 Vzorka - predpätý variant Fig. 3 PC – sample

Obr. 2 Usporiadanie meracích zariadení Fig. 2 Configuration of gaugers >1

Obr. 4 Schématické znázornenie typov vzoriek PC – predpätý betón, RC – železobetón, FRC – vláknobetón Fig. 4 Schematic representation of concrete samples PC – prestressed c., RC – reinforced c., FRC – fibre reinforced c. @1

4 @1

#

38


3/2005

VĚDA SCIENCE

4]`QSY<

AND

A VÝZKUM RESEARCH

!

@ORWtZ\ga[S`

BO\US\QWtZ\ga[S` ' ZO\] ZO\] ZO\]! ZO\]# ZO\]$ ZO\]%

% # !

$Y< "&Y<

' % !(!

"(

"(!

#(

#(!

$(

$(!

%(

%(!

BW[S

Obr. 5 Merané pomerné pretvorenia v oboch smeroch Fig. 5 Measured strains in both directions

kovú odolnosť. K spomenutým priaznivým účinkom možno navyše pridať zdvihový účinok predpínacej výstuže pri jej parabolickom vedení. PRÍSPEVOK ROZPTÝLENEJ VÝSTUŽE V súčasnosti sa používa široká paleta vlákien rôznych materiálov, tvarov a veľkostí. V zásade ich možno rozdeliť na dve základné skupiny v závislosti od očakávaného cieľa, ktorý sa pridaním vlákien sleduje. Na tento účel bolo treba použiť vlákna, ktoré majú dostatočnú pevnosť, vhodný modul pružnosti a dostatočnú schopnosť spolupôsobenia s okolitým betónom. Medzi najčastejšie používané vlákna z tejto skupiny patria oceľové a sklenené vlákna. Azbestové a uhlíkové vlákna, ktoré tiež spĺňajú uvedené fyzikálno-mechanické kritériá sa používajú veľmi obmedzene, a to jednak z dôvodu známych negatívnych vlastností azbestu, resp. vysokej ceny v prípade uhlíkových vlákien. Pri prezentovaObr. 7 Porovnanie rozvoja a šírky trhlín PC – predpätý betón, FRC – vláknobetón, RC – vystužený betón Fig. 7 Comparison of cracks progress and width >1

4 IY
nom experimente sa na zvýšenie ťahovej pevnosti betónu a potlačenie krehkého charakteru porušenia použili vlákna DRAMIX®, 40 kg/m3.

Obr. 6 Predpínacia sila v jednom lane – počas skúšky Fig. 6 Prestress force in one strand – during test

E X P E R I M E N TÁ L N Y P R O G R A M Vzorky sa odlišovali spôsobom vystuženia: • vystužený betón – železobetón RC • vláknobetón – FRC (rozdiel oproti RC: betón s použitím rozptýlenej oceľovej výstuže – DRAMIX RC-80/60-BN, 40 kg/m3) • predpätý betón PC (rozdiel oproti RC: dodatočné predpätie nesúdržnou výstužou, tzv. monostrandami). Zloženie betónovej zmesi bolo rovnaké pre všetky vzorky, betón triedy – C30/ 37. Schéma usporiadania testov a umiestnenie meracích zariadení je naznačená na obr. 1 a 2. Vzorka predpätého betónu je na obr. 3. Počas testov sa merali nasledovné veličiny: • vnášaná sila • zvislé priehyby (presnosť 0,01 mm) • pomerné pretvorenia (stlačenia) betónu na dolnom povrchu dosky tenzometrickými páskami • pomerné pretvorenia (predĺženia) betónu na hornom povrchu dosky príložnými deformmetrami so základňou 200 mm a presnosťou 0,001 mm

• pomerné pretvorenia (predĺženia) oceľových tyčí kotviacich podperný 8-uholníkový rám • rozvoj a šírky trhlín.

4@1

e I[[K

'

4 IY< K

VÝSLEDKY

Porušením vzoriek sa potvrdil jeho krehký charakter. Porušenie nastalo náhle a bolo sprevádzané aj zvukovým efektom. Maximálna vzdialenosť poruchového kužeľa od líca stĺpa sa pohybovala medzi trojnásobkom až štvornásobkom priemernej účinnej výšky dosky. Zlyhanie RC vzorky nastalo pri sile 780 kN. Pri porovnaní návrhových odolností voči pretlačeniu, vypočítaných podľa modelov definovaných v EN 1992-1-1 [2] a STN 73 1201 [1], a experimentálne zísObr. 8 Porovnanie odolnosti a priehybu v strede dosky pre: PC - predpätý betón, FRC vláknobetón, RC – železobetón Fig. 8 Comparision of carrying capacity and deformation in the middle of the slabs: PC – prestress concrete, FRC and RC >1

'

'Y <

&[[

4 @1

'#Y <

@1

4 I Y
%

E X P E R I M E N TÁ L N Y C H

MERANÍ

%&Y <

hI[[K #[[

#[[

4 IY< K

%#

@1 #

#

!

! #

hI[[K

$

#

"

!

eI[[K


#

$

3/2005

$

39

VĚDA


340 mm

2500

330 mm

300 mm

– 1,16 – 1,25 v závislosti od hodnoty uvažovanej ťahovej pevnosti betónu Rbt (priemerná – charakteristická – návrhová). Návrhová hodnota Rbtd, ktorá sa používa pre overenie šmykovej únosnosti v pretlačení, dáva hodnotu súčiniteľa χn = 1,25. Pri modeloch podľa EN 1992 [2] 6.47 je príspevok normálových napätí definovaný ako 0,10 σcp ucr d = 62 [kN]. Priaznivý vplyv normálových napätí je nižší v porovnaní z výsledkami experimentov o 39 %. Z tohto pohľadu môžeme konštatovať, že redukčný koeficient 0,10 (odporúčaná hodnota) je konzervatívna, a hodnota pre overenie šmykovej odolnosti nosníkových dosiek – 0,15 – je bližšie k skutočnosti. Bezpečnosť voči porušeniu, definovaná ako pomer (Vtest – VP) / VRd, bola v prípade predpätých dosiek pre model STN 73 1201 [1] väčšia ako dva (2,03), kým pre model EN 1992-1-1 [2] sa pohybovala okolo 1,95. Pri vzorkách s rozptýlenou výstužou – vláknobetón – nastalo zlyhanie pri silách 950 kN a 955 kN. Charakter porušenia nebol taký, ako v prípade vzoriek z klasického betónu, a nebol sprevádzaný zvukovým efektom (jemné praskanie na úrovni sily > 900 kN). Obvod poruchového kužela mal podstatne menšiu vzdialenosť od líca stĺpa ~ 2d a teda aj dĺžka kritického obvodu bola kratšia. Vlákna tvorili 0,5 % objemu vzorky a ich príspevok k šmykovej odolnosti bol cca 170 kN, čo predstavuje 22 % odolnosti

Obr. 9 Porušenie vzorky z vystuženého betónu – rozvoj trhlín Fig. 9 Failure of RC specimen – crack distribution

kanej odolnosti, bola zistená bezpečnosť voči porušeniu vyššia ako dva. Pri vzorkách dodatočne predpätých nesúdržnou výstužou malo zlyhanie podobne krehký charakter. Sila potrebná na porušenie vzoriek bola 1080 kN a 1090 kN. Príspevok predpätia do únosnosti je možné rozdeliť na dve zložky: Na zdvihový účinok lán určený z ich sklonu v prvku, prechádzajúcich šikmou trhlinou (3,7° a 5,3°) a na príspevok tlakových normálových napätí. Zdvihový účinok lán pri zlyhaní vzoriek dosiahol 204 kN. Príspevok tlakových normálových napätí s veľkosťou cca 1,6 MPa bol 101 kN, čo predstavovalo asi 13 % z únosnosti variantu RC – len vystužený betón bez šmykovej výstuže. Z tejto hodnoty vyplýva, že súčiniteľ vplyvu normálových napätí bol χn ≈ 1,13. Koeficient vypočítaný podľa normového vzťahu [1] 477 sa pohyboval od 1,10 Obr. 11 Prútový - priestorový model vzorky z vystuženého betónu RC Fig. 11 Strut and Tie - 3D model of RC specimen

Obr. 10 Kužel pretlačenia – vzorka z vláknobetónu – rez v osi symetrie Fig. 10 Punching – FRC specimen – section in the axis of symmetry

variantu z vystuženého betónu. Merania naznačujú vysokú efektívnosť vláknobetónu z hľadiska zvýšenia šmykovej odolnosti doskových prvkov v pretlačení. T E O R E T I C K Á A N A LÝ Z A V fib bulletine 12 [4] v kap. 7 je porovnanie mechanických modelov a výsledkov 250-tich testov dosiek bez šmykovej výstuže. Porovnávané sú hodnoty experimentálne zistenej a vypočítanej sily pretlačenia. Pomer Vexp/Vcal je posudzovaný z hľadiska strednej hodnoty, štandardnej odchýlky a variačného koeficientu. Väčšina vzoriek mala hrúbku 80 až 130 mm, stupeň vystuženia ρ = 0,5 až 2, a pevnosť betónu 10 až 45 MPa. Aj z týchto dôvodov sa volili dosky hrúbky 180 mm, betón C30/37, a preveroval sa vplyv predpätia a vláknobetónu. Pre teoretickú analýzu sa používajú rôzne modely. Priestorový prútový model s diagonálnymi betónovými tiahlami – (obr. 11, 12) názorne zviditeľňuje tok síl v doske. Trhliny nie sú jednoznačne definované, ale môžu sa uvažovať v kritériu porušenia ako redukovaná hodnota pevnosti betónu v tlaku. Obr. 12 FEM-model – diagonály – normálové sily v tangenciálnom smere Fig. 12 FEM-model – diagonals – normal forces in tangential direction

"Y<

#

! &

"

& $#

$ $

!$ '#

$

!

!'

& !'

%

#

#

% #

% $

!$ #

%

#"

$

!# #

"&

"Y< &$

&$ '

40

&$ '

# '


3/2005

Z ÁV E RY V príspevku je analyzovaný problém „lokálneho podopretia“ veľkorozponových vystužených a predpätých betónových stropných dosiek bez šmykovej výstuže a porovnanie s odporúčaniami v súvisiacej slovenskej technickej norme STN 73 1201-86 [1] a v spoločnej európskej norme EN 1992-1-1 Design of Concrete Structures [2]. Posudzovala sa rozhodujúca časť lokálne podopretých stropných dosiek – spojenie stĺpa s časťou betónovej dosky, mechanizmus pretlačenia, a to pre dosky vystužené aktívnym predpätím a dosky vystužené rozptýlenými oceľovými vláknami. Matematický model a odporúčania noriem boli porovnané s výsledkami experimentov troch typov 8-uholníkových dosiek rozmeru 2,5 m a hrúbky 180 mm. Overoval sa vplyv nesúdržnej predpínacej výstuže a rozptýlených oceľových vlákien na šmykovú odolnosť – mechanizmus pretlačenia dosky stĺpom kruhového prierezu. Pre porovnanie boli odskúšané rovnaké vzorky bez šmykovej výstuže. Všetky vzorky boli navrhnuté s rovnakým percentom vystuženia pozdĺžnou výstužou (∅R20, as = 125 mm). Realizované experimenty poskytli nové výsledky, ktorými je možno rozšíriť databázu venovanú problematike pretlačenia, výstižne spracovanú vo fib Bulletine 12 [4]. Ide najmä o výsledky vplyvu dodatočného predpätia a rozptýlenej výstuže. Široké uplatnenie lokálne podopretých stropných dosiek, by malo zaručovať ich bezpečnú a bezporuchovú prevádzku. Treba sa však vyvarovať chybám v projektoch či pri realizácii, aby nedochádObr. 13 Porušenie stropu bodovo podopretých dosiek Fig. 13 Flat slab failure

Literatúra: [1] ČSN 73 1201: Navrhování betonových konstrukcí, Vydavatelství ÚNM Praha, 1986 [2] EN 1992-1-1 – Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1: General rules and rules for buildings, Brussels, CEN Central Secretariat, Január 2004, 225 s. [3] Regan P. E., Braestrup M. W.: “Punching shear in reinforced concrete”, CEB BULLETIN D’INFORMATION No 168, Comité Euro-International du Béton (CEB), 1985 [4] fib Bulletin 12: “Punching of structural concrete slabs”, Technical report prepared by the CEB/fib Task Group “Utilisation of concrete tension in design“, Fédération internationale du béton (fib), 2001, 307 s. [5] ČSN 73 1204: “Navrhování betonových deskových konstrukcí působících ve dvou směrech”, Vydavatelství ÚNM Praha, 1986

zalo k totálnemu zlyhaniu konštrukcie (obr. 13). Hoci pri tomto kolapse stropu garáží našťastie neprišlo k stratám na životoch, je treba po preskúmaní medializovať príčiny uvedeného nešťastia, aby sa zabránilo podobným progresívnym zlyhaniam a nenahraditeľným stratám. Prof. Ing. Ľudovít Fillo, PhD. Ing. Andrej Bartók Ing. Ľuboš Rojko Stavebná fakulta STU v Bratislave Radlinského 11, 813 68 Bratislava SK tel.: +421 252 961 749, fax: +421 252 967 027 e-mail: [email protected], e-mail: [email protected] e-mail: [email protected] www.svf.stuba.sk


3/2005

41

VĚDA


PŘEHLED

STAVU POZNÁNÍ O TVORBĚ TRHLIN V BETONU V RANÝCH STADIÍCH A MOŽNOSTECH JEJÍHO OVLIVNĚNÍ STATE OF THE ART REPORT ON CONTROL OF CRACKING IN E A R LY AG E C O N C R E T E Dokončení článku z 2. čísla časopisu A N A LÝ Z A

S M R Š Ť O VÁ N Í A T V O R BY

TRHLIN V BETONU V RANÝCH S TÁ D I Í C H

Analytické modely pro popis vzájemného spolupůsobení dotvarování a smršťování jsou nezbytné, protože metody pro přímé experimentální měření spolupůsobení těchto jevů zatím neexistují. Přestože je deformační chování betonu v raných stádiích neobyčejně složité, dá se simulovat numerickou analýzou, pokud je jeho mechanizmus popsán konzistentním analytickým modelem a jsou forObr. 5 Vývojový diagram numerické analýzy zahrnující smrštění i tvorbu trhlin Fig. 5 Flowchart of numerical analysis of shrinkage – cracking Fáze analýzy Stanovení počátečních podmínek Výpočet rozložení obsahu vody uvnitř prvku průřezu (analýza pohybu vody včetně procesu vysychání) Výpočet poměrného přetvoření od volného smrštění uvnitř prvku Výpočet rozdělení napětí od smrštění v betonovém prvku nejsou-li umožněny objemové změny Analýza trhlin

Popis Modelování hydratační reakce a mikrostruktury, vyjasnění okrajových podmínek Nelineární teorie difúze vody v porézních mediích, kvantifikace vztahu mezi obsahem vody a difúzním koeficientem Stanovení vztahu mezi poměrným přetvořením od smrštění a obsahem vody Charakteristika dotvarování v tahu a modul pružnosti betonu v raných stadiích Podmínky vzniku a rozvoje trhlin a tahové změkčení

malta ocelový prstenec

radiální vysychání

42

mulovány příslušné konstitutivní rovnice. Simulace chování průběhu smršťování pomocí numerické analýzy je neobyčejně důležitá, protože může osvětlit to, jaké faktory mají bezprostřední dopad na vznik a vývoj trhlin při smrštění, a může usnadnit nalezení základních opatření k omezení tvorby a rozvoje trhlin. To je ovšem možné pouze za předpokladu, že analytický model vhodně vyjadřuje skutečný mechanizmus a hodnoty materiálových vlastností použité při analýze se co nejvíce blíží realitě. Na obr 5 je uveden „vývojový“ diagram specifikující požadavky na jednotlivé kroky analýzy chování betonu v raných stádiích s uvážením smršťování a současné tvorby trhlin. Je třeba poznamenat, že teplotní účinky diagram nezahrnuje, a proto pokud analyzujeme betonové prvky, u kterých není možné nárůst hydratačního tepla opomenout, např. z vysokopevnostního betonu, je nutné změny v rozložení teplot a jejich účinky zohlednit změnou materiálových vlastností. Při analýze vzniku a rozvoje trhlin vyvolaných autogenním smršťováním nebo smrštěním v důsledku vysychání, je třeba při posuzování, zda působící napětí vyvolá vznik trhlin, určovat napětí ve vhodných časových intervalech. Nicméně, aby se dala taková napětí vyvolaná smršťováním vypočítat, je především třeba kvantifikovat síly, které je způsobují. Již bylo uvedeno, že tato napětí vznikají následkem omezování betonových prvků volně se deformovat během smršťování. Na druhé straně smršťování je způsobeno vlhkostními gradienty vyvolanými pohybem vody směrem k povrchu. Abychom mohli tato napětí vypočítat, musíme mít přesné znalosti o obsahu vlhkosti působící v různých okamžicích nebo o rychlosti difúze a rozložení vlhkosti v betonovém prvku. Obr. 6 Zkušební vzorek pro stanovení smršŤovacích trhlin omezený ocelovým prstencem (Wittmann a kol. 2002). Fig. 6 Specimen of the ring.restrained shrinkage cracking

V literatuře [3] je popsána analýza tvorby trhlin následkem smrštění od vysychání prováděná na vzorcích tvaru kruhového prstence metodou konečných prvků (obr. 6). Cílem studie bylo prozkoumat vliv materiálových vlastností na chování betonu během smršťování. První analýzy zaměřené na působení difúze vodních par na tvorbu a růst trhlin ukázaly, že difúzní koeficient betonu hraje významnou roli při tvorbě trhlin. Obr. 7 ukazuje, že čím vyšší je rychlost vodního výparu z betonu, tím dříve se začnou tvořit trhlinky a tím větší je jejich šířka. Později byl zkoumán vliv na vlhkosti závislého koeficientu smršťování α(h), určeného jako první derivace výsledné křivky s ohledem na potenciál vlhkosti h, a to ve vztahu k riziku vzniku trhlin (5).

A V

RE d V RV

(5)

Obr. 8 ukazuje, že čím je beton sušší, tím větší je poměrné přetvoření od smrštění. To také demonstruje, viz maximální amplituda α0, že nejvyšší hodnota koeficientu deformace od smrštění α(h), podstatně ovlivnila chování při smrštění a tvorbě trhlin. Koeficient deformace od smrštění α(h), byl stanoven pro dvě úrovně amplitudy (α0 a α0/2) a modul pružnosti E byl uvažován ve třech různých hodnotách (15, 25 a 35 GPa). Se zvyšováním modulu pružnosti docházelo snadněji k tvorbě trhlin a zvyšovala se také rychlost rozevírání jejich šířky. Tato tendence se dokonce projevovala silněji, pokud byla hodnota α(h) nastavena na nižší amplitudu α0/2. Kromě toho bylo zjištěno, že změna odporu proti tvorbě trhlin (křivka tahového změkčení a lomová energie GF) zpozdila tvorbu viditelných trhlin a omezila tendenci ke zvětšování jejich šířky. Navíc se prokázalo, že tvorba viditelných trhlin se dá relativně řídit zvýšením hodnoty GF (obr. 9). Z řady analýz provedených za použití modelů lomové mechaniky byl vyvozen důležitý závěr: tahová pevnost betonu ovlivňovala tvorbu mikrotrhlin, ale měla jen malý dopad na následný růst šířky trh-


3/2005

VĚDA

NEJNOVĚJŠÍ

P O Z N AT K Y O Z K O U Š E N Í

T V O R BY T R H L I N V B E T O N U V R A N Ý C H S TÁ D I Í C H N Á S L E D K E M SM RŠŤOVÁN Í

Obecně můžeme zkoušky betonu v raných stádiích rozdělit na čtyři typy podle jejich účelu: • zkoušení hodnot fyzikálních vlastností; • zkoušky chování testované konstrukce či prvků ve skutečných podmínkách; • zkoušky k získání relativního srovnání vlastností a chování; • zkoušky k řízení kvality a kontroly. Z toho vyplývá, že výběr zkušební metody závisí na účelu testování. V Japonsku se při sledování tvorby trhlin v betonu od smrštění nejběžněji používá „Zkušební metoda pro sledování tvorby trhlin od smrštění následkem vysychání betonu s omezením objemových změn“, označena jako JIS-A-1151 podle Japonské průmyslové normy. K měře-


3/2005

Rozevření trhlin [mm] Vlhkost [-]

Doba vysychání [dny] Rozevření trhlin [mm]

ní napětí vyvolaného objemovými změnami v důsledku autogenního smrštění, což je parametr, vyžadovaný k prognóze počátku tvorby trhlin ve vysokopevnostním betonu, je užívána revidovaná zkušební metoda „Návrh metody pro zkoušky napětí při autogenním smršťování betonu“. Obě zmíněné metody jsou jednoosého typu s omezením deformace. V první metodě je používáno ocelové bednění k bránění průběhu objemových změn zvnějšku („zkouška s bedněním“). Druhá metoda naopak užívá deformované pruty procházející středem betonového vzorku, které brání objemovým změnám uvnitř („zkouška s armaturou“). První metoda ve skutečnosti umožňuje měřit průměrné tahové napětí působící na průřez prvku, protože napětí vznikající v důsledku bránění objemovým změnám je měřeno příložným tenzometrem na straně rovnoběžné s formou. U druhé metody je naopak sledován rozdíl mezi poměrným přetvořením v blízkosti armatury, ke které je připevněn tenzometr, a přetvořením na hraně vzorku – na řezu prvkem se vytvoří gradient přetvoření. Vyhodnocení napětí při omezení objemových změn na základě měřených přetvoření poblíž výztuže jako působícího průměrného tahového napětí na průřezu tak může vést k velké chybě [3]. Obě zkušební metody jsou navrženy tak, aby umožnily relativní srovnání odolnosti betonu k tvorbě trhlin, ale neumožňují získat hodnoty fyzikálních vlastností. Jak už jsme se zmínili, fyzikální vlastnosti vzorku procházejí s věkem značnými změnami v souladu s postupem vysychání a hydratace a současně dochází k nárůstu deformací způsobenému dotvarováním a relaxací. Proto se stále mění úroveň omezení objemových změn a nedá se přesně rozlišit napětí vznikající v důsledku tohoto omezení a následkem probíhajícího smršťování. „Metoda rámu“ vyvinutá v Německu v šedesátých letech minulého století k měření tepelného napětí je používána ke kontrole tvorby trhlin v betonu v raných stádiích, zvláště trhlin vzniklých vlivem změn teplotního pole. Přestože je sledovaný prvek upnutý v tuhém ocelovém rámu, míra omezení je mno-

A VÝZKUM RESEARCH

Vlhkost [-]

Doba vysychání [dny] Rozevření trhlin [mm]

Obr. 7 Difúze vodních par a šíření trhlin [3] Fig. 7 Water diffusion and crack propagation

Koeficient smrštění (10–3)

lin, tj. tvorbu a růst trhlin. Z této analytické práce vyplynul důležitý poznatek, že udržování vysoké rychlosti výparu vody a s ním spojené deformace od smrštění představují nejefektivnější způsob řízení průběhu smršťování. Ještě účinněji se toho dá dosáhnout, jestliže odolnost proti tvorbě trhlin zůstane co nejvyšší a tuhost co nejnižší. Proniknutí do podstaty věci poskytlo užitečné tipy pro kontrolu a řízení tvorby trhlin vyvolané smršťováním betonu v raných stádiích a vedlo k vybudování teoretického a analytického základu, který podporuje nedávný experimentální výzkum a optimalizuje nově vyvinuté postupy. Např. přísada redukující smrštění a/nebo rozpínavá přísada může pomoci omezit růst deformace od smrštění a přidáním vlhkého, lehkého kameniva do vysokopevnostního betonu lze omezit rychlost vodního výparu [3]. Rovněž přidání vláken do betonu může zlepšit jeho odolnost proti tvorbě trhlin a může pomoci kontrolovat jejich růst a rozevírání [17]. Proto jsou analytické metody zcela nezbytné k dosažení optimálního zpomalení rychlosti smršťování pomocí volby parametrů betonové směsi, jejího složení, včetně různých typů cementu, přísad a příměsí. Jsou také potřebné pro odhad vlivu změn velikosti prvků na průběh smršťování, tvorby trhlin a vzniku „nových spár” v místech trhlin na zmenšení míry omezení posunu konstrukce/prvku.

AND

Difúzní koeficient [cm2/d]

SCIENCE

Vlhkost [-]

Doba vysychání [dny]

Obr. 8 Koeficient smrštění a šíření trhlin [3] Fig. 8 Shrinkage coefficien and arack propagation Obr. 9 Strain softening a růst trhlin [3] Fig. 9 Strain softening and crack propagation

hem menší než 100 %. Omezující sílu měří tenzometry připevněné k rámu. I v Německu [18] byl tento rám zdokonalován tak, aby poskytoval 100% omezení. V novém rámu (obr. 10) označovaném jako Temperature-Stress Testing Maschine (TSTM) byl k „volnému“ konci prvku připojen ovladač k regulaci vzdálenosti mezi kontrolními značkami uprostřed vzorků o stejném průřezu, aby udržoval vzdálenost konstantní [4]. Pomocí deformačních snímačů byla prováděna měření délky prutů z uhlíkových vláken připevněných po obou stranách sledovaného prvku. Byly vyvíjeny i další zkušební přístroje založené na rámu s pohyblivým upevněním konců vzorků zvláště ke zkoušení betonu v raných stádiích. Bylo nalezeno jiné řešení řízení úrovně omezení [17, 19] tak, že sevřel konce vzorku uvnitř omezujícího rámu s jedním pohyblivým koncem připoutaným k zařízení na stlačený vzduch. Zkušební lavice ke zkoušení vzniku a rozvoje trhlin byla pro betonáž prvku uložena 43

VĚDA


1

Vzorek: průřez 150 x 150, délka 1500 mm 2 „Volný“ konec vzorku 3 Upevněný konec vzorku 4 Krokový motor: přesnost posunu 1 µm 5 Měření zatížení 6a Měření pohybu konce vzorku 6b Měření délky pomocí prutů z uhlíkových vláken 7 Forma s ohřívacím/chladícím systémem 8 PC k řízení a zaznamenávání 9 Kryostat na ohřívání/chlazení formy

Celkové poměrné přetvoření

Obr. 10 Schéma zkušebního stroje na měření teploty a napětí (Springenschmid a kol. 1994) Fig. 10 Outline of TSTM apparatus

Pružné přetvoření εlimitní

Čas a) Celková deformace prvku

Napětí

Teoretické napětí od stálého plného omezení vzorku

Přírůstky zatížení b) Vnesené napětí

Čas

Obr. 11 Princip měření poměrného přetvoření od smrštění Fig. 11 Principle of the discretized restrained shrinkage test Obr. 12 Změny v napětí od smrštění dle úrovně omezení Fig. 12 Changes in shrinkage stress according to restraint revels

Napětí [N/mm2]

Stupeň omezení 1,0 Stupeň omezení 0,5 Stupeň omezení 0,2

Portlandský cement Stáří [dny]

44

vodorovně a po odstranění bednění otočena svisle. Byly použity dva stejné vzorky, z nichž jeden byl omezen a druhý byl ponechán volně, aby se mohl smršťovat. Takové nastavení zkoušky mělo umožnit, aby napětí vyvolané omezenou deformací bylo zaznamenáno, zatímco probíhá měření přetvoření druhého vzorku, ponechaného volně se smršťovat. Údaje o dotvarování je také možné získat, pokud jsou současně zaznamenávána přetvoření v důsledku volného smršťování ve vzorku se stejným poměrem směsi. Možným nedostatkem tohoto návrhu zkoušky je skutečnost, že zkouška je prováděna ve svislé poloze, což způsobuje, že k přetržení dojde v horní části vzorku následkem vlivu jeho vlastní váhy. Později bylo navržení zkoušky modifikováno [20] tak, aby se mohla provádět ve vodorovné poloze. Posun volného konce byl sledován a opakovaně manuálně přizpůsoben úpravou zatížení způsobujícího ve vzorku osový tah. Pro zdokonalení přesnosti měření byl vyvinut systém řízení počítačem s uzavřenou smyčkou [21]. S růstem smrštění k dané úrovni přetvoření je vzorek tažen silou tak, že se přetvoření vrátí na nulovou hodnotu (obr. 11a). Při každém kroku, kdy se proces opakuje, je napětí potřebné k výrazné deformaci zaznamenáno a vyneseno do grafu korelace času a napětí k získání historie vývoje napětí od smrštění (obr. 11b). Podobné zkušební metody, znovu postupně nastavující přetvoření na nulu, jsou označovány jako „Discretized restrained shrinkage“(DRS) testing [22]. Díky tomuto vývoji byla získána cenná experimentální data o vlivu jednotlivých materiálů, poměrech směsi a stupni omezení na vývoj napětí od smrštění. Obr. 11 ukazuje základní koncepci řízení přetvoření od smrštění přijatou pro tyto zkušební metody. Obr. 12 ukazuje příklad výsledků zkoušek autogenního smrštění u betonu v raných stádiích pomocí popsané metody stoprocentní kontroly přetvoření. Ukazuje se, že růstová tendence napětí od smršťování je do značné míry ovlivněna úrovní omezení. V případě běžných zkušebních metod zaměřených na testování dotvarování, se přetvoření od dotvarování podle zkušeností zmenšuje v souladu s poklesem poměru vody a cementu. Nicméně při zkouškách DRS betonu v raných stádiích funguje spíše mechaniz-

mus relaxace než dotvarování. V každém případě některé výzkumy zdůrazňují, že je nutné zkoumat vlastnosti dotvarování betonu v raných stádiích a nepřihlížet při tom ke znalostem o betonu, který ukončil hydratační proces, jichž už bylo shromážděno dosavadním výzkumem velké množství [22]. KRITÉRIA

P O Č ÁT K U S M R Š Ť O V Á N Í

A T V O R BY T R H L I N

Jakmile jsme schopni předpovědět napětí vyvolané smršťováním, které je důsledkem vysychání, nebo přetvořením od autogenního smršťování, potřebujeme určitá kritéria, abychom mohli posoudit, zda vzniklé napětí povede ke vzniku trhlin. Obr. 5 naznačuje obecné požadavky na kritéria pro vznik trhlin, nicméně zatím nebylo žádné obecně přijato. V současné době je jeho nalezení již reálné díky pokroku v oblasti přesnosti hodnotících postupů fyzikálních vlastností, jako jsou např. zkoušky TSTM a DRS, a také v oblasti analytických metod zaměřených na vysoce nelineárních chování při deformacích od smršťování. Dva alternativní přístupy ke stanovení kritérií pro vznik trhlin, navržené v nedávné době, si zaslouží zmínku. Porovnání výsledků zkoušek tvorby trhlin během smršťování a přímé tahové zkoušky pomocí TSTM ukázalo [23], že tahová napětí v době iniciace vzniku trhlin jsou přibližně na úrovni 75 % pevnosti v příčném tahu bez ohledu na rozdíly mezi dvěma druhy použitého cementu (čtyři různé poměry směsi) a na stupni hydratace betonů. Dále uvedli, že jednoosá tahová pevnost vzorku ve tvaru štíhlého kvádru, který byl při testování použit, byla asi 88 % pevnosti v příčném tahu. Na základě těchto výsledků a uvážíme-li jak tahovou pevnost, tak tahové napětí vzorků smršťujících se zkušebních těles popsaných normálním rozdělením, je variační koeficient V, který je poměrem standardní odchylky σ a průměrné hodnoty µ, považován za rovný 10 % pnutí vzniklého smršťováním a 8 % příčné tahové pevnosti. Uvažujeme-li R – S = Z, kde R je příčná tahová pevnost a S je napětí vzniklé při smršťování, pravděpodobnost poruchy (vzniku trhliny) Pf je dána vztahem (6) Pf {Z < 0} = Pf {–β}

(6)

kde β je index bezpečnosti daný vztahem (7)


3/2005

VĚDA

G

@QVO` M @ $" S AQVO` M A $"S

(8)

$"D@

M @ $"DA M A Proto je koeficient bezpečnosti γ betonu v raných stádiích při namáhání tahem dán vztahem (9)

G

TQVO` %# T Qb[a^Z $"DT (9) S QVO` S $"DS

metrická studie a bylo dokázáno, že kritéria vzniku trhlin by měla být vyjádřena trojrozměrnými funkcemi [24]. Parametry jsou koeficient napětí od smršťování α(h), lomová energie GF a modul pružnosti E (obr. 14). Pokud předem provedeme zkoušky, abychom získali uvedené tři materiálové vlastnosti betonu, který má být použit, můžeme stanovit počátek vzniku trhlin. Zjistí-li se, že se beton nachází v oblasti počátku vzniku trhlin, musí být v návrhu materiálu provedeny příslušné změny, aby se materiál dostal mimo tuto oblast (obr. 15). INTELIGENTNÍ

kde fctmspl je průměrná hodnota pevnosti v příčném tahu a hodnota 0,75 fctmspl je považována za kritérium pevnosti, což odpovídá výše uvedenému empirickému pozorování, že průměrné napětí v době iniciace vzniku trhlin od smršťování je 75 % pevnosti v příčném tahu. Výraz σ představuje průměrnou hodnotu napětí od smrštění. Přípustný poměr napětí η, který odpovídá koeficientu bezpečnosti γ, je dán vztahem (10)

H

%# $"DT

S TQb[a^Z G $"DS

(10)

Grafy na obr. 13 ukazují vztahy mezi koeficientem bezpečnosti γ, pravděpodobností poruchy Pf a přípustným poměrem napětí η. Grafy umožňují určit povolený poměr napětí η, odpovídající pravděpodobnosti počátku vzniku trhlin Pf, která představuje návrhový požadavek na chování konstrukce. Přípustné hodnoty η je též možné srovnávat s hodnotami získanými numerickou analýzou napětí od smršťováním pro daný prvek. Pokud je hodnota odhadovaná při analýze větší než přípustná hodnota η, potom je pravděpodobnost počátku vzniku trhlin vyšší než předem určená hodnota, a proto je nutné provést změny a snížit tak nebezpečí růstu napětí od smršťování. Podobně byl použit již dříve zmíněný vzorek s omezujícím kruhovým prstencem (obr. 6), byla provedena para-

Variační koeficient V

Pravděpodobnost porušení Pf [–]

Přípustný poměr mezi napětím a pevností η [–]

Mo

dul pr

už n ost i

[GP a] Střední hodnota koeficientu smršťování

A tak když předpokládáme mez spolehlivosti 5 % a zavedeme koeficient bezpečnosti γ, definovaný jako poměr mezi charakteristickými hodnotami pevnosti Rchar a napětí Schar, což je běžný postup při řešení inženýrských úloh, dostaneme rovnici (8)

Obr. 13 Návrhový graf znázorňující přípustný poměr mezi napětím a pevností, faktor bezpečnosti a pravděpodobnost porušení [3] Fig. 13 Design graph for the allowable stress/strenth ratio, safety factor a probability of fracture

A VÝZKUM RESEARCH

Vznik trhlin

Bez trhlin

M AT E R I Á LY

ZABRAŇUJÍCÍ TVORBĚ TRHLIN

[N/m] nergie e á v o Lom

NÁSLE DKE M SM RŠŤOVÁN Í

V tomto desetiletí došlo v mnoha oblastech včetně stavebního inženýrství k výraznému vývoji inteligentních materiálů. Volně lze inteligentní materiály definovat jako materiály vybavené funkcemi, např. vnímání (detekce přítomnosti látky či problému), zpracování (rozhodování o tom, jaká opatření podniknout a/nebo kdy je podniknout) a spouštění (nastartování plánovaných úkonů). Podle této koncepce byly navrženy betonové kompozitní materiály, které mají samočinně kontrolovat problémy spojené se smršťováním a zabránit tvorbě trhlin v betonu v raných stádiích. „Inteligentní” beton [3] byl vyvinut ke kontrole hydratačního tepla, aby zabránil problémům se vznikem trhlin od změn teploty (obr. 16). Do směsi betonu byla přimísena parafínová mikrokapsle obsahující prostředek ke zpoždění hydratace. Jakmile teplota betonu stoupne na jistou hodnotu, určenou typem použitého parafínu s různou teplotou tavení, mikrokapsle se roztaví a uvolní retardační hydratační činidlo. Tak lze udržovat teplotu betonu pod určitou hodnotou a je možné omezit tepelné pnutí. Tento nový materiál prokázal svou účinnost při udržování teploty pod stanovenou úrovní vhodnou pro ustálenou hydrataci a ke zmírňování rychlého vzrůstu a poklesu teploty v betonu. Je třeba si všimnout, že výsledek je naprosto odlišný od postupů, při


3/2005

Vznik trhlin

Bez trhlin

Konečné smrštění

(7)

AND

Konečné smrštění

M h M @ MA Sh S@ S @

Střední hodnota koeficientu smršťování

B

Faktor bezpečnosti [–]

SCIENCE

Lomová energie [N/m]

Obr. 14 Riziko tvorby trhlin jako funkce lomové energie, koeficientu smršťování a modulu pružnosti [3] Fig. 14 Risk of crack formation as a function of fracture energy, coefficient of shrinkage and Young’s modulus Obr. 15 Řízení tvorby trhlin pomocí návrhu materiálů [24] Fig. 15 Crack control by material design

kterých jsou retardační hydratační příměsi přímo zavedeny do směsi. Hydratační teplo se sníží v závislosti na velikosti konstrukčního prvku, nicméně teplotní gradienty mohou stále růst od jádra k povrchu. Výsledky experimentů, při kterých byla užita zmíněná technologie řízení, doka45

VĚDA


Beton Retardační hydratační prostředek Kapsle Kapsle detekuje hydratační teplo (vnímání)

Kapsle se taví při navržené teplotě (zpracování)

Kapsle uvolňuje retardační hydratační prostředek ke zpoždění hydratačního procesu (spouštění)

Obr. 16 Schematický popis mechanizmu inteligentního betonu Fif. 16 Schematic description of the smart concrete mechanism

zují, že je využitelná v praxi technologie betonu. Byla také navržena směs mikrokapslí vytvořených z různých druhů parafínu, jejichž teplota tavení se může různit. Tak by bylo možné detailněji řídit rostoucí a klesající teplotu. V současné době navržená studie zkoumající účinek použití směsi mikrokapslí s rozličnými teplotami tavení probíhá. Byl zkoumán i vývoj jiného nového materiálu, který získal chemickými zásahy do hydratačního procesu, což naznačuje slibné možnosti v oblasti kontroly smršťování následkem vysychání [25]. Tato koncepce je založena na úpravě betonových kompozitů přidáním ve vodě rozpustných chemických látek během mísení proto, aby se snížil vodní výpar při volném vysychání betonu na vzduchu. Tímto způsobem by se samočinně ošetřující se beton mohl obejít bez vnějšího ošetřování. Bylo zkoušeno šest různých chemických látek. Pět z nich byly syntetické ve vodě rozpustné polymery a jedna byla přírodní chemická látka. Testy ukázaly, že některé chemické látky mají pozitivní samočinně ošetřovací účinek. Tento výzkum byl prováděn na obyčejném betonu. Tato koncepce si jistě zaslouží další zkoumání, aby se určila její aplikovatelnost na vysokohodnotné betony. Další výzkum [26] byl zaměřen na vliv mikrostruktury na fyzikální vlastnosti samočinně se ošetřujícího betonu. Na vzorcích z nového materiálu byly provedeny standardní tla46

Literatura: [17] Paillere A. M., Serrano J. J.: Effect of fiber addition on the autogenous shrinkage of silica fume concrete, ACI Material Journal, 86 (2), 139–144, 1989 [18] Springenschmid R., Gierlinger E., Kernozycki W.: Thermal stress in mass concrete: a new testing method and the influence of different cements, Proc. of 15th Internat. congress for large dam, Lausanne 1985, R4, 57–72 [19] Paillere A. M., Serrano J. J.: Appareil d’etude de la fissuration di beton, Bull. Liaison Labo. P et Ch., 83, 29–38, 1976 [20] BloomR., Bentur A.: Free and restrained shrinkage of normal and high-strength concrete, ACI Material Journal, 92 (2), 211–217, 1995 [21] Kovler K.: Testing system for determining the mechanical behaviour of early-age concrete under restrained and free uniaxial shrinkage, Materials and Structures, 27 (170), 324-330, 1994 [22] BissonnetteB., Marchand J., Charron J. P., Delagrave A., Barcelo L.: Early age behavior of cement-based materials, in Materials Science of

kové zkoušky i testy počáteční povrchové absorpce. Výsledky naznačují, že chemické látky působí v mikrostruktuře určité změny a že nový materiál vykazuje značné zlepšení kvality povrchu a pevnosti v tlaku ve srovnání s betonem uloženým na vzduchu. Přesto, že je nezbytné další zkoumání proveditelnosti výroby samočinně se ošetřujícího betonu, zvláště co se týče vysokohodnotných betonů, tyto studie přinesly povzbudivé výsledky. Další postup úpravy materiálu, který přinesl slibné výsledky s ohledem na kontrolu a řízení autogenního smršťování, spočívá v použití promáčeného lehkého kameniva na podporu ošetření vysokopevnostního betonu. V Německu byly zkoumány možnosti nahrazení dílu kameniva o normální váze lehčeným kamenivem, aby byla do betonu dodána voda, a byl tak podpořen proces tvrdnutí [27]. Ukázalo se, že tento postup je efektivní k vyvážení některých účinků vysychání betonu s nízkým poměrem vody a cementu. Tato koncepce je relativně

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

Concrete (VI), S. Mindess & J. Skalny, Eds. The American Ceramic Society, 243–326, 2001 Stress-based crack criterion as a basis for prevention of through-crack in concrete structures at early ages, in Pre-Proc. of RILEM Internat. Conf. on Early Age Cracking in Cementitious Systems (EAC’01), Haifa, Israel, 229–236, 2001 Martinola G.: Optimizing cementbased coatings with respect to shrinkage crack formation, in Proc. of 10th Internat. Confer. on Fracture (ICF10), CD, 2001 Dhir R. K., Hewlett P. C., Lota J. S, Dyer T. D.: An investigation into the feasibility of formulating „self-cure“ concrete, Materials and Structures, 27 (174), 606–615, 1994 Dhir R. K., Hewlett P. C., Lota J. S, Dyer T. D.: Influence of microstructure on the physocal properties of selfcuring concrete, ACI Materials Journal, 93 (5), 465–471, 1996 Weber S., Reinhardt H.: A blend of aggregates to support curing of concrete, Proc. of Inter. Symp. on Struct. Lightweight Aggregate Concrete, Sandefjord, Norway, 662–671, 1996

jednoduchá – voda potřebná k hydrataci je uchovávána uvnitř betonu pomocí lehkého kameniva s vysokým obsahem vlhkosti. Výzkum posuzoval výměnu výhod tvrdnutí s přidanou vlhkostí versus možnou ztrátu pevnosti při použití lehkého kameniva. Necitlivost vysokopevnostního betonu s lehkým kamenivem na druh ošetření byla významnou předností ve srovnání s betonem obsahujícím kamenivo o normální váze. To můžeme přičítat přítomnosti vnitřní vlhkosti z lehkého kameniva umožňující prodloužení hydratace a tvrdnutí, které bylo nezávislé na metodě vnějšího ošetření. Uvnitř betonu s lehkým kamenivem může tvrdnutí pokračovat i poté, co se povrch stane nepropustným, což snižuje potřebu dodatečného vlhkého ošetřování. Pro výzkum bylo použito lehké kamenivo Liapor 9,5 (složené z rozpínavého jílu se sférickou geometrií a objemem pórů přibližně 55 %) [3]. Kulový tvar a relativně hustá vnější slupka lehkého kameniva umožňují jeho spolehlivé využití k výrobě vysokohodnotného


3/2005

VĚDA SCIENCE

betonu. Tak bylo možné úpravou vnitřních vlhkostních podmínek omezit nebo odstranit autogenní smršťování. Z ÁV Ě R E Č N É P O Z N Á M K Y Vzhledem k tomu, že vznik trhlin v betonu v raných stádiích následkem smršťování je ovlivňován množstvím složitých a vzájemně spolupůsobících faktorů, experimenty přinášely rozporuplné výsledky. Proto byl vývoj opatření na kontrolu a řízení tvorby trhlin považován za

neproveditelný úkol. Nicméně pozoruhodný pokrok v oblasti výzkumu postupně osvětlil hlavní faktory těchto jevů. Proto je nyní do jisté míry možné řádně zhodnotit fyzikální vlastnosti, které jsou určující pro zkoumané jevy, a předpovědět chování při smršťování pomocí numerické analýzy s využitím získaných fyzikálních vlastností. Další pokrok ve výzkumu a rozsáhlé využití výsledků zkoumání při vlastním navrhování a výstavbě jsou na dosah.

REKONSTRUKCE DIVADLA LA SCALA V MILÁNĚ Architektonická renovace milánské La Scaly, jejímž autorem je švýcarský architekt Mário Botta, zahrnovala stavební a technické úpravy, rozšíření plochy určené pro služby a strojní vybavení zákulisí. Součástí projektu je též změna přilehlé budovy bývalé banky. Historická budova z 18. století postavená dle návrhu italského architekta Piermariniho prošla konzervační restaurací a byla rozšířena o jevištní věž a novou administrativní budovu elipsovitého tvaru nazvanou Elissoide. V souladu s požadavky nové technologie bylo zvýšeno horní patro a rozšířeno dolní patro jeviště. Podlaha hlediště byla nakloněna, aby poskytovala lepší viditelnost. Kromě zvýšené jevištní věže byl zrestaurován prázdný prostor vnitřního nádvoří a původní stavební prvky na střeše byly odstraněny, aby vytvořily prostor pro nový elipsovitý objekt šaten herců. Obě nové budovy přesahují střechu a jsou postaveny z železobetonu obloženého klasickým Botticinovým mramorem. Na budově Elissoide mramorové tyče vytvářejí série prázdných a plných prostor, které umožňují přístup denního světla do dynamického interiéru. Váha mramoru, relativně vysoké riziko odlamování kamene


AND

A VÝZKUM RESEARCH

Český překlad textu byl lektorován. Profesor Hirozo Mihashi e-mail: [email protected] João Paulo de B. Leite, asistent Oba: Katedra architektury a stavební vědy Inženýrská škola, Univerzita Tohoku, Japonsko otištěno s laskavým souhlasem autorů, redakčně zkráceno

a nedostatek místa na staveništi vedl konstruktéry fasády ze společnosti Aliva k použití předem smontovaných panelů. Eliptická geometrie byla následně rozdělena do kruhových oblouků. Celý povrch byl dále rozdělen do tří pásem, každé pro jednotlivé podlaží, která byla poskládána z panelů o váze 2 t. To mělo svůj význam proto, aby konstrukce mohla sloužit i jako sluneční clona. Každý panel obložený mramorovými lištami má vnitřní kostru z galvanizované pozinkované oceli s prvky z lisovaných trubek. Aby v místech připojení vnějšího pláště na vnitřní betonovou konstrukci nedocházelo k namáhání tahem, jsou vnější panely připevněny izostatickými prvky. Všechny mramorové tyče jsou uvnitř vyztuženy proužky z nerezavějící oceli, které byly lepeny epoxidovou pryskyřicí. Tyto prvky byly poté ukotveny k rámům a zbylé panely uloženy mezi speciální podpůrné rámy. Rekonstrukcí divadla La Scala se budeme podrobněji zabývat v 5. čísle časopisu. Z italského časopisu The Plan, No. 009, April 2005 přeložila Kateřina Jakobcová

3/2005

47

VĚDA


DOC. ING. JIŘÍ KRÁTKÝ, CSC. – Letos v lednu se dožil pětasedmdesáti let Doc. Ing. Jiří Krátký, CSc., stále v tvůrčí aktivitě jak v oblasti pedagogické a vědecké, tak i odborně publikační a normalizační. Jiří Krátký se narodil v lednu 1930 v Olomouci. Maturoval v roce 1949 na státním francouzském reálném gymnáziu v Praze, státní závěrečnou zkoušku na ČVUT Fakultě inženýrství „stavitelství: specializace konstruktivní“ složil v roce 1954. Po studiu vyhrál konkurz na asistenta Prof. Ing. Dr. Jiřího Klimeše na nově vzniklé Vysoké škole železniční, katedře mostů a tunelů a pracoval na této škole i po jejím přemístění do Žiliny jako odborný asistent až do roku 1963. Externí vědeckou aspiranturu ukončil obhajobou v roce 1965, kdy získal vědeckou hodnost kandidáta věd za práci na téma: „Tenkostěnné konstrukce železničních mostů z předpjatého betonu“. Na VŠD pracoval i na řadě projektů, z nichž nejvýznamnější byly: „Projekt nájezdových mostů na ocelárnu VSŽ Košice“ a s Prof. Klimešem „Soutěžní návrh na přemostění nuselského údolí“, který byl oceněn porotou. V roce 1963 přešel do Státního ústavu dopravního projektování, střediska mostů, kde pracoval jako samostatný projektant na projektech mostů, např. na širokorozchodné trati do VSŽ Košice a především na vzpěradlové mostní konstrukci na železničním zhlaví stanice Praha – Vršovice přes ulici Otakarova – Vršovická, až do roku 1967. V roce 1967 byl Jiří Krátký vybrán v konkurzu na místo odborného asistenta ČVUT stavební fakulty, na katedru betonových konstrukcí. Kromě pedagogických povinností se věnoval J. Krátký intenzivně úkolům výzkumu, zvláště: nové teorii únosnosti betonových konstrukcí ve smyku za ohybu, jakož i experimentálnímu výzkumu a teorii navrhování vláknobetonových konstrukcí. V kolektivu Prof. J. Klimeše pracoval na typizaci železničních mostů. Za spolupráci na úkolu: „Teoretické řešení konstrukce televizní věže na Bukové Hoře“ byl v roce 1976 odměněn cenou akademie Kloknera. Významně se věnoval problémům normalizace. Zpracoval řadu ČSN, např. Písemné značky veličin pro navrhování staveb, popřípadě jejich části jako Zatížení stavebních konstrukcí, Zatížení mostů, Zatížení a evidence mostů pozemních komunikací, Navrhování betonových konstrukcí, včetně komentáře atd. V roce 1989 spolupracoval na dočasné vysokoškolské učebnici s Prof. Ing. Ludevítem Véghem, DrSc.: „Betonové konstrukce“, MŠČSR Praha 1989 a spolupracoval též na řadě výpočetních programů např. „BETON při navrhování podle ČSN 731201“. Po roce 1990 začíná Doc. Krátký spolupracovat na zavádění Eurokódů do praxe, a to Eurokódu 2: Navrhování betonových konstrukcí, spolupracuje na zavedení předběžné normy ČSN P ENV 1992-1-1: Navrhování betonových konstrukcí – část 1-1 Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby – 1994. Dále spolupracuje s Prof. Jaroslavem Procházkou, CSc., na problematice navrhování částečně spřažených konstrukcí beton – beton. Zabývá se též otázkami výpočtu železobetonových konstrukcí podle teorie plasticity. V oblasti vláknobetonu vytváří s kolektivem dlouhodobý 48

PĚTASEDMDESÁTILETÝ

program na výzkumu dotvarování i smršťování vláknobetonu ve spolupráci s Polytechnikou ve Varšavě. Pro MDS Praha spolupracuje na úkolu „Technické a kvalitativní požadavky železničních drah, kap. 18: Betonové mosty a konstrukce“. V roce 1997 ve spolupráci s Doc. Vlad. Hrdouškem, CSc., pracoval na překladu předběžné normy ČSN P ENV 1992-2: Navrhování betonových konstrukcí – část 2: Betonové mosty. Své zkušenosti z navrhování, provádění a zkoušení vláknobetonu uplatnil s Doc. K. Trtíkem, CSc. a Doc. J. Vodičkou, CSc., ve dvou monografiích: „Drátkobetonové konstrukce: Úvodní část a příklady použití. Směrnice pro navrhování, provádění, kontrolu výroby a zkoušení drátkobetonových konstrukcí“. ČKAIT – ČBZ Praha 1999, a dále „Komentář a příklady“ k výše uvedené Směrnici, KTV Praha 1999. Dále do Stavební ročenky 1999, ČSSI a ČKAIT zpracoval kapitolu: Průmyslové podlahy z drátkobetonu. Zavedení stropních konstrukcí z předpjatých nosníků Rector s betonovými tenkostěnnými vložkami s posouzením podle ČSN umožnil Doc. J. Krátký s Prof. J. Procházkou v roce 2000. I nadále pracuje docent Krátký na zavádění mezinárodních a definitivních Evropských norem jako např. Zásady navrhování stavebních konstrukcí – Označování – Základní značky, Navrhování stavebních konstrukcí – Slovník (Spolehlivost a zatížení konstrukcí, Betonové konstrukce), Betonové trouby a tvarovky z prostého betonu, drátkobetonu a železobetonu aj. V současné době spolupracuje Doc. Krátký na překladu definitivní evropské normy EN 1992-1-1 Navrhování betonových konstrukcí a na národní příloze k této normě. Podle zásad EN připravuje ve spolupráci s Doc. Ing. Vlast. Kukaněm, CSc., též návrh nové ČSN 73 6222 Zatížitelnost mostů pozemních komunikací. Doc. Krátký je stále členem technických normalizačních komisí č. 36: Betonové konstrukce a č. 38: Spolehlivost stavebních konstrukcí a jejich zatížení. V obou TNK předsedá subkomisím: Názvosloví a značky. Dále je členem Technického normalizačního výboru, který je vrcholným poradním orgánem ředitele Českého normalizačního institutu pro odborné záležitosti v oblasti technické normalizace. Napsal 18 skript, 17 monografií a okolo 100 odborných článků. Díky své práci a píli docent Krátký stál u zrodu a vývoje nových technologií, zejména betonu vyztuženého vlákny, jakož i při vývoji nových pokrokových teorií v oblasti smykové únosnosti betonu. Významným přínosem Doc. Krátkého je, že dovede výsledky své teoretické práce aplikovat i v praxi. Neocenitelný je i jeho přínos v oboru normalizační práce. Práce a angažovanost Doc. Krátkého v oblasti pedagogické i vědeckovýzkumné je stále velmi významná a přínosná. Přejeme docentu Krátkému mnoho zdraví a nezmenšený elán řešit další teoretické i praktické problémy v oboru betonových konstrukcí, jakož i další pracovní a osobní úspěchy. Věříme, že Doc. Krátký bude i nadále aktivním členem Katedry betonových konstrukcí a bude pomáhat radou i zkušenostmi mladším spolupracovníkům. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.


3/2005

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

E U R O KÓ D E N 19 91- 1- 1 V L AST N Í

TÍHA

A UŽITNÁ ZATÍŽENÍ E U R O C O D E E N 19 91- 1- 1 S E L F W E I G H T A N D IMPOSED LOADS MILAN HOLICKÝ, JANA MAR KOVÁ Norma EN 1991-1-1 poskytuje pokyny pro stanovení objemové tíhy stavebních a skladovaných materiálů, pro vlastní tíhu stavebních prvků a pro užitná zatížení pozemních staveb. Do soustavy českých norem je zavedena jako ČSN EN 1991-1-1. V české národní příloze jsou doporučeny hodnoty užitných zatížení a zpřesněny pokyny pro navrhování nosných prvků na užitná zatížení působící z více pater nebo na určitou plochu. Eurocode EN 1991-1-1 gives guidance for determination of densities for construction and stored materials, for selfweight of construction works and for imposed loads of buildings. This standard was implemented into the system of Czech national standards as ČSN EN 1991-1-1. The Czech National Annex recommends values of imposed loads and specifies procedures for the design of structural members for imposed loads acting from several floors or on a specific area. Norma EN 1991-1-1 [1] Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb byla zavedena do soustavy českých norem v dubnu 2004 jako první z deseti norem z Eurokódu EN 1991. Obsahuje pokyny a doporučení pro navrhování konstrukcí na účinky vlastních tíh a stálých zatížení. Pro konstrukce pozemních staveb se dále doporučuje několik typů užitných zatížení podle kategorií užitných ploch. V normě EN 1991-1-1 [1] je celkem deset národně stanovených parametrů, které umožňují volbu kategorií užitných ploch, národních hodnot užitných zatížení, redukčních součinitelů a doporučení pro zavedení stálých a užitných zatížení do výpočtu konstrukce. Norma EN 1991-1-1 [1] vznikla transformací předběžné normy ENV 1991-2-1 (1995), kromě úvodu obsahuje šest kapitol a dvě informativní přílohy:

Kapitola 1 Kapitola 2 Kapitola 3 Kapitola 4 Kapitola 5 Kapitola 6 Příloha A Příloha B

Všeobecně Klasifikace zatížení Návrhové situace Objemové tíhy stavebních a skladovaných materiálů Vlastní tíha stavebních prvků Užitná zatížení pozemních staveb (informativní) Tabulky pro nominální objemové tíhy stavebních materiálů, a pro nominální tíhy a úhly vnitřního tření skladovaných materiálů (informativní) Svodidla a zábradlí v garážích

Obsahem první kapitoly jsou zejména termíny a definice, které jsou pro tuto normu specifické. Patří sem termíny objemová tíha a úhel vnitřního tření. Pojem „objemová tíha“ (v anglickém originále normy je použit termín „density“, tedy „hustota“) se v EN 1991-1-1 [1] používá pro tíhu na jednotku objemu, plochy či délky. Charakteristická hodnota objemové tíhy je většinou definována jako průměrná hodnota. Jestliže se předpokládá, že bude variační koeficient větší než 0,05, pak by se měla použít horní nebo dolní charakteristická hodnota objemové tíhy. V kapitole 2 se provádí základní klasifikace zatížení, která vychází z EN 1990 [2]. Vlastní tíha se klasifikuje jako stálé pevné zatížení. Pokud však existuje pochybnost o stálosti vlastní tíhy, pak se má toto zatížení považovat za zatížení proměnné. Užitná zatížení se klasifikují jako proměnná volná zatížení, v obvyklých případech se považují za zatížení kvazistatická, pokud nehrozí nebezpečí rezonance nebo další dynamické odezvy konstrukce. Jestliže se očekávají rezonanční účinky od synchronizovaného rytmického pohybu lidí, tančení nebo skákání, pak se pro speciální dynamický výpočet určí model zatížení. V kapitole 3 jsou doporučeny postupy pro určení stálých a užitných zatížení v jednotlivých návrhových situacích, pro jejich uspořádání a kombinace s dalšími druhy proměnných zatížení. Kapitola 4 obsahuje informace, jak postupovat při stanovení charakteristických hodnot objemových tíh stavebních a skladovaných materiálů. Tyto informace jsou podrobněji rozvedeny v tabulkách v příloze A, která poskytuje nomi-


3/2005 –

nální hodnoty objemové tíhy určitých stavebních materiálů, některých materiálů pro mosty a skladovaných materiálů. Pro některé materiály jsou kromě toho uvedeny úhly vnitřního tření. Objemové tíhy materiálů nebo výrobků, které příloha A neuvádí, lze určit na základě informací výrobce nebo z vyhodnocení zkoušek. Kapitola 5 uvádí metody pro stanovení charakteristické hodnoty vlastní tíhy stavebních prvků, které jsou v zásadě stejné jako v našich předpisech. Kapitola rovněž obsahuje doplňující ustanovení pro pozemní stavby a mosty týkající se např. způsobu určení horních a dolních charakteristických hodnot tíhy mostního svršku. Kapitola 6 doporučuje charakteristické hodnoty užitných zatížení stropů a střech v souladu s užitnými kategoriemi pro následující plochy v pozemních stavbách: • obytné, společenské, obchodní a administrativní plochy (kategorie A až D), • garáže a dopravní plochy pro vozidla (F, G), • plochy pro skladování a průmyslové činnosti (E), • střechy (H, I), • střechy s plochami pro přistávání vrtulníků (K). Zatížení dopravních ploch uvedená v kapitole 6 se vztahují k vozidlům až do celkové tíhy 160 kN. Návrh dopravních ploch pro těžká vozidla o tíze větší než 160 kN je nutno stanovit dohodou s příslušným zodpovědným úřadem, další informace a modely zatížení je možno nalézt v EN 1991-2 [3] pro zatížení mostů dopravou. Kapitola 6 dále doporučuje vodorovné síly na svodidla nebo dělící stěny, které mají funkci zábrany. Doplňující údaje pro PŘÍLOHA

I

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

Kategorie Stanovené použití A plochy pro domácí a obytné činnosti B kancelářské plochy C plochy, kde dochází ke shromažďování lidí (kromě ploch v kategoriích A, B a D)

D

obchodní plochy

Příklad místnosti obytných budov a domů; pokoje a čekárny v nemocnicích; ložnice hotelů a ubytoven, kuchyně a toalety C1: plochy se stoly atd., např. plochy ve školách, kavárnách, restauracích, jídelnách, čítárnách, recepcích. C2: plochy se zabudovanými sedadly, např. plochy v kostelech, divadlech nebo kinech, v konferenčních sálech, přednáškových nebo zasedacích místnostech, nádražních a jiných čekárnách. C3: plochy bez překážek pro pohyb osob, např. plochy v muzeích, ve výstavních síních a přístupové plochy ve veřejných a administrativních budovách, hotelích, nemocnicích, železničních nádražních halách. C4: plochy určené k pohybovým aktivitám, např. taneční sály, tělocvičny, jeviště atd. C5: plochy, kde může dojít ke koncentraci lidí, např. budovy pro veřejné akce jako koncertní a sportovní haly, včetně tribun, teras a přístupových ploch, železniční nástupiště atd. D1: plochy v malých obchodech D2: plochy v obchodních domech

Tab. 1 Užitné kategorie Tab. 1 Categories of use

navrhování svodidel a zábradlí v garážích jsou uvedeny v příloze B. Některá pravidla pro stanovení užitných zatížení se však odlišují od platné české normy ČSN 73 0035 [4], a proto je vhodné na ně upozornit. Zpravidla jde o ustanovení, u kterých se umožnila úprava či volba v národní příloze.

Tab. 2 Užitná zatížení stropních konstrukcí, balkónů a schodišť pozemních staveb Tab. 2 Imposed load on floors, balconies and stairs in buildings Kategorie užitné plochy

II

U Ž I T N Á Z AT Í Ž E N Í Plochy v obytných, společenských, obchodních a administrativních budovách se člení do kategorií podle účelu používání, které se poněkud odlišují od ČSN 73 0035 [4]. Zatížené plochy zatříděné podle tabulky 1 se navrhnou na základě charakteristických hodnot qk (rovnoměrné zatížení) a Qk (soustředěné zatížení). Tabulka 2 uvádí hodnoty zatížení qk a Qk, které se na základě porovnání a porovnávacích výpočtů doporučují v české národní příloze (NA ČR). Pro porovnání se rovněž uvádějí rozpětí hodnot, které jsou doporučeny CEN v originálním textu EN 1991-1-1 [1] (tučně tištěná hodnota z intervalu hodnot se CEN doporučila). Pokud je to potřebné, uživatel zvýší

qk [kN/m2] NA ČR

qk [kN/m2] EN 1991-1-1

Qk [kN] NA ČR

Qk [kN] EN 1991-1-1

kategorie A stropy schodiště balkóny

1,5 3,0 3,0

1,5 – 2,0 2,0 – 4,0 2,5 – 4,0

1,5 3,0 3,0

2,0 – 3,0 2,0 – 4,0 2,0 – 3,0

kategorie B

2,5

2,0 – 3,0

2,5

1,5 – 4,5

kategorie C C1 C2 C3 C4 C5

3,0 4,0 5,0 5,0 5,0

2,0 – 3,0 3,0 – 4,0 3,0 – 5,0 4,5 – 5,0 5,0 – 7,5

3,0 4,0 5,0 5,0 5,0

3,0 – 4,0 2,5 – 7,0; 4,0 4,0 – 7,0 3,5 – 7,0 3,5 – 4,5

kategorie D D1 D2

5,0 5,0

4,0 – 5,0 4,0 – 5,0

5,0 5,0

3,5 – 7,0; 4,0 3,5 – 7,0

hodnoty qk a Qk v konkrétním projektu (např. pro schodiště a balkóny v závislosti na způsobu používání a na rozměrech). Pro lokální ověření se má uvažovat samostatně působící soustředěné zatížení Qk. Předpokládá se, že soustředěné zatížení působí v kterémkoli místě stropní konstrukce, balkónu nebo schodiště na ploše odpovídající používání a tvaru této konstrukce. Rozpětí hodnot uvedená v EN 1991-11 [1] pro užitná zatížení pokrývají dosud platné hodnoty dané v ČSN 73 0035 [4], doporučené hodnoty (tučné) jsou však většinou vyšší než odpovídající hodnoty v ČSN 73 0035 [4]. Například užitné zatížení pro kancelářské plochy je podle ČSN 73 0035 [4] qk = 2 kN/m2, doporučená hodnota podle EN 1991-1-1 [1] (tabulka 2) je qk = 3 kN/m2. To představuje zvýšení charakteristické hodnoty o 50 %. Další zvýšení účinku zatížení (asi o 15 %) vzniká vlivem většího dílčího součinitele proměnného zatížení. V národní příloze byly některé hodnoty užitného zatížení upraveny, například pro kancelářské prostory se doporučuje užitné zatížení qk = 2,5 kN/m2. Pro navrhování balkónů pozemních staveb v užitných kategoriích B až D se doporučilo použít užitné zatížení 4 kN/m2. EN 1991-1-1 [1] uvádí pravidla pro přemístitelné příčky, která se odlišují od ustanovení ČSN 73 0035 [4]. Podle EN 1991-1-1 [1] se vlastní tíha přemístitelných příček uvažuje jako rovnoměrné zatížení qk, které se přidá k užitným zatížením stropních konstrukcí. Takto stanovené rovnoměrné zatížení závisí na vlastní tíze příček: • přemístitelné příčky s vlastní tíhou ≤ 1,0 kN/m: qk = 0,5 kN/m2 • přemístitelné příčky s vlastní tíhou ≤ 2,0 kN/m: qk = 0,8 kN/m2 • přemístitelné příčky s vlastní tíhou ≤ 3,0 kN/m: qk = 1,2 kN/m2. Připomeneme, že podle ČSN 73 0035 [4] se toto přídavné zatížení uvažuje hodnotou qk = 0,75 kN/m2. V porovnání s naší normou jsou v EN 1991-1-1 [1] rovněž odlišná pravidla doporučená pro redukci užitných zatížení s ohledem na zatěžovanou plochu A a počet podlaží n. Tato pravidla byla upřesněna v národní příloze na základě analýz a porovnání, viz obrázky 1 a 2. Při navrhování vodorovných prvků se mohou užitná zatížení qk stropních konstrukcí a přístupných střech stejné kate-


3/2005 –

PŘÍLOHA

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N gorie redukovat součinitel αA, jehož doporučená hodnota se určí ze vztahu (1) s omezením αA ≥ 0,6 a s platností vztahu (1) pro kategorie A až C3. V rovnici (1) je ψ0 kombinační součinitel podle EN 1990 [1], A0 je referenční plocha, kde A0 = 10,0 m2, A je zatížená plocha. U užitných ploch A až D může být celkové užitné zatížení stejné kategorie působící na sloupy a stěny z několika podlaží násobeno redukčním součinitelem αn. Doporučené hodnoty se pro αn stanoví ze vztahu

Fig 1

Reduction of imposed load on the basis of factor αn for n floors Obr. 1 Redukce užitného zatížení součinitelem αn podle počtu podlaží n

kde n je počet podlaží (> 2) stejné kategorie nad zatíženými nosnými prvky. Na základě analýz součinitelů α byly vztahy doporučené v EN 1991-1-1 [1] převzaty, upřesnily se pouze podmínky pro jejich použití v jednotlivých užitných kategoriích. Pokud užitné zatížení je zatížením vedlejším, pak se v souladu s EN 1990 [2] použije pouze jeden z redukčních součinitelů, tedy buď součinitel ψ0, nebo součinitel α. Dílčí výsledky analýzy redukčních součinitelů αA a αn podle vybraných národních a evropských dopo-

ručení (ČR, Finsko, Francie, UK, Německo, CEN) jsou patrné z obrázků 1 a 2. V národních předpisech ČR, Německa a Francie se doporučují až dva vztahy podle typů užitných kategorií (odlišných od Eurokódů), v obrázcích se pro lepší možnost porovnání tyto kategorie označují podle Eurokódů a znázorňují pouze kategorie A až D. Národní normy dále doporučují různé hodnoty charakteristických a návrhových hodnot užitných zatížení pro stejné kategorie užitných ploch. Použití rozdílných modelů užitných zatížení nebo redukčních vztahů ovlivňuje úroveň spolehlivosti nosného prvku, který byl na tato zatížení navržen. Při návrhu nosných prvků vícepodlažních budov je podle EN 1991-1-1 [1] možné použít zjednodušená pravidla. Například při návrhu určitého vodorovného prvku v jednom podlaží vícepodlažní budovy lze užitné zatížení v tomto podlaží považovat za volné zatížení působící v nejméně příznivém místě účinku uvažovaného zatížení. Pokud zatížení z ostatních podlaží přispívají k výslednému účinku zatížení, mohou se tato zatí-

Obr. 3 Zjednodušené uspořádání užitného zatížení q pro ověření ohybové únosnosti v bodech (a) a (b). Fig. 3 Simplified arrangement of imposed load q for verification of flexural capacity in points (a) and (b).

Obr. 4 Nepříznivější uspořádání užitného zatížení q pro ověření ohybové únosnosti v bodech (a) a (b). Fig. 4 More critical arrangement of imposed load q for verification of flexural capacity in (a) and (b).

(2)


3/2005 –

\

13<23

4@12

'

&

v@12 %

C9 $

4@/0 v@/0

#

\ "

$

&

Obr. 2 Redukce užitného zatížení součinitelem αA podle plochy A [m2]. Fig 2 Reduction of imposed load on the basis of factor αA for area A [m2]

\

C9 47

'

&

4@

v@12 %

v@/0 13< 23/0

$

2312 /I[ K

#

PŘÍLOHA

!

"

#

$

II I

NORMY •


žení považovat za rovnoměrně rozložená (pevná). Obrázky 3 a 4 ukazují příklad uspořádání zatížení pro vodorovný nosník v druhém podlaží rámové konstrukce. Je-li ověřována ohybová únosnost v bodech (a) a (b), pak je v souladu s EN 19911-1 [1] možné použít uspořádání užitného zatížení podle obrázku 3 namísto správnějšího šachovnicového uspořádání, které je vyznačeno na obrázku 4. Jestliže se ověřuje ohybová únosnost v bodě (c), potom podle zjednodušeného pravidla se užitné zatížení druhého podlaží nachází pouze v prvním a druhém poli zleva. Pokud je ověřována ohybová únosnost v bodě (d), umístí se užitné zatížení v druhém podlaží pouze do středního pole. V souladu s EN 1991-1-1 [1] lze při návrhu sloupu prvního podlaží zatíženého všemi podlažími považovat užitné zatížení v každém z podlaží za rovnoměrně rozložené. Základní norma EN 1990 pro zásady navrhování a norma EN 1991-1-1 pro stálá a užitná zatížení jsou již více než rok zavedeny do soustavy českých norem. Celý proces národního zavádění Eurokódů téměř v celé Evropě je velmi složitý, neboť se zde uplatňují národní tra-

dice, nové poznatky a zájmy členských států CEN. Jednotlivé státy budou muset při zavádění EN Eurokódů rozhodnout o alternativních postupech a o ostatních národně stanovených parametrech, ovlivňujících spolehlivost konstrukcí i ekonomické ukazatele. Snahou Evropské komise, a tedy také Evropské organizace pro normalizaci CEN je, aby se zajistilo účinné používání Eurokódů. Národně stanovené parametry vybrané členskými státy CEN budou analyzovány tak, aby se dosáhlo co největší harmonizace v příští generaci Eurokódů. V současnosti se připravuje přehled národně stanovených parametrů pro nadcházející zasedání technické subkomise CEN/TC 250/SC1 v červnu 2005 v Paříži. Přestože některé odborné otázky zůstávají dosud otevřeny a zcela určitě se stanou předmětem dalších jednání nebo přednormativního výzkumu, je třeba zdůraznit, že se již dosáhlo významných úspěchů. Lze tedy očekávat, že během příštích dvou let bude již k dispozici ucelený systém evropských norem pro navrhování konstrukcí, který nahradí současně platné předběžné normy ČSN P ENV Eurokódy a přispěje k naší celoevropské konkurenceschopnosti.

Literatura: [1] EN 1991-1-1: Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-1: General Actions – Densities, self-weight, imposed loads for buildings, CEN, 04/2002. [2] EN 1990: Eurocode Basis of structural design. CEN, 04/2002. [3] EN 1991-2: Eurocode 1: Actions on structures – Part 2: Trafic loads on bridges, 09/2003. [4] ČSN 73 0035: Zatížení stavebních konstrukcí. ČSNI 1986.

Tento příspěvek vznikl jako součást řešení pilotního projektu č. CZ/02/B/P/PP-134007 Development of Skills Facilitating Implementation of Structural Eurocodes podporovaného programem Leonardo da Vinci a projektu č. 1H-PK/26 „Optimalizace spolehlivosti staveb a kalibrace norem EU“ podporovaného MPO ČR.

Prof. Ing. Milan Holický, DrSc. Ing. Jana Marková, Ph.D. ČVUT v Praze, Kloknerův ústav, Šolínova 7, 166 08 Praha 6 Tel: 224 353 842, fax 224 355 232 e-mail: [email protected]

„INTELIGENTNÍ KONSTRUKCE“ – VÝSLEDKY EVROPSKÉHO VÝZKUMNÉHO PROJEKTU MIC HAE L RAU PAC H, AAC H E N Díky pokračujícímu vývoji senzorových technologií a systémů dálkového přenosu a zpracování dat je nyní možné vybavovat konstrukce senzorovými systémy a tak průběžně získávat k centrálnímu počítačovému vyhodnocování údaje o jejich základních parametrech. Lze tak automaticky „spustit alarm“ pokud dojde ke kritickému překročení mezních hodnot sledovaných veličin na konstrukci. Integrovaný monitorovací systém byl vyvinut v rámci evropského výzkumného a vývojového projektu „Chytré konstrukce“. Systém umožňuje nastavit pro sledované charakteristické parametry intervaly odpovídající podmínkám, v nichž je konstrukce v dobrém stavu (pH, vlhkost, obsah chloridů, kritická hloubka chloridové penetrace), a stejně jako hodnoty konstrukčních charakteristik (deformace, průhyby, posuvy, vibrace) je kontinuálně zaznamenávat, sledovat a vyhodnocovat přes Internet. Systém má modulární strukturu a může být přizpůsoben požadavkům individuální konstrukce, přáním operátora s ohledem na volbu počtu a typu senzorů i způsobu vyhodnocování. Aplikace systému je směřována zejména tam, kde přináší snížeIV

ní nákladů, např. když je třeba snížit náklady za prohlídky stavby, v obtížně dostupných místech nebo tam, kde se k určitému typu údržby přistupuje až po té, kdy je dosaženo určitých předem specifikovaných podmínek. Hlavním požadavkem na technicky a ekonomicky kvalifikované rozhodnutí o užití integrovaného monitorovacího systému je zodpovědné počáteční ohodnocení všech podstatných charakteristik konstrukce a porovnání možných budoucích strategií provozu a údržby konstrukce se senzorickým monitorovacím systémem i bez něj. Z časopisu Beton 12/2004, Verlag Bau+technik, str. 604–609 jm


3/2005 –

PŘÍLOHA

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

Z AVÁ D Ě N Í E N 19 9 2 - 1- 2 : „ N AV R H OVÁ N Í B E TO N OV ÝC H KO N ST R U KC Í – Č ÁST 1- 2 : N AV R H OVÁ N Í N A Ú Č I N KY P OŽ Á R U “ DO PRAXE – ÚVOD, MATERIÁLOVÉ CHARAKTERISTIKY I N T R O D U C T I O N O F E N 19 9 2 - 1- 1 “ D E S I G N O F C O N C R E T E S T R U C T U R E S – P A R T 1- 2 : F I R E D E S I G N “ TO PRACTICE – INTRODUCTION, MATERIAL PROPERTIES J A R O S L AV P R O C H Á Z K A Tento příspěvek je věnován problematice navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru podle zaváděných evropských norem – viz [1] až [5]. Článek pojednává o zásadách navrhování, předpokladech vyšetřování a zatížení konstrukcí a o mechanických, teplotních a fyzikálních vlastnostech betonu a oceli za zvýšených teplot. This paper is devoted to fire design of concrete structures – see [1] až [5]. The paper deals with the basis of design, assumptions of analysis and actions of structures and mechanical, thermal and physical properties of concrete and steel at elevated temperatures. Požáry stavebních objektů způsobují rozsáhlé ztráty na majetku a představují velké riziko pro zdraví a životy lidí. Proto každá konstrukce, která může být vystavena účinkům požáru, musí být navržena jak na účinky zatížení za běžné teploty, tak na účinky zatížení při požáru. Požár v objektech vzniká, rozvíjí se a dohořívá podle uvolňování energie při hoření a charakteru požárního úseku, jak je patrné z obr. 1 (podle [6]). Celkové vzplanutí nastává při překročení 400 °C až 600 °C. Osoby, kterým se před celkovým vzplanutím nepodařilo uniknout, mají malou naději na přežití. Po celkovém vzplanutí

se celý objekt octne v plamenech, teplota prudce roste a dosáhne nejvyšší hodnoty. Stavební objekty bývají poškozeny a vzniká riziko rozšíření požáru. Při dohořívání teplota klesá. Pro zajištění požární bezpečnosti staveb se volí pasivní a/nebo aktivní požární ochrana, jak je znázorněno na obr. 2 (podle [6]). Z konstrukčního hlediska je nutné zabývat se pasivní ochranou, neboť významnou částí pasivní ochrany je odolnost konstrukce při požáru. Správně navržená nosná konstrukce z hlediska pasivní ochrany neztratí po požáru stabilitu a nosnou funkci. Požární bezpečnost představuje souhrn opatření, která musí zajistit, aby v případě požáru byla pro požadovanou dobu zachována nosná funkce konstrukce, byl omezen rozvoj a šíření ohně a kouře ve stavebním objektu a bylo zamezeno šíření požáru na sousední objekty. Nosná funkce konstrukce se prokazuje pomocí její požární odolnosti. Za účelem omezení rozvoje a šíření ohně a kouře ve stavebním objektu se objekt dělí na požární úseky. Šíření požáru na okolní objekty se zamezuje vytvářením odstupů mezi objekty. METODIKA

N AV R H O VÁ N Í

Obecná část, definice U konstrukce, která může být vystavena účinkům požáru, se vyžaduje požár-

Obr. 1 Tři fáze rozvoje požáru: rozhořívání, plně rozvinutý požár a dohořívání Fig. 1 Three phases of fire development – igniting, fully developed fire, and burning out

BS^Z]bO1

>OaWd\^]Ðt`\]QVÒ\O D]ZPOO^ÒdOabOdSP\QV[ObS`WtZ×OXSXWQV^]d`QV=R]Z\]ab]POZ]dÝQVY]\ab`cYQ

AO[]xW\\tVOaWQhOÂhS\ HOÂhS\^`]]Rd]RY]cÂSObS^ZO

2ZS\\O^]Ðt`\aSYg 0Sh^Sx\{\WY]d{QSabgOQSabg^`]htaOV]d{XSR\]bYg >]Ðt`\]R]Z\]ab\]a\{Y]\ab`cYQS BS^Z]bOd^]Ðt`\[aSYc ^ÂW^Z\`]hdW\cb{[^]Ðt`c d^ÂÔRaSZVt\OYbWd\QV ^`]bW^]Ðt`\QV]ÔbÂS\ BS^Z]OY]cÂ

BS^Z]bO1

BS^Z]bO\SQV`t\\{ Y]\ab`cYQS

9]cÂ

BS^Z]bOQV`t\\{ Y]\ab`cYQS

1SZY]d{dh^ZO\cb @]hV]Âdt\

Obr. 2 Aktivní a pasivní požární ochrana Fig. 2 Active and passive fire protection

/YbWd\^]Ðt`\]QVÒ\O 3ZSYb`WQYt^]Ðt`\aWU\OZWhOQSRSbSYb]`g HOÂhS\RtZY]d{V]^ÂS\]ac

&

ní odolnost, což je schopnost konstrukce, části konstrukce nebo prvku splňovat požadované funkce (nosnou a/nebo požárně dělící) při daném účinku požáru po stanovenou dobu. Normová požární odolnost požaduje plnit požadované funkce pro normovou požární expozici a stanovenou dobu (obvykle 30, 60 nebo více minut). Nosná funkce znamená v podstatě zajištění únosnosti konstrukce za požáru po požadovanou stanovenou dobu. Při požadované požárně dělící funkci musí požárně dělící prvky ohraničující požární úsek (stěny, stropy) zabránit šíření požáru pronikáním plamenů a horkých plynů (celistvost) a vznícení na odvrácené straně (tepelná izolace) během příslušného požárního zatížení. Požární úsek budovy je prostor ohraničený požárně dělícími prvky (obvykle prostor uvnitř budovy zahrnující jedno nebo více podlaží). Stanovený vývoj požáru předpokládaný při návrhu, se nazývá normový požár. Je udáván teplotní křivkou vnějšího požáru, což je křivka závislosti teploty na čase určená pro prostor ohraničený obvodovými stěnami, které mohou být namáhány požárem z různých částí, např. přímo zevnitř příslušného požární-

1SZY]d{dh^ZO\cb

>Z\`]hdW\cbÝ^]Ðt`

BS^Z]bOd^]Ðt`\[aSYc ^`]\S`]hdW\cb-^]Ðt`^ÂWcÐWb OYbWd\QV^`]bW^]Ðt`\QV]ÔbÂS\

2]V]Âdt\ xOa[W\


3/2005

xOa[W\

49

NORMY •


ho úseku, z požárního úseku nad nebo pod ním, nebo úseku přilehlého k obvodové stěně. Teplotní křivky udávají teploty plynů v okolí povrchu prvků v závislosti na čase; mohou být: • nominální, vyjádřené konvenčními křivkami přijatými pro klasifikaci nebo ověření požární odolnosti (křivky nemají klesající větev), např. normová teplotní křivka (odpovídá zejména celulózovému typu požárního zatížení), uhlovodíková křivka apod., • parametrické, určené na základě požárních modelů a daných fyzikálních parametrů popisujících podmínky v požárním úseku. Z hlediska požární odolnosti se uvažují tyto základní typy požadavků: „R“ mechanická odolnost (únosnost), „E“ dělící funkce (celistvost), „I“ tepelně izolační funkce. Pokud je požadována mechanická odolnost (únosnost – kritérium R), musí být betonová konstrukce navržena a provedena tak, aby po dobu vystavení příslušnému požáru byla zachována její nosná funkce. Pokud je požadována požárně dělící funkce, pak prvky tvořící ohraničení požárně dělícího úseku musí být navrženy a provedeny tak, aby si udržely svou oddělující funkci po dobu vystavení příslušnému požáru. Musí být tedy zajištěno, že nenastane porušení dělící funkce (celistvosti – kritérium E) a bude omezena tepelná radiace na povrchu přímo nevystaveném požáru (tepelně izolační funkce – kritérium I), tzn., že nesmí dojít na povrchu nevystaveném požáru ke vznícení přiléhajících prvků, např. podlahy horního podlaží. Předpoklady vyšetřování konstrukcí Evropské normy EN 199X-1-2 umožňují návrh požární odolnosti konstrukcí. Hlavní části návrhu konstrukce za požární situace, vstupy do výpočtu a podpora evropskými normami jsou znázorněny v obr. 3 (podle [6]). Teplotní analýzu požárního úseku lze podle EN 1991-1-2 [3] řešit dynamickou analýzou kapalin a plynů; norma však připouští i zjednodušený odhad teploty v požárním úseku z nominální teplotní křivky na základě ekvivalentní doby vystavení účinkům požáru. Přestup tepla a vedení tepla v konstrukci závisí na materiálu. Řeší se zjednodušeně pomocí grafů a tabulek, přírůstko50

Dabc^g >]Ðt`\hObÐS\ 5S][Sb`WS^]ÐaSYc 1VOÒYbS`WabWYgV]ÂS\ 5S][Sb`WS^`dY× BS`[tZ\dZOab\]abW A]cx^ÂSabc^cbS^ZO

3d`]âY{\]`[g

BS^Z]b\O\OZÝhO^]Ðt`\V]aSYc

vA<3<'' ( "

>ÂSabcÔdSRS\bS^ZOdY]\ab`cYQW vA<3<''f ( "

;SQVO\WQY{hObÐS\ 5S][Sb`WS^`dY× CZ]ÐS\^`dYca^]XS

;SQVO\WQY{dZOab\]abW

vými metodami a metodou konečných prvků. Při návrhu konstrukce za zvýšených teplot má výpočetní model vystihovat chování konstrukce při požáru. Místo návrhu celé konstrukce lze pro některé požární situace řešit konstrukci po částech. Pro ověření požadavků požární odolnosti často postačuje i návrh prvků. Při návrhu konstrukce na účinky požáru se zohledňují rozdíly nebo dodatky k návrhu konstrukce za normální teploty. Alternativou k návrhu výpočtem může být návrh provedený na základě zkoušky požární odolnosti, popř. lze použít kombinace výpočtu a zkoušky, viz EN 1990 [1]. Teplotní a mechanická zatížení se stanoví podle EN 1991-1-2 [3]. Při zatížení požárem se uvažuje mimořádná návrhová situace. Návrhové hodnoty mechanických materiálových vlastností Xd,fi při požáru se stanoví ze vztahu Y F (1) F RTW 1 Y , G ;TW kde Xk je charakteristická hodnota za normální teploty, γM,fi součinitel spolehlivosti při požární situaci, kΘ redukční součinitel závislý na teplotě materiálu. Návrhové hodnoty teplotních vlastností se stanoví s přihlédnutím k jejich vlivu z hlediska bezpečnosti ze vztahu F RTW

FY1

G ;TW

Obr. 3 Návrh konstrukce za požáru Fig. 3 Fire design of a structure

γM,fi součinitel spolehlivosti při požární situaci. Hodnoty γM,fi mohou být upraveny národní přílohou. Pro mechanické a teplotní vlastnosti jsou doporučeny hodnoty γM,fi = 1,0. Podmínku spolehlivosti pro příslušnou dobu požárního vystavení t lze psát ve tvaru Ed,fi ≤ Rd,t,fi ,

kde Ed,fi je návrhový účinek zatížení včetně vlivu teplotní roztažnosti a deformace, Rd,t,fi odpovídající návrhová únosnost při požární situaci. Výpočet účinků zatížení má být proveden pro čas t = 0, při použití součinitelů ψ1,1 nebo ψ2,1, uvedených v kapitole 4 EN 1991-1-1 [2] (v národní příloze je doporučeno používat u halových objektů ψ1,1, jinak ψ2,1). Zjednodušeně lze stanovit účinek zatížení při požáru Ed,fi z výpočtu při běžné teplotě ze vztahu 3RTW HTW 3R ,

(4)

kde Ed je návrhová hodnota síly nebo momentu při běžné teplotě (20°C), ηfi redukční součinitel pro úroveň zatížení při požární situaci. Redukční součinitel ηfi se stanoví pro kombinaci zatížení podle vztahu (6.10) v EN 1990 [1] ze vztahu

\SP] F RTW G ;TW FY1 (2)

kde Xk,Θ je charakteristická hodnota – obecně závislá na teplotě,

(3)

HTW

5Y Y TW 5Y

G 5 5Y G? ?Y

(5)

nebo při použití vztahů (6.10a) a (6.10b)


3/2005

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N @SRcYx\a]cxW\WbSZxW\YchObÐS\ H TW

ʓ OK

&

Y Y

%

$

#

+

+'

Y

+%

Y

+#

Y

+

Y

+

=PZOab

TQ ʉ

3 ʆ f c ,ʉ ¥ ¥ ʆ ¦ ʆ c1,ʉ ¦ 2 ¦ ¦ʆ ¦ § c1,ʉ §

ʆ b ʆ c1, ʉ

ʆ c1,ʉ ʆ b ʆ cu1, ʉ

"

? Y 5 Y

ʆ Q ʉ

#

#

Obr. 4 Hodnoty redukčního součinitele ηfi v závislosti na poměru Qk,1/Gk Fig. 4 Values of reduction coefficient ηfi depending on Qk,1/Gk ratio

v EN 1990 jako menší z následujících dvou hodnot vyčíslených ze vztahů

HTW

HTW

5Y Y TW ? Y

G 5 5Y G ?Y? ?Y 5Y Y TW ? Y

X G 5 5Y G ? ?Y

(5a)

(5b)

kde Qk,1 je hlavní proměnné zatížení, Gk charakteristická hodnota stálého zatížení, γG součinitel spolehlivosti stálého zatížení, γQ,1 součinitel spolehlivosti pro hlavní proměnné zatížení, ψfi kombinační součinitel uvažovaný hodnotou ψ1,1 nebo ψ2,1 podle EN 1991-1-2 , ξ redukční součinitel nepříznivého stálého zatížení ξ = 0,85. Hodnoty redukčního součinitele ηfi stanovené s přihlédnutím ke vztahu (5) jsou uvedeny v závislosti na poměru Qk,1/Gk pro různé hodnoty kombinačního součinitele ψ1,1 v obr. 4; hodnoty byly stanoveny pro γGA =1,0, γG = 1,35, γQ = 1,5. Hodnoty stanovené ze vztahů (5a) a (5b) mohou být nepatrně vyšší. Jako zjednodušení se dovoluje použít ηfi = 0,7. M AT E R I Á L O V É

VLASTNOSTI

Silikátové kamenivo Mechanické, teplotní a fyzikální vlastnosti betonu, betonářské a předpínací výztuže jsou uvedeny v EN 1992-1-1 [4] pro teplotu 20 °C. V případě požáru je třeba uvážit jejich teplotní závislost vyjadřující degradaci těchto vlastností se vzrůstající teplotou, jak je uvedeno v EN 1992-1-2 [5].

µ µµ ¶

[]Ð\t\tVÒRO^Â[Y]c

ʆ Qc ʉ ʆ

3´

>ÂSbd]ÂS\

>][` QVOÒYbS`WabWQYÝQV V]R\]bhObÐS\

!

´ µ µ ¶

Obr. 5 Matematický model pro pracovní diagram betonu v tlaku při zvýšené teplotě Fig. 5 Mathematical model for stressstrain relationship of concrete under compression at elevated temperatures

Mechanické vlastnosti betonu Pevnostní a deformační vlastnosti jednoose tlačeného betonu při zvýšené teplotě lze stanovit z pracovního diagramu uvedeného na obr. 5. Diagram je charakterizovaný pevností betonu v tlaku fcθ a přetvořením εc1,θ odpovídajícím fc,θ. Hodnoty pro každý z těchto parametrů jsou uvedeny v tabulce 1. Hodnoty fcθ jsou vztaženy k charakteristické pevnosti betonu v tlaku, uvedené v EN 1992-1-1 [4]. Klesající větev pracovního diagramu lze vhodně matematicky formulovat, je však možná náhrada přímkou. Možné zvýšení pevnosti betonu při ochlazování nelze uvažovat. Pevnost betonu v tahu lze zanedbat (bezpečné – konzervativní). Pokud je třeba uvažovat pevnost betonu v tahu, uvažuje se snížená charakteristická tahová pevnost podle vztahu fck,t,θ = kct,θ fck,t

kct,θ = 1,0 pro 20 °C ≤ θ ≤ 100 °C kct,θ = 1,0 – 1,0(θ – 100)/500 pro 100 °C< θ ≤ 600 °C Mechanické vlastnosti výztuže Pevnostní a deformační vlastnosti betonářské a předpínací oceli při zvýšené teplotě lze stanovit z pracovního diaTab. 1 Hodnoty hlavních parametrů pracovního diagramu normálního betonu se silikátovým a vápencovým kamenivem při zvýšené teplotě Tab 1 Values of the main parameters of the stress-strain relationship of common concrete with silicate and calcite aggregate at elevation temperatures

(6)

kde kct,θ je redukční součinitel, jehož hodnotu lze uvažovat Teplota betonu [°C]

fc,θ / fc,θ

εc1,θ

εcu,θ

fc,θ / fc,θ

εc1,θ

εcu,θ

20

1,00

0,0025

0,0200

1,00

0,0025

0,0200

Silikátové kamenivo

Vápencové kamenivo

100

1,00

0,0040

0,0225

1,00

0,0040

0,0225

200

0,95

0,0055

0,0250

0,97

0,0055

0,0250

300

0,85

0,0070

0,0275

0,91

0,0070

0,0275

400

0,75

0,0100

0,0300

0,85

0,0100

0,0300

500

0,60

0,0500

0,0325

0,74

0,0500

0,0325

600

0,45

0,0250

0,0350

0,60

0,0250

0,0350

700

0,30

0,0250

0,0375

0,43

0,0250

0,0375

800

0,15

0,0250

0,0400

0,27

0,0250

0,0400

900

0,08

0,0250

0,0425

0,15

0,0250

0,0425

1000

0,04

0,0250

0,0450

0,06

0,0250

0,0450

1100

0,01

0,0250

0,0475

0,02

0,0250

0,0475

1200

0,00

–

–

0,00

–

–


3/2005

51

NORMY •


Napětí σ ε Es,Θ

Oblast

ʓ OK

εspΘ

Tagʉ

εsp,Θ ≤ ε ≤ εsy,Θ T a^ʉ

ʆ ag ʉ

ʆ ab ʉ

Parametry

ʆ ac ʉ ʆ

Obr. 6 Matematický model pro pracovní diagram betonářské a předpínací oceli při zvýšené teplotě (pro předpínací ocel se zamění index „s“ indexem „p“) Fig. 6 Mathematical model of the stressstrain relationship of reinforcing bars and prestressing steel at increased temperature (for prestressing steel, index “s“ is replaced by index “p“)

gramu uvedeného na obr. 6 a tabulek 2 a, b. Hodnoty maximálních napětí fsy,θ, resp. fpy,θ, jsou vztaženy k charakteristickým hodnotám výztuže fyk, resp. fpk. Pro mezilehlé hodnoty se doporučuje v tabulkách interpolovat. Norma EN 1992-1-2 [5] uvádí ještě jednu tabulku pro betonářskou výztuž, kterou lze však použít pouze pokud se zkouší pevnost výztuže při zvýšené teplotě. Pracovní diagram betonářské oceli je charakterizovaný sklonem v lineární pružné oblasti, mezí úměrnosti fsp,θ a největším napětím fsy,θ při teplotě θ. Diagram lze použít i pro ocel namáhanou tlakem. Pro stanovení redukované charakterisObr. 6a Součinitel ksθ pro snížení charakteristické pevnosti fyk tažené i tlačené výztuže (třída N) Fig. 6a Coefficient ksθ for characteristic strength reduction fyk of both tension and compression reinforcement (class N)

)

( ) a ⎡⎢ a − ( ε − ε ) ⎤⎥ ⎣ ⎦ b ε sy ,θ - ε

0 ,5

2

2

0,5

sy ,θ

fsyΘ 0 – fsy,Θ [1–(ε–εst,Θ)/(εsu,Θ–εst,Θ)] 0 – εsp,Θ = fsp,Θ / Es,Θ / Esεsy,Θ = 0,02; εst,Θ = 0,15; εsu,Θ = 0,20 εst,Θ = 0,05; εsu,Θ = 0,10 Výztuž třídy A: a2 = (εsy,Θ – εsp,Θ)(εsy,Θ – εsp,Θ + c/Es,Θ); b2 = c(εsy,Θ – εsp,Θ)Es,Θ + c2

>ÂSbd]ÂS\

ʆ a^ ʉ

(

2 2 f s p,θ - c + (b / a) ⎡⎢ a - ε sy ,θ - ε ⎤⎥ ⎦ ⎣

εsy,Θ ≤ ε ≤ εst,Θ εst,Θ ≤ ε ≤ εsu,Θ ε = εu,Θ

3O ʉ

ʂ

Modul pružnosti Es,Θ

Funkce

c =

(ε

(f sy ,θ

tické pevnosti betonářské výztuže v závislosti na teplotě θ lze použít redukční součinitele. Redukční součinitelé pro taženou betonářskou výztuž třídy N při εs,fi ≥ 2 % v trámech a deskách, jsou uvedeny v tab. 2a. Grafické zobrazení těchto redukčních součinitelů pro taženou výztuž válcovanou za tepla a tvářenou za studena při εs,fi ≥ 2 % je uvedeno na obr. 6a. Redukční součinitelé pro tlačenou betonářskou výztuž třídy N ve sloupech, tlačených oblastech nosníků a pro taženou betonářskou výztuž třídy N při εs,fi < 2 %, používané při výpočtech příčných průřezů s použitím zjednodušených metod posouzení požární odolnosti, se stanoví ze vztahů: pro 20 °C ≤ θ ≤ 100 °C ks,θ. = 1,00 Obr. 6b Součinitel ks,θ pro snížení charakteristické pevnosti (βfpk) předpínací výztuže Fig. 6b Coefficient ks,θ for characteristic strength reduction (βfpk) of tendon

Y aʉ

- ε sp ,θ

) ) E - 2(f

sy ,θ

- f sp ,θ

s ,θ

2

sy ,θ

- f sp ,θ

)

pro 100 °C < θ ≤ 400 °C ks,θ. = 0,70 – 0,30 (θ – 400) / 300 pro 400 °C < θ ≤ 500 °C ks,θ. = 0,57 – 0,13 (θ – 500) /100 pro 500 °C < θ ≤ 700 °C ks,θ. = 0,10 – 0,47 (θ – 700) / 200 pro 700 °C < θ ≤ 1200 °C ks,θ. = 0,10 (1200 – θ) / 500 grafické znázornění je patrné na obr. 6a. Pro předpínací oceli lze použít stejný matematický model jako pro betonářské oceli – viz obr. 6. Hodnoty parametrů pracovního diagramu za studena tvářených (zst) (dráty a lana), kalených a popouštěných (k & p) (pruty) předpínacích výztuží při zvýšených teplotách, jsou uvedeny v tab. 2b. Hodnota β závisí na volbě třídy A nebo B. Pro třídu A hodnota β je dána vztahem ¨¥ E cR T^Y 3 ^ ´ ¥ T^Y T^Y ´ T^Y · B ©¦ ¸, µ ¦ µ ©ª§ E cY T^Y 3 ^ ¶ § T^Y ¶ T^Y ¸¹ pro třídu B je

β rovno 0,9 (viz tab. 2b).

Y ^ʉ

9OZS\tO^]^]cab\t^ÂSR^\OQdÝhbcÐ^`cbg &

&

BOÐS\tdÝhbcÐ BZOxS\tdÝhbcÐ

$

dtZQ]dO\thObS^ZO^ÂW ʆ aTW r $

ObOÐS\tdÝhbcÐ dtZQ]dO\thObS^ZO WbdO`]dO\thO abcRS\O^ÂW ʆ aTW *

"

HOabcRS\ObdtÂS\t^ÂSR^\OQdÝhbcÐR`tbgOZO\ObÂRO/

"

BOÐS\tdÝhbcÐ

dtZQ]dO\thOabcRS\O^ÂW ʆ aTW r

HOabcRS\ObdtÂS\t^ÂSR^\OQdÝhbcÐR`tbgOZO\ObÂRO0

ʉ I1K

52

"

$

&

"

$

&

ʉ I1K


3/2005

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N Tab. 2a Hodnoty parametrů pracovního diagramu betonářské výztuže válcované za tepla a tvářené za studena třídy N při zvýšených teplotách Tab. 2a Values for the parameters of the stress-strain relationships of hot rolled and cold worked reinforcing steel Class N at elevated temperatures

Volba třídy A nebo B bude uvedena v Národní příloze. Grafické znázornění redukčních součinitelů je patrné z obr. 6b. T E P LOT N Í

Teplota oceli [°C] 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

fsy,θ / fyk Válcované Tvářené za tepla za studena 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,94 0,78 0,67 0,47 0,40 0,23 0,12 0,11 0,11 0,06 0,08 0,04 0,05 0,02 0,03 0,00 0,00

fsp,θ / fyk Válcované Tvářené za tepla za studena 1,00 1,00 1,00 0,96 0,81 0,92 0,61 0,81 0,42 0,63 0,36 0,44 0,18 0,26 0,08 0,08 0,05 0,06 0,04 0,05 0,03 0,03 0,01 0,02 0,00 0,00

Es,θ / Es Válcované Tvářené za tepla za studena 1,00 1,00 1,00 1,00 0,90 0,87 0,80 0,72 0,70 0,56 0,60 0,40 0,31 0,24 0,13 0,08 0,09 0,06 0,07 0,05 0,05 0,03 0,02 0,02 0,00 0,00

A FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

BETONU A VÝZTUŽE

Teplotní poměrné přetvoření betonu εc,θ je stanoveno ve vztahu k délce při 20 °C. Grafické znázornění je patrné z obr. 7, kde θ je teplota betonu. Specifické teplo suchého betonu (u = 0 %) se silikátovým i vápencovým kamenivem v závislosti na teplotě betonu je θ, je znázorněno na obr. 8. Při teplotě 100 °C se začíná měnit skupenství obsa-

MERCEDES-BENZ VE STUTTGARTU

žené vody, proto tvar grafu závisí na vlhkosti betonu u. Na obr. 8 je vyznačena špička grafu při vlhkosti betonu u = 1,5 %, popř. u = 3 % váhy betonu; mezilehlé hodnoty lze interpolovat. Teplotní vodivost betonu λc pro normální betony v závislosti na teplotě betonu θ je vyznačena na obr. 9. Teplotní roztažnost betonářské a předpínací oceli ε (θ) je stanovena ve vzta-

MUZEUM

Na konec května 2006 je ve Stuttgartu pro návštěvníky z celého světa připravováno otevření nového muzea automobilů značky Mercedes-Benz. Termín zvolila společnost Daimler Chrysler tak, aby těsně předcházel zahájení mistrovství světa ve fotbale, které se uskuteční v německém Mnichově. Budova výšky 48 m bude stát na malém umělém návrší proti vstupu do hlavního výrobního závodu společnosti ve Stutgartu-Untertürkheim. Návštěvníci tak budou mít možnost seznámit se s legendární značkou přímo v centru jejího světa. V roce 2001 bylo vyzváno deset architektonických kanceláří k vypracování návrhu projektu nového muzea. Nejúspěšnějším se stal a kontrakt nakonec získal tým nizozemského UN Studia van Berkel & Bos. Konstrukce je navržena bez rohů a hran ve tvaru dvojité šroubovice z monolitického betonu. Muzeum bude zabírat plochu pouhých 3 500 m2 z celkové plochy pozemků 60 000 m2, které budou po dokončení stavby architektonicky upraveny. Citlivě a osobitě navržená budova nabídne až 17 000 m2 výstavních ploch - dostatek prostoru pro „cestu“ z minulosti přes přítomnost do budoucnosti automobilu s charakteristickým symbolem hvězdy. Poté co se návštěvník dostane vnitřními výtahy k vrcholu budovy, bude mít možnost vybrat si ze dvou spirálovitých galerií a sestupovat expozicemi sbírek legendární značky, jež budou v devíti úrovních zahrnovat až 180 modelů aut v různých úpravách prezentace s využitím nových médií za podpory klasických výstavních technik i nejmodernější elektroniky. StaBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

hu k délce při 20 °C. Teplotní roztažnost v závislosti na teplotě betonářské a předpínací výztuže je vyznačena na obr. 10. N ÁV R H O V É M E T O DY EN 1991-1-2 uvádí v zásadě tři možnosti návrhu s přihlédnutím k požární odolnosti: • návrh s využitím tabulek, • zjednodušenou metodu návrhu pro určité typy prvků,

vební práce na této unikátní budově probíhají nepřetržitě od položení základního kamene 17. září 2003. Hrubá stavba všech částí muzea, výstavního objektu, technického zázemí, služeb, arény a patrových garáží, byla dokončena v lednu 2005. Dle odborníků leží návrh a zejména realizace projektu nového muzea na hranici současných technických možností. Je výzvou pro betonové stavebnictví a zejména pro dodavatele bednící techniky. Hlavní dodavatel stavby DaimlerChrysler Immobiliengesellschaft in Berlin úzce spolupracuje s konsorciem „Nové muzeum Mercedes-Benz“, které za účelem realizace tohoto projektu vytvořily společnosti Ed. Züblin AG a Wolff & Müller GmbH & Co. KG, Stuttgart. jm

Z časopisů: BETON 12/2004, Verlag Bau+Technik, str. 598–602, Beton- und Stahlbetonbau April 2005, Ernst & Sohn W. Co., Heft 4, str. 325–331

3/2005

53

NORMY •


Teplota oceli θ [°C]

Třída A 1,00 1,00 0,87 0,70 0,50 0,30 0,14 0,06 0,04 0,02 0,00 0,00 0,00

20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

fpy,θ / (β fpk) zst Třída B 1,00 0,99 0,87 0,72 0,46 0,22 0,10 0,08 0,05 0,03 0,00 0,00 0,00

Ep,θ / Ep

fpp,θ / (β fpk)

εpt,θ

εpu,θ

k&p

zst

k&p

zst

k&p

zst, k & p

zst, k & p

1,00 0,98 0,92 0,86 0,69 0,26 0,21 0,15 0,09 0,04 0,00 0,00 0,00

1,00 0,68 0,51 0,32 0,13 0,07 0,05 0,03 0,02 0,01 0,00 0,00 0,00

1,00 0,77 0,62 0,58 0,52 0,14 0,11 0,09 0,06 0,03 0,00 0,00 0,00

1,00 0,98 0,95 0,88 0,81 0,54 0,41 0,10 0,07 0,03 0,00 0,00 0,00

1,00 0,76 0,61 0,52 0,41 0,20 0,15 0,10 0,06 0,03 0,00 0,00 0,00

0,050 0,050 0,050 0,055 0,060 0,065 0,070 0,075 0,080 0,085 0,090 0,095 0,100

0,100 0,100 0,100 0,105 0,110 0,115 0,120 0,125 0,130 0,135 0,140 0,145 0,150

Tab. 2b Hodnoty pro parametry pracovního diagramu za studena tvářených (zst) (dráty a lana), kalených a popouštěných (k & p) (pruty) předpínacích výztuží při zvýšených teplotách Tab. 2b Values for the parameters of the stress-strain relationships of cold worked (zst) (wires and strands) and quenched and tempered (k & p) (bars) prestressing steel at elevated temperatures Obr. 7 Teplotní roztažnost betonu (∆l/l)c .103 Fig. 7 Thermal expansivity of concrete (∆l/l)c .103

Obr. 8 Specifické teplo betonu cpΘ pro 3 různé vlhkosti Fig. 8 Specific heat of concrete cpΘ for 3 different moisture levels ;`\{bS^Z]PSb]\c Q ^ Q 8YU9

! BS^Z]b\`]hbOÐ\]abPSb]\c $Z Z Q

$ "

AWZWYtb]d{ YO[S\Wd]

&

c+!

$ "

c+#

& $

& $

Dt^S\Q]d{ YO[S\Wd]

"

"

QO 1

"

$

&

c+

"

$

&

Obr. 10 Teplotní roztažnost oceli (Δl/l)s .10–3 Fig. 10 Thermal elongation of steel (Δl/l)s .10–3

Obr. 9 Teplotní vodivost betonu λc Fig. 9 Thermal conductivity of concrete λc

$Z Z Q !

L Q E [ 9

& $

& $

"

"

A^]R\

[Sh

0Sb]\tÂaYt dÝhbcÐ

&

&

6]`\ [Sh

$ "

>ÂSR^\OQ dÝhbcÐ

$ "

QO 1

"

$

&

QO 1

54

BS^Z]bO QO 1

"

$

&

• obecnou metodu návrhu pro modelování konstrukčních prvků, částí nebo celé konstrukce. Vysvětlení návrhových metod s příklady výpočtu bude uvedeno v dalších číslech časopisu. Tento příspěvek byl vypracován za přispění grantu MSM 6840770001. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.. katedra betonových konstrukcí a mostů ČVUT FSv, Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 354 633 e-mail: [email protected]

Literatura: [1] EN 1990: Basis of Design. European CEN 04/2002. Zavedená v ČR jako ČSN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí, ČSNI 03/2004 [2] EN 1991-1-1: Actions on structures – General actions – Densities, self-weight and imposed loads. European CEN 04/2002. Zavedená v ČR jako ČSN EN 1991-1-1: Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Část 1-1: Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení budov, ČSNI 03/2004 [3] EN 1991-1-2: Actions on structures – General actions – Actions on structures exposed to fire. European CEN 04/2002. Zavedená v ČR jako ČSN EN 1991-1-2: Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Část 1-2: Zatížení konstrukcí při požáru, ČSNI 08/2004 [4] prEN 1992-1-1: Design of concrete structures – General – Common rules for building and civil engineering structures. Bude zavedena v ČR jako ČSN EN 1992-1-1: Navrhování betonových konstrukcí – Obecně – Část 1-1: Obecná pravidla pro pozemní a inženýrské stavby, bude vydána ČSNI v r. 2006 [5] prEN 1992-1-2: Design of concrete structures – General – Structural fire design. Bude zavedena v ČR jako ČSN EN 1992-1-2: Navrhování betonových konstrukcí – Obecně – Část 1-2: Navrhování na účinky požáru, bude vydána ČSNI v r. 2006 [6] Wald F. a kol.: Výpočet požární odolnosti stavebních konstrukcí, ISBN 80-0103157-8, Vydavatelství ČVUT Praha 2005


3/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

MORGER & DEGELO Přední švýcarští architekti Morger & Degelo se narodili v roce 1957. Meinrad Morger vystudoval architekturu na HTL ve Winterthuru a na ETH v Curychu. V roce 1980 byl na jednoleté praxi v Bratislavě. V letech 1984–88 pracoval v Basileji pro Michaela Aldera a v architektonické kanceláři Metron ve Windisch-Bruggu. Pracoval také jako asistent na ETH v Curychu (1987–88, 1992–93) a v letech 1998–2000 zde působil i jako hostující lektor. Heinrich Degelo studoval průmyslový design a návrhářství interiérů na Škole designu v Basileji (1980–83). V roce 1983 absolovoval studijní pobyt v USA a Mexiku a v letech 1984–86 pracoval pro ateliér Herzog & de Meuron. Roku 1988 Morger a Degelo založili vlastní ateliér v Basileji. Mezi jejich prvními projekty byla mateřská škola v Basileji a po něm následovaly návrhy dalších škol a také projekty obytných budov. Pozoruhodným objektem je jejich Polyfunkční dům v Basileji (1991–1996). Architekti doplnili stávající blok hybridní stavbou ve tvaru L, a zároveň tak obnovili přestávkový dvůr sousedního gymnázia. Z ulice nenápadný dům ve svém interiéru skrývá podzemní sportoviště, doplňkové školní prostory – specializované učebny a dvacet devět bytů. Tvář města Basileje změnila výšková budova architektů Morgera a Degela s názvem Messeturm (1998-2003) neboli „Veletržní věž“. Nazelenalý skleněný blok rozšiřuje etymologii slova mrakodrap o další významy. Svým horizontálním blokem v podnoži, který přejímá rozměry okolních budov, se snaží zakořenit. S výškou 105 metrů by se mu to možná ve většině evropských měst podařilo, ne však ve švýcarském podnebí. Areál basilejských veletrhů je zde také na evropské poměry nezvykle blízko středu města. Veletrhy zkrátka potřebovaly více místa. Servisní centrum a vedení veletrhů se nachází v dostupnosti eskalátorů ve spodní části vykonzolované hmoty, ve zbytku podnože leží restaurace a konferenční místnosti. Ve věži s výhledem do tří států (Francie, Německo, Švýcarsko) jsou hotel (5. až 14. podObr. 1 Polyfunkční dům v Basileji [1]


laží) a pronajímatelné kancelářské plochy (15. až 30. podlaží). V posledním patře se nalézá bar s vyhlídkou a technické zázemí stavby. Za skleněnými panely s výškou přes celá podlaží zůstává lehce čitelný železobetonový skelet. Ve 24 metrů vykonzolované podnoži umožňuje diagonální ocelová konstrukce obří prostory beze sloupů. Touha architektů po hlubokém prožitku potvrzuje řešení detailů a volba materiálů. Fasády, střechy i podhled jsou celé obloženy skleněnými panely. Typická podlaží (5.–30.) chrání dvojitá fasáda, která se skládá z vnějšího pevného zasklení s ochranou proti slunečnímu záření a vnitřního skleněného pláště s tepelnou ochranou. Meziprostor slouží k odvětrávání a obsahuje i protisluneční lamely. Ve spodních podlažích tvoří fasádu trojité zasklení s ochranou proti slunečnímu záření. Vysoce ceněn je návrh Lichtenštejnského muzea výtvarného umění (1997–2000) ve Vaduzu. Architektonický návrh vytvořený za spolupráce architektů Morgera, Degela a Kereze, představuje jednoduchou a jasně strukturovanou stavbu o půdorysu 60 x 25 metrů a 12 metrů vysokou. Pro budovu je charakteristický nejen její kompaktní tvar, ale především černá zrcadlově lesklá fasáda z ručně hlazeného a leštěného tmavého betonu s prosvítajícími drobnými kamínky. Nezvyklého vzhledu bylo dosaženo pomocí betonové směsi s přesně stanovenými poměry zeleného a černého porfyru o různé velikosti zrn, který byl namíchán s říčním štěrkem z řeky Untervaz. Jako pojiva bylo použito portlandského cementu a popílku s přidáním černého pigmentu. Plocha fasády byla pískována, manuálně leštěna a impregnována voskem, a tím bylo dosaženo zrcadlového efektu. Zvláštní úpravě fasády údajně předcházel složitý proces. Architekt Degelo měl koncem roku 2004 v Praze přednášku, kde informoval o zvláštní přípravě technologie povrchových úprav Lichtenštejnského muzea, kterou prý nejprve zkoušeli na tzv. cvičné stěně. Když bylo dosaženo požadovaných výsledků a pracovní postup byl dostatečně prozkoumán, trvalo prý půl roku než deset dělníků dokončilo povrchové úpravy fasády. V muzeu je šest výstavních prostor. Dva čtyři metry vysoké sály se nacházejí v přízemí. Jeden je bočně osvětlován díky

3/2005

55

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 3 Lichtenštejnské muzeum výtvarného umění [4] Literatura: [1] časopis Stavba [2] HeidelbergCement Central Europe: Krása skrytá v betonu – katalog výstavy fotografií betonových staveb [3] http://www.archiweb.cz [4] Croft C.: Concrete Architecture, Laurence King Publ. 2004

Obr. 2 Veletržní věž v Basileji Obr. 5 Interiér Lichtenštejnského muzea výtvarného umění [4]

oknu v severní části, druhý je osvětlen uměle. Do horního patra vede centrální schodiště, kolem kterého jsou rozvrženy další čtyři přirozeně osvětlené místnosti o výšce 5,5 metru s rozdílnými půdorysy propojené kruhovým koridorem. Lichtenštejnské muzeum navenek individuálně představuje zcela uzavřenou stavbu, avšak uvnitř překvapí návštěvníky uvážlivým dělením prostoru a množstvím denního světla. kj, jm

Obr. 4 Detail fasády Lichtenštejnského muzea [4]

56


3/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

CENY BRITSKÉ

BETONÁŘSKÉ SPOLEČNOSTI ZA ROK 2004 PRO ZDAŘILÉ SANACE A REKONSTRUKCE BETONOVÝCH OBJEKTŮ L A W N R O A D ( I S O K O N ) F L AT S Bytový komplex Isokon Flats na Lawn Road, Camden NW3, navržený architekty z kanceláře Wells Coates a otevřený v roce 1934, byl plánován jako architektonický a sociální experiment minimalistického moderního městského bydlení. Mezi jeho nájemníky patřily známé osobnosti, např. Agatha Christie, Walter Gropius a Henry Moore. Od roku 1945 budova chátrala a postupně se stala neobyvatelnou. Přesto zůstala vzorem britského Hnutí moderní architektury a je evidována v seznamu národních památek I. stupně (obr. 1 až 4). V roce 2000 vyhrál tým Notting Hill Housing Group soutěž, kterou sponzorovala radnice londýnské čtvrti Camden o záchranu a regeneraci bytového bloku. Regenerovaný blok měl poskytnout dvacet pět garsoniér, velký střešní byt s terasami a deset jednopokojových bytů. Dokonalost betonu Wells Coates, který měl větší praxi jako stavební inženýr než architekt, vytvořil moderní a skulpturální blok s velkými souvislými povrchy z bílého betonu. Výsledný vzhled budovy býval často srovnáván se zaoceánským parníkem. Coates v návrhu bytových jednotek pro „novou společnost“ využil moderní funkcionalistický design ve všech jeho aspektech včetně nábytku a bytového vybavení. Nájemníci vytvořili kosmopolitní komunitu složenou z návrhářů, spisovatelů, politiků a umělců a)

a)

a objekt se stal ohniskem intelektuálního života Hampsteadu v 30. letech. Dlouhodobá životnost Změna vlastnictví bytového komplexu s postupujícími léty vyústila v dekády zapomnění. Nerovnoměrný tlak na základy způsobil naklonění budovy o 150 mm směrem k ulici Lawn Road, přesto stavba obklopená mohutnými stromy zůstává zásluhou monolitické vyztužené betonové konstrukce pozoruhodně nedotčena. A co více, navzdory letům saturace betonu vodou z poškozené střechy a krytiny balkonů, bylo možno konstrukci opravit tradičními technikami sanace betonu a jeho povrchu. Design a konstrukce S ohledem na představy o návrhu Jacka a Holly Pritchardových, kteří koupili pozemek v roce 1930 s úmyslem postavit rodinný domek, ale později se rozhodli, že by jim více vyhovoval bytový dům, Wells Coates usoudil, že nejvhodnějším

b) Obr. 1 Isokon Flats otevřené v roce 1934 a) interiér střešního bytu Jacka a Holly Pritchardových, b) zmodernizovaný skulpturální blok srovnávaný se zaoceánským parníkem

materiálem pro stavbu bude železobeton. Zdá se, že jeho volba byla vedena spíše jeho architektonickými záměry než stavebními požadavky. V té době totiž Hnutí moderních architektů objevilo „volnost forem“ betonu a považovalo beton za atraktivní, protože poskytoval žádaný hladký povrch zdí. Nosnou konstrukci budovy tvoří příčné železobetonové rámy s vnějšími železobetonovými zdmi tlustými 114 mm, zevnitř obloženými korkovou izolací. V té době to byl průkopnický počin, který pravděpodobně předcházel inovaci společností Ove Arup a Tecton v Highpointu, jež ve stavbě spojovaly architektonické a konstrukční prvky. Jako nosné prvky byly v Highpointu využity příčné železobetonové stěny. Obr. 2 Zrenovovaný jednopokojový byt, a) kuchyňka, b) koupelna

b)

Obr. 3 Zrekonstruovaný byt se zachovalým minimalistickým nábytkem a vybavením


3/2005

57

SPEKTRUM SPECTRUM

a)

b)

Důvod, proč architekt Coates s dodavatelem železobetonu Helical Bar and Engineering Co Ltd využili skelet místo nosných stěn a plochých stropních desek, je nejasný. Nejpravděpodobnější vysvětlení úzce souvisí s nařízeními LCC Building, podle kterých musel být betonový skelet užit jako náhrada za dříve užívané ocelové rámové konstrukce. Neobvyklé rysy Návrh čtyřpatrového bytového bloku je jednoduchý, sloupy jsou rozmístěny na jeho přední a zadní straně po 3,25 m a podporují železobetonové T nosníky nesoucí stropy z dutých keramických tvárnic Helicon. Dělicí zdi se skládají ze dvou spojených pemzo-betonových bloků s dutinou. Vnitřní příčky jsou z nosného podkladu omítky Bricanion o tloušťce 50 mm. Hladký povrch stěn byl dosažen užíváním ocelového bednění a ocelové rámy dveří posloužily jako ztracené bednění pro dveřní otvory. Hodnocení poroty Bytový dům se stal uznávanou architektonickou ikonou s klasickým modernistickým designem. Objekt je dobře zrekonstruovaný, přičemž byla dostatečně zachována jeho původní konstrukce. Budova z roku 1934 předstihla svou dobu a díky monolitické železobetonové konstrukci překonala i zub času. Nové povrchové úpravy záměrně nemaskovaly stále kvalitní originální povrch. Zůstal zachován jednoduchý původní design, i když bylo potřeba provést několik úprav. O originalitě a atraktivitě budovy svědčí fakt, že během kolaudace se před ní vytvořila fronta lidí, kteří si zde chtěli koupit byt. Vlastník: Architekt: Design: Hlavní dodavatel:

58

Notting Hill Housing Group Avanti Architects Isokon Trust Makers UK Ltd

c)

S A LT E R S H A L L Salters Company je jedna z dvanácti londýnských firem (tzv. Great City Livery Companies), jejichž historie se datují již od 14. století. V květnu 1941 bylo původní sídlo firmy na Bread Street zničeno požárem, o 35 let později se společnost přestěhovala na Fore Street. Salters Hall na Fore Street, Londýn EC2, postavená podle návrhu architektů Basila Spence, Bonnigtona a Collinse (v současnosti The John S Bonnington Partnership), poskytuje tři druhy služeb: • úřední sídlo firmy, • sál Livery Hall je místem zábavy a pohostinnosti, • čtyři patra vysoce kvalitních kanceláří k pronájmu různým organizacím. Prvky designu Železobetonová skeletová konstrukce budovy je postavená na pilotových základech. Nejvýraznějším architektonickým prvkem je schodiště vyložené do prostoru za půdorys objektu. Vykonzolováním Livery Hall a hlavního schodiště přes základní objem budovy byly získány větší prostory. Charakteristickým rysem objektu je bílý pohledový beton s žebrovanou strukturou povrchu, kamenicky opracovaného a pemrlovaného pro dosažení dekorativního efektu. Všechen bílý beton s kamenivem Hopton Wood byl míchán na stavbě, aby bylo dosaženo požadované kvality, barvy a pevnosti. Beton, který nebyl určen na povrch budovy, byl již předpřipraven a pumpován na místo. Beton vystavený povětrnosti, pouze příležitostně natíraný, má i po třiceti letech od dokončení stavby stále krásný vzhled. Kromě zvláštní povrchové úpravy pohledového betonu obsahuje návrh objektu několik dalších zajímavých konstrukčních prvků. Stropní konstrukce tvoří 240 mm silné desky v rastru 6,7 x 7,6 m s centrálním sloupem. Pro přenos smyku

Obr. 4 Vnější konstrukce zchátralá po „dekádách zapomnění“, rok 2001, a) zadní trakt a fasáda budovy, b) zkorodovaná výztuž a odprýskávající beton, c) parapet střešní terasy s markýzou nad balkonem v nižším podlaží

na styku sloupu a desky byla použita prefabrikovaná tuhá ocelová výztuž. Ocelové konstrukce byly předvrtány, aby jimi mohla projít tyčová výztuž a bylo dosaženo kombinovaného efektu. Během stavby byla věnována velká pozornost hutnění betonu kolem ocelových prvků. Architektonická koncepce Hlavní schodiště Great Hall tvoří dramatický přesah ve směru k vyvýšené cestě pro pěší. Stěny i schodišťové desky včetně kazetového podhledu byly betonovány na místě. Během stavby bylo vykonzolované schodiště podepřeno montážním lešením. Architektonická koncepce požadovala, aby vnější spodní hrana schodiště byla trvale o 75 mm výše. K zajištění požadavku byly pečlivě analyzovány všechny varianty stálého zatížení. Po odstranění podpůrného lešení skutečně zůstala vnější spodní hrana vykonzolované schodišťové podesty o 75 mm nad vodorovnou úrovní. Bílý beton Hlavní hala nemá vnitřní sloupy a její podlahová deska je konzolovitě vyložená za linii obvodových sloupů o úroveň níže. Tloušťka desky je 900 mm, stálé zatížení od vlastní váhy bylo sníženo dutinami o průměru 600 mm vyplněnými polystyrénem a rozmístěnými po 920 mm. Polystyrénové výplně byly při lití přivázány, aby odolaly vztlakovým silám. Spodní líc vykonzolované desky byl lit z bílého betonu. Na celou stavbu bylo spotřebováno 830 t ocelové výztuže, z nichž 136 t bylo využito v deskách (stropní a podlahové) hlavní haly a 7 t pro vykonzolované scho-


3/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 5 Lešení pod konzolovou schodišťovou věží

Obr. 6 Detail kamenických povrchových úprav

Obr. 7 Průčelí budovy směrem k St. Alphage Gardens

Obr. 8 Konzolové schodiště

diště. V době výstavby Salters Company nechtěla vyzradit cenu projektu, přesto fondy nebyly neomezené a nezbytným požadavkem pro všechny profese byla efektivita. Po třech dekádách si budova stále udržuje svůj vzhled, což svědčí o dobře vyprojektovaném a zrealizovaném železobetonu. Hodnocení poroty I 30 let po dokončení je klient s objektem sloužícím stále svým původním účelům spokojen. Vykonzolováním haly a hlavního schodiště byl dobře využit prostor. Hlavním prvkem designu je bílý pohledový beton. Přestože je občas barven, aby byl upraven jeho vzhled, je to stále pozoruhodná budova bez stop po dešti nebo trhlin. Kamenicky štípaný a pemrlovaný beton s žebrovanou strukturou reprezentuje původní vysoký standard technického návrhu i realizace. Klient: Architekt: Inženýr konzultant: Hlavní dodavatel:

Salters Company John S Bonnington Partnership FaberMaunsell Ashby & Horner

Concrete For the Construction Industry, Nov./Dec. 2004, Vol. 38, No. 10, pp. 41–47, kj, jm

Obr. 9 Kamenické povrchové úpravy a konzolové schodiště BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2005

59

SPEKTRUM SPECTRUM

EVROPSKÁ MIES VAN

CENA ZA SOUČASNOU ARCHITEKTURU DER ROHE AWARD 2005

Slavnostní vyhlášení vítěze Evropské ceny za současnou architekturu – Ceny Miese van der Rohe 2005 se konalo 11. 4. 2005 v Barceloně za účasti Jána Figeľa, evropského komisaře pro vzdělání a kulturu, barcelonského starosty Joana Cloase, vítězů ceny, členů poroty a Nadace Miese van der Rohe, která udělování ceny organizuje od roku 1986. Vítěznou realizací Evropské ceny za současnou architekturu – Ceny Miese van der Rohe 2005 se stala nová budova Nizozemské ambasády v Berlíně od Rema Koolhaase a Ellen van Loon, OMA (Office for Metropolitan Architecture). Nové Nizozemské velvyslanectví se nachází v městské části Rolandufer, která je jedním z nejstarších míst Berlína, ve čtvrti „Berlin-Mitte“, kterou dříve procházela Berlínská zeď. Ministerstvo zahraničních věcí ve svém programu požadovalo objekt, který by se odlišoval od městské zástavby. Uzavření tradičního berlínského bloku stavbou Nizozemské ambasády bylo záměrem urbanistického členění. Nizozemské velvyslanectví je druhou stavbou ateliéru OMA v Berlíně splňující veškeré požadavky svých zadavatelů. Spirálovitě stočený objekt na uliční straně uzavírá stávající blok, ale při pohledu od Sprévy vystupuje jako nezávislý solitér – osmipodlažní skleněný kubus o hra-

ně 27 metrů, kterým po vzoru Guggenheimova muzea v New Yorku prochází jeden spojitý prostor. Koolhaas zakódoval do stavby odkaz na historický význam Berlínské zdi. Hlavní myšlenkou domu byla tzv. „trajektorie“ – 200 metrů dlouhý kontinuální vnitřní veřejný prostor, který vede z ulice až na střechu. Krajina rozmanitých schodišť, ramp a chodeb meandruje podél fasády a zpřístupňuje různé úrovně podlaží (tzv. „split-level-system“). Statický systém určilo vrstvení funkcí na sebe: nosné stěny mezi „trajektorií“ a různě velkými pracovními místnostmi zároveň slouží k ukrytí kuchyněk, skladů a toalet. Vznikla tak proměnlivá dynamika uvnitř budovy, která zvenku vyhlíží jako obyčejná prosklená kostka. Dvojitá fasáda slouží k pasivnímu vytápění i ochlazování interiéru. To, co nejprve vypadalo jako labyrint, se nakonec vše nachází na jedné chodbě, a navíc je horizontálně i vertikálně logicky uspořádané. Statické nezbytnosti, sled funkcí a prostorové požadavky klienta tak byly přetransformovány do působivého, dramaturgicky komponovaného, esteticky a tektonicky komplexního objektu. Zvláštní ocenění pro začínající architekty obdržel Basketbar v Utrechtu od Pietera Bannenberga, Waltera van Dijk, Kamiela Klaase a Marka Linnemanna, NL Architects. Nizozemští architekti tedy vyhráli vše, co se dalo vyhrát.

Výběr vítěze probíhal v několika kolech od prvního zasedání poroty v Barceloně v lednu 2005. Devítičlenná porota, které předsedala minulá vítězka Ceny Miese van der Rohe 2003 anglická architektka Zaha Hadid, vybírala z 242 nominovaných projektů z 30 evropských zemí. Tyto projekty byly nominovány téměř stočlennou skupinou národních architektonických organizací a nezávislých mezinárodních odborníků, kteří mají právo nominovat projekty ve všech evropských zemích. Kritériem výběru nejlepších projektů je naplňování odkazu díla Miese van der Rohe – oceněn může být pouze projekt, který je tvůrčí, avantgardní, technicky inovativní a vyniká kvalitou jak své koncepce, tak i realizace. Všechny nominované projekty musely být realizovány mezi začátkem roku 2003 a koncem roku 2004. Cena je tradičně udělována v Pavilonu Miese van der Rohe v Barceloně. Program udělování ceny zahrnoval i přednášku vítěze ceny Rema Koolhaase. Vítěz hlavní Ceny za současnou architekturu obdrží € 50 000 a vítěz Zvláštního ocenění pro začínající architekty obdrží € 10 000. Před udělením Hlavní ceny porota vždy Obr. 1a, b Vítězná realizace Nizozemské ambasády v Berlíně (Rem Koolhaas, Ellen van Loon/OMA)

a)

60


b)

3/2005

STAVEBNÍ

navštíví pět projektů posledního finálového kola, kterými tentokrát byly: • Budova Swiss Re, Londýn, Velká Británie – Foster and Partners: Norman Foster • Obchodní dům Selfridges & Co, Birmingham, Velká Británie – Future Systems: Jan Kaplický a Amanda Levete [3] • Forum 2004 Esplanáda a Fotovoltaická výroba, Barcelona, Španělsko – Martínez Lapena – Torres Arquitectos: José Antonio Martínez Lapena, Elías Torres Tur • Městský stadion, Braga, Portugalsko – Souto Moura Arquitectos: Eduardo Souto de Moura • Nizozemská ambasáda, Berlín, Německo – Office for Metropolitan Architecture (OMA): Rem Koolhaas, Ellen van Loon Porota dále vybrala 28 projektů mimořádných kvalit, které se spolu s vítěznými a finálovými projekty objeví v katalogu ceny za rok 2005 a budou v následujících dvou letech putovat evropskými městy v rámci rozsáhlé výstavy, díky

které se evropská veřejnost může seznámit s nejzajímavějšími současnými stavbami. Potěšitelné je, že v katalogu se objeví dvě z celkového počtu 10 českých nominací na Cenu Miese van der Rohe – Obchodní dům Selfridges od Future Systems anglického architekta českého původu Jana Kaplického a Klášter trapistů Nový Dvůr v Teplé u Toužimě od Pawson Architects anglického architekta Johna Pawsona. ČESKÉ

CENU MIESE ROHE 2005: • Rekonstrukce a dostavba sportovního areálu na Kraví hoře v Brně (DRNH Architekti: Antonín Novák, Petr Valenta, Klára Košťálová, Radovan Smejkal) • Rekonstrukce Arcidiecézního muzea v Olomouci (HŠH Architekti: Petr Hájek, Tomáš Hradečný, Jan Šépka) [1] • Klášter trapistů Nový Dvůr v Teplé u Toužimě (Pawson Architects: John Pawson; Jan Soukup) [2] • Rodinný dům v zahradě v Říčanech (FACT: Radek Lampa, Zdeněk Korch, Vladimír Krajíc, Libor Monhart) NOM I NAC E NA

VAN DE R

K O SN PS ET KR TURKUCM E SPECTRUM

Literatura: [1] Beton v architektuře, příloha BETON TKS 2005 [2] BETON TKS 3/2003, str. 17–18 [3] BETON TKS 2/2005, str. 52

• Obchodní dům Selfridges & Co, Birmingham, Velká Británie (Future Systems: Jan Kaplický a Amanda Levete) [3] • Obřadní síň v Turnově (Ateliér 6, s. r. o.: Libor Čížek, Ondřej Moravec, Michal Nekola, Radek Šíma) [1] • Logistický terminál v Písku (Ateliér KAVA: Tomáš Novotný, Tomáš Zmek, Jan Karásek, Pavel Škorpil, Marcela Koukolová) • Továrna na svítidla v Praze (Hoffman Rajniš Architekti: Patrik Hoffman, Martin Rajniš) • Dům v kožichu s deštníkem v Mladé Boleslavi (SEA: Petr Suske) • Administrativní budova Alpha v Praze (Studio A: Jan Aulík, Jakub Fišer, Veronika Müllerová) Z podkladů České komory architektů zpracovala Kateřina Jakobcová

1500

PROJEKTŮ V PRVNÍM ROČNÍKU CELOSVĚTOVÉ SOUTĚŽE HOLCIM AWARDS – 11 Z ČESKÉ REPUBLIKY Od listopadu minulého roku vyzývaly všechny odborné časopisy zaměřené zejména na architekturu a stavebnictví architekty, stavební inženýry, urbanisty a další experty k účasti v celosvětové soutěži Holcim Awards for Sustainable Construction. K datu uzávěrky přihlášek 7. dubna 2005 organizátoři zaregistrovali více jak 1500 projektů z celého světa. V současné době zasedá odborná porota složená ze světově uznávaných expertů na oblast architektury a stavebnictví, aby vybrala ty nejlepší a nejoriginálnější z nich. Slavnostní večer, na kterém budou předány tři hlavní ceny, tři čestná uznání a další podpůrné ceny, se uskuteční postupně v pěti kontinentech světa letos na podzim. Evropští vítězové budou oceněni 15. září v Ženevě. Výherci zároveň postoupí do velkého světového finále, které proběhne v roce 2006. Vyhlašovatelem soutěže je nadace Holcim Foundation, která ve spolupráci s vybranými odborníky, resp. představiteli partnerských univerzit (Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, Švýcarsko, Massachusetts Institute of Technology, Boston, USA, Tongij University, Šanghaj, Čína, University of Sao Paulo, Brazílie a University of the Witwatersrand, Johannesburg, Jižní Afrika) vytvořila hodnotící komisi. Nadace Holcim Foundation vyhlásila soutěž s cílem podpořit inovační, progresivní a efektivní projekty v oblasti prosazování myšlenky trvale udržitelného rozvoje ve výstavbě. Všechny přihlášené projekty musely přitom splňovat kritéria trvale udržitelného rozvoje, kterými byly inovace, etické standardy, ekologicBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

ký přístup, ekonomická efektivnost a estetická hodnota. Více jak 90 % přihlášených projektů splňovalo formální podmínky a postoupilo do výběrového procesu. Téměř polovina z nich byla v anglickém jazyce, třetinu tvořily projekty španělsky hovořících účastníků a zbytek představovaly práce v portugalštině a francouzštině. Nejvíc přihlášených projektů v rámci Evropy bylo zaregistrováno ze Španělska (107), na druhém místě se ve statistikách umístilo Německo a Itálie (33), překvapivě vysoký zájem projevili účastníci z Rumunska (23) a Srbska a Černé Hory (20). Česká republika skončila na devátém místě těsně za Slovenskem a Maďarskem (sedmé místo). Evropské země poslaly do soutěže dohromady 378 projektů. Nejvyšší počet v celosvětovém měřítku byl zaznamenán ze zemí Latinské Ameriky (588). Výsledky soutěže a vítězné projekty s celkovou výškou dotace 2 miliony USD budou postupně vyhlašovány v září tohoto roku na jednotlivých kontinentech – v Pekingu, Bostonu, Ženevě, Johannesburgu a v Rio de Janeiru, kde budou předány ceny v hodnotě 220 000 amerických dolarů na jeden region. Tři vítězné projekty postoupí do celosvětového kola, které se uskuteční v polovině roku 2006, a budou mít šanci bojovat o 900 000 amerických dolarů. Z tiskové zprávy společnosti Holcim, a. s. připravila Kateřina Jakobcová

3/2005

61

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SKONČILO 15.

SYMPOZIUM

– „SANACE 2005“

Sdružení pro sanaci betonových konstrukcí pořádá každoročně v květnu mezinárodní sympozium s názvem „SANACE“. Letošní setkání, již patnácté, probíhalo ve čtvrtek a pátek 12. a 13. května. Sympozium se již dostalo do podvědomí odborné veřejnosti, neboť se ho letos zúčastnil rekordní počet odborníků – 370 a doprovodné výstavy se zúčastnilo 32 firem. Všechny došlé příspěvky jsou uveřejněny ve sborníku konference. Nejzajímavější příspěvky byly předneseny autory v průběhu sympozia. Místo konání sympozia bylo již tradičně zvoleno v železobetonové rotundě pavilonu „A“ na Brněnském výstavišti. V úvodu sympozia byla předána ocenění za „Nejlepší diplomovou práci“ (obhájenou v roce 2004), za „Sanační dílo roku 2004“, za „Sanační materiál roku 2004“ a byla oceněna „Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí“. Oceněna byla diplomová práce „Polymerní povrchové systémy úpravy čerstvých betonů proti vysychání“ Ing. Pavly Matulové, absolventky VUT FAST. Práce vznikla pod odborným vedením Prof. Ing. R. Drochytky, CSc. Jako „Sanační dílo roku 2004“ byla vybrána „Oprava mostu přes ulici Hapalova v Brně“, kterou provedla firma FIRESTA – Fišer, rekonstrukce, stavby, a. s. (obr. 1). Jako „Sanační materiál“ byla vybrána pro své skvělé vlastnosti hydroizolační malta „MONOCRETE MONOMIX XP TH“, dodávaná firmou BETOSAN, s. r. o. Jako „Významná osobnost roku v oboru sanací“ byl oceněn Ing. Zdeněk Kadlec, který stál u zrodu SSBK a celý svůj odborný život věnoval sanacím betonových konstrukcí. Toto ocenění si plně zaslouží. Odborná část sympozia byla po přednesení zdravic význačných osobností zahájena čtyřmi vyzvanými přednáškami zahraničních účastníků. Odpolední jednání bylo zahájeno blokem „Průzkum, diagnostika, projektování“, garant: Doc. Ing. L. Hobst, CSc. V mnou připraveném referátu jsem stručně zhodnotil jedenáct došlých příspěvků, které se daly obecně rozdělit na příspěvky teoretické,

které popisují nové metody průzkumu, chování konstrukcí a nové normy, a praktické, které se zabývají praktickými zkušenostmi z průzkumu stavebních konstrukcí. V dalším jednání pokračoval blok s názvem „Sanace a zesilování betonových konstrukcí, metody, technologické postupy, příklady“. Do tohoto bloku bylo zařazeno celkem jedenáct příspěvků. Garant Doc. Ing. J. Tomek, CSc., ve svém souhrnném referátu charakterizoval jednotlivé příspěvky. Zdůraznil význam zesilování konstrukcí FRP lamelami a vnášení dodatečného předpětí do konstrukcí volnými kabely. Poslední odpolední blok měl název „Sanace montovaných a spřažených konstrukcí, aplikace principů trvale udržitelného rozvoje do oblasti sanací“. V tomto v současnosti velmi aktuálním bloku bylo celkem deset příspěvků. Po krátkém souhrnném referátu vyzval garant bloku Prof. RNDr. Ing. P. Štěpánek, CSc., čtyři přednášející, jejichž příspěvky nejlépe vystihovaly rozsáhlou problematiku tohoto bloku. První den jednání sympozia byl ukončen společenským setkáním – rautem v „Moravské chalupě“. Druhý den sympozia začal projednáváním tematiky „Vady, poruchy betonových konstrukcí a nové technologie sanací“, garant: Doc. Ing. J. Dohnálek, CSc. Účastníci sympozia se v tomto bloku seznámili s poruchami, které vznikly na železobetonových konstrukcích většinou chybným přístupem výstavby a u některých konstrukcí autoři uvádí opatření jak vadám a poruchám předcházet. Na něj navazoval blok číslo pět s názvem „Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí“ jeho garantem byl Ing. Z. Jeřábek, CSc. V tomto bloku bylo přihlášeno pět příspěvků a část z nich se týkala využití vodního paprsku na úpravu povrchů železobetonových konstrukcí před vlastní sanací. Další část se zabývala použitím vodního paprsku na odstraňování maleb na zdech (GRAFFITI). Poslední blok měl název „Progresivní sanační materiály“. Tento blok byl snad nejvíce zastoupen a ve sborníku je uvedeno šestnáct příspěvků. Garant Prof. Ing. R. Drochytka, CSc., měl těžkou úlohu, aby vybral nejzajímavější referáty. Ze širokého spektra témat příspěvků získali účastníci encyklopedický rozhled o tomto tak rychle se rozvíjejícím oboru. Diskusí k probíraným blokům skončil druhý den sympozia i vlastní sympozium (pominu-li následující oběd, který byl příjemnou tečkou celého sympozia). Závěrem je možné konstatovat, že patnácté sympozium „SANACE“ splnilo svůj účel a bylo dobře zorganizováno, na čemž má velkou zásluhu Ing. Hana Némethová. Počet účastníků jak tuzemských, tak zahraničních díky odborné kvalitě rok od roku roste. Na sympoziu jsou uváděny nejnovější poznatky z praxe i z výzkumu, a to nejen od nás, ale též ze staveb v Rakousku, Německu, na Slovensku a Ukrajině. Neformální setkání účastníků jak během přestávek mezi jednotlivými odbornými bloky, tak během večerního rautu přináší nejen nová přátelství, ale i nové odborné a obchodní vazby mezi jednotlivými účastníky sympozia. Při loučení se všichni shodli, že se již těší na setkání na mezinárodním sympoziu „SANACE 2006“. Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc.

62


3/2005

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

RECENZE J A R O S L A V N A V R ÁT I L : P Ř E D P J AT É B E T O N O V É K O N S T R U K C E Akademické nakladatelství CERM, Brno Primárním cílem publikace, jejímž autorem je jeden z nejpřednějších odborníků v oblasti předpjatého betonu, je osvětlit základní principy chování předpjatých betonových prvků a konstrukcí. V úvodu práce jsou podrobně popsány vlastnosti používaných materiálů, zejména pro předpjatý beton důležitá část týkající se dotvarování, smršťování a stárnutí betonu. Pro porozumění podstaty předpjatého betonu a pro správný návrh předpjaté konstrukce je pro inženýra naprosto nezbytná znalost technologie, kterou se v návaznosti na materiálové vlastnosti podrobně zabývá další kapitola. Je definována používaná terminologie, jsou vysvětleny základy technologie a jsou uvedeny předpínací systémy a postupy nejčastěji používané v předpjatém betonu. Tato část publikace je doplněna mnoha instruktivními obrázky z praxe, původními schématy a vizualizacemi. Takřka vyčerpávajícím způsobem a vždy v souvislosti s dříve uvedenými údaji o technologii předpínání jsou dále popsány změny (ztráty) předpětí. Kromě přesného řešení výpočtu ztrát jsou uváděna i možná zjednodušení využitelná pro přibližný výpočet a napomáhající pochopení problematiky. Podstatnou částí publikace jsou však kapitoly věnující se určení velikosti předpětí a účinků předpětí na staticky určité a staticky neurčité konstrukce metodou ekvivalentního zatížení. Pro návrh předpětí je doporučena především metoda vyrovnání zatížení, podrobně je však popsána i metoda pro určení přípustné zóny polohy kabelu resp. tlakové čáry. V návaznosti je velmi podrobně vysvětlena statická analýza postupně budovaných předpjatých konstrukcí. Poznatky z předchozích kapitol o materiálových vlastnostech, určení velikosti a účinků předpětí jsou zde využity při řešení reologických účinků na konstrukce, a to jak v uza-

PRODEJ

JEDNOTLIVÝCH ČÍSEL ČASOPISU Dovolujeme si upozornit čtenáře, kteří mají zájem o jednotlivá čísla časopisu, tzn. že nechtějí využívat pohodlí předplatného, kdy jim pošta doručí každé číslo časopisu až do schránky, na možnost nákupu časopisu v několika prodejnách odborné literatury a v redakci časopisu: Knihkupectví Fraktály Betlémské náměstí 169/5a 110 00 Praha 1 otevřeno: celý týden včetně soboty a neděle od 10 do 20 hodin www.fraktaly.cz BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

vřené formě, tak především numerickými metodami. Při tvorbě statického modelu pro časovou analýzu konstrukce jsou uplatněny obecné zásady modelování předpětí s přímými odkazy na předchozí kapitoly. V publikaci je rovněž řešena mezní únosnost předpjatých betonových prvků namáhaných osovou silou, ohybem, smykem a kroucením a dále analýza kotevní oblasti s referencí na základy mezní plastické analýzy metodou příhradové analogie popsané v dodatku. V kapitolách pro posouzení mezní únosnosti jsou uvedena rovněž konkrétní doporučení pro praxi týkající se zjednodušujících předpokladů, kombinačních pravidel či vyztužování. Zajímavý je rozbor vlivu sekundárních účinků předpětí v mezním stavu únosnosti konstrukce. V závěrečné kapitole jsou shrnuty principy posouzení mezních stavů použitelnosti. Publikace není prostým výkladem žádné z národních norem. Důraz je naopak kladen na vysvětlení podstaty předpjatého betonu, jeho technologie a statického působení. Tyto principy jsou uváděny do kontextu s ustanoveními českých národních norem a především s nadnárodními předpisy CEB-FIP 1990 a Eurocode 2. Pro řešení složitých problémů statické analýzy a posouzení předpjatého betonu jsou v práci uvedeny moderní, především numerické metody vyznačující se obecností řešení. Popisované jevy a metody jsou z důvodů pedagogických zásadně objasňovány „od jednoduššího ke složitějšímu“, což napomáhá ke snazšímu pochopení problému. Některé kapitoly jsou doplněny číselným řešením příkladů statické analýzy a dimenzování nosných prvků. Ke srozumitelnosti probírané tématiky přispívá i velmi dobrá grafická a jazyková úroveň a jednotné zpracování obrázků. Publikace je sice primárně určena studentům 4. a 5. ročníku stavebních fakult, ale svým pojetím a kvalitou si získala oblibu i u stavebních inženýrů – statiků, o čemž svědčí skutečnost, že za šest měsíců prodeje prvního vydání bylo prodáno více než 400 výtisků. Prof. Ing. Vladimír Křístek, DrSc.

Prodejna Akademického nakladatelství CERM Veveří 95 (Stavební fakulta), 662 37 Brno otevřeno: v pondělí a ve středu od 8 do 17 hod., v úterý a ve čtvrtek od 8 do 15 hodin a v pátek od 8 do 13 hodin Prodejna technické literatury v Praze-Dejvicích, bohužel, ukončila prodej časopisu v roce 2004. Při nákupu časopisu v redakci doporučujeme předem telefonickou domluvu termínu. Jednotlivá čísla časopisu je možno si vypůjčit v Národní knihovně ČR, Státní technické knihovně a Městské knihovně hl. m. Prahy, Moravské zemské knihovně v Brně, v krajských knihovnách v Karlových Varech, v Havlíčkově Brodu, v Pardubicích, ve Zlíně, ve vědeckých knihovnách v Českých Budějovicích, v Kladně, v Plzni, v Ústí nad Labem, v Liberci, v Hradci Králové, v Ostravě a v Olomouci a ve fakultních knihovnách v Praze, Brně a Ostravě. 3/2005

63

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KO N FE R E N C E A SYM P OZ IA V

ČR

P ER FOR MANCE BASED R EHAB I LITATION OF R EI N FORCED CONCR ETE STR UCTU R ES – CON R EP N ET mezinárodní konference • tematic network CONREPNET • concrete repair standard • european approaches to concrete repair and some recent advances/innovations Termín a místo konání: 23. června 2005, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz P R EFAB R I K ACE A B ETONOVÉ DÍ LCE 3. konference • normy, předpisy, technická legislativa, jakost a geometrická přesnost • kvalitní a atraktivní povrch betonových dílců • uložen, ložiska montovaných konstrukcí, stykové plochy spřažení • progresivní výrobky a komponenty • chyby, závady a rekonstrukce montovaných staveb Termín a místo konání: 5. a 6. října 2005, Dům hudby, Pardubice Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz ŠKOLEN Í EC2 Termín a místo konání: 18. a 25. října 2005, Masarykova kolej, Praha 20. a 27. října 2005, Hotel International, Brno Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz B ETONÁŘSKÉ DNY 2005 + V ÝSTAVA B ETON 2005 12. mezinárodní konference • nové projekty a navrhování, technologie a provádění • výzkum a nové materiály • pohledový beton a speciální design betonu • filmy s tématikou betonu a betonových staveb Termín a místo konání: 30. listopadu až 1. prosince 2005, KC Aldis, Hradec Králové Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz CONCR ETE STR UCTU R ES FOR TR AF F IC N ET WOR K 2. středoevropský betonářský kongres transport infrastructure development Termín a místo konání: 21. a 22. září 2006, Hradec Králové Kontakt: e-mail: [email protected], www.cbz.cz ZAHRANIČNÍ

KO N FE R E N C E A SYM P OZ IA

UTI LIZ ATION OF H IGH STR ENGTH/H IGH P ER FOR MANCE CONCR ETE 7. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 20. až 24. června 2005, Washington, D.C., USA Kontakt: e-mail: [email protected], www.concrete.org, dále viz BETON TKS 1/2005 AESE 2005 - ADVANCES I N EXP ER I M ENTAL STR UCTU R AL ENGI N EER I NG 1. mezinárodní konference Termín a místo konání: 19. až 21. července 2005, Nagoya, Japonsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.ncvb.or.jp/ncc_e dále viz BETON TKS 1/2004 GLOBAL CONSTR UCTION: U LTI MATE CONCR ETE OP PORTU N ITI ES 6. mezinárodní kongres Termín a místo konání: 5. až 7. července 2005, Dundee, Skotsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.ctucongress.co.uk dále viz BETON TKS 3/2004

64

CONSTR UCTION MATER IALS, CON MAT`05 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. srpna 2005, Vancouver, Kanada Kontakt: e-mail: [email protected], [email protected], www.civil.ubc/conmat05, dále viz BETON TKS 4/2004 TH E CONCEPTUAL AP P ROACH TO STR UCTU R AL DESIGN 3. oborová konference Termín a místo konání: 25. až 26. srpna 2005, Singapore Kontakt: CI-PREMIER PTE LTD, 150 Orchard Road #07-14, Orchard Plz. Singapore 238841, Republic of Singapore, e-mail: [email protected], www.cipremier.com F I B R E R EI N FORCED CONCR ETE I N P R ACTICE 1. středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 8. a 9. září 2005, Štýrský Hradec, Rakousko Kontakt: e-mail: [email protected], www.cbz.cz, dále viz BETON TKS 1/2005 CONCR ETE AN D R EI N FORCED CONCR ETE DEVELOP M EN D TR EN DS mezinárodní konference Termín a místo konání: 5. až 9. září 2005, Moskva, Rusko Kontakt: e-mail: [email protected], [email protected], dále viz BETON TKS 2/2005 STR UCTU R ES AN D EXTR EM E EVENTS IABSE symposium Termín a místo konání: 14. až 16. září 2005, Lisabon, Portugalsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.iabse.org, dále viz BETON TKS 2/2005 STR UCTU R AL CONCR ETE AN D TI M E fib symposium Termínu a místo konání: 28. až 30. září 2005, La Plata, Argentina Kontakt: e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 4/2004 CONCR ETE R EPAI R, R EHAB I LITATION AN D R ETROF IT TI NG Mezinárodní konference Termín a místo konání: 21. až 23. listopadu 2005, Kapské město, Jihoafrická republika Kontakt: e-mail: [email protected], www.civil.uct.ac.za/iccrrr/ dále viz BETON TKS 3/2004 OP ER ATION, MAI NTENANCEAN D R EHAB I LITATION OF L ARGE I N F R ASTR UCTU R E P ROJ ECTS, B R I DGES AN D TU N N ELS IABSE conference Termín a místo konání: 15. až 17. května 2006, Kodaň, Dánsko SECON D F I B CONGR ESS Termín a místo konaní: 5. až 8. června 2006, Neapol, Itálie Kontakt: The Secretariat, 2006 fib Naples Congress, fib ITALIA, Dept. of Structural Analysis and Design, University of Naples Federico II, via Claudio, 21 - 80125 Naples, Italy, fax: +39 081 768 3491, e-mail: [email protected], www.naples2006.com CONCR ETE SOLUTION 2. mezinárodní konference o opravách betonových konstrukcí • risk management • repairing fire damaged structures • elecrochemical repair of structures Termín a místo konání: 27. až 29. června 2006, St. Malo, Bretaň, Francie Kontakt: e-mail: [email protected], www.concrete-solutions.info


3/2005

CÍL A ODBORNÉ ZAMĚŘENÍ KONFERENCE 3. konference věnovaná prefabrikaci a prefabrikovaným betonovým a smíšeným konstrukcím naváže na velmi úspěšnou 2. konferenci pořádanou Českou betonářskou společností ČSSI v roce 2003 ve spolupráci s tehdy čerstvě vzniklou Asociací výrobců betonové prefabrikace. Segment prefabrikace urazil od roku 2003 v rámci betonového stavitelství ČR opět kus cesty ve svém vývoji. Jeho průvodními znaky jsou stále rychlejší přizpůsobování sortimentu vyráběných dílců potřebám stavebního trhu, narůstající variabilita prvků, široká aplikace betonů definovaných vlastností a kombinování betonu s dalšími stavebními materiály. Rychlý rozvoj je patrný i v šíři možností a nabídce povrchových úprav dílců a v jejich přesnosti a komplexní kvalitě. Konference Prefabrikace a betonové dílce 2005 se opět zaměří průřezově na aktuální stav prefabrikace jako svébytného oboru betonového stavebnictví a její možnosti na trhu ČR a EU, a to v celé šíři problematiky a nových poznatků. Speciální pozornost letošního ročníku bude věnována kvalitě povrchu dílců a stykovým plochám při spřahování jednotlivých částí konstrukcí. Naši odborníci, kteří zastupují ČR ve světových betonářských svazech a orgánech, seznámí účastníky s novinkami v evropských normách a předpisech a uvedou příklady inspirativních realizací montovaných betonových konstrukcí. Snahou organizátorů je připravit pro účastníky konference opět hodnotnou tematicky zaměřenou akci doprovázenou kvalitním sborníkem příspěvků a množstvím bezprostředně využitelných odborných a informačních materiálů. Velký prostor bude dán i prezentaci zajímavých technologií a dílců na doprovodné výstavě a diskuzím k jednotlivým tematickým okruhům. V rámci dvoudenní konference se připravuje i společenský večer. TEMATICKÉ OKRUHY KONFERENCE A B C D E F G H I

Vyzvané přednášky předních odborníků z ČR a zahraničí Normy, předpisy, technická legislativa Jakost a geometrická přesnost Kvalitní a atraktivní povrch dílců z betonu Uložení dílců, ložiska u montovaných konstrukcí Stykové plochy spřažení u montovaných konstrukcí: výpočet, detaily, realizace Prefabrikované konstrukce – navrhování a realizace, novinky Progresivní výrobky a komponenty Chyby, závady a rekonstrukce montovaných staveb

VĚDECKÝ VÝBOR Ing. Pavel Čížek, Ing. Michal Mikšovský, předseda, Ing. Ladislav Šašek, CSc., Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., místopředseda, Ing. Jan Tichý, CSc. , Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Ing. Petr Vorel, ml. TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ Konference se bude konat ve středu 5. října a ve čtvrtek 6. října 2005 v Koncertním sále Domu hudby v Pardubicích, Sukova třída. Doprovodná výstava se bude konat ve foyeru sálu.

CÍL A NÁPLŇ 12. BETONÁŘSKÝCH DNŮ 2005 Konference Betonářské dny si postupně buduje výjimečné postavení mezi tuzemskými konferenčními akcemi v oboru stavebnictví svojí odbornou úrovní, rozsahem programu i bohatou společenskou stránkou, které dávají výjimečnou příležitost k setkání v závěru roku všem, kdo se pohybují profesně nebo třeba jen svým zájmem v oboru betonu, betonových konstrukcí a betonového stavebnictví. I v roce 2005 se bude pořádající Česká betonářská společnost ČSSI a organizátor konference ČBS Servis, s. r. o., snažit, aby se pomyslná laťka Betonářských dnů, která v loňském roce 2004 přilákala do Hradce Králové již více než 800 účastníků, v letošním roce 2005 opět o kousek posunula. Cílem 12. Betonářských dnů 2005 bude proto opět seznámit účastníky s nejvýznačnějšími betonovými konstrukcemi uplynulého roku v České republice a s nejdůležitějšími novinkami v oblasti navrhování i provádění betonových konstrukcí, které se od loňských Betonářských dnů objevily. V programu bude opět několik přednášek význačných zahraničních odborníků, které budou věnovány velkým zahraničním stavbám z betonu a některým aktuálním trendům současného betonového stavebnictví. Velký prostor bude jako již tradičně dán odborným diskuzím a neformálním setkáním. Program přednášek bude probíhat paralelně ve dvou sálech, ve třetím sále budou po loňském úspěchu opět promítány odborné filmy a počítačové prezentace, tentokrát ale nejen tuzemské provenience, nýbrž i filmy o významných světových stavbách z betonu zapůjčené ze zahraničí. Součástí odborného programu Betonářských dnů bude již osvědčená sekce posterů a také již tradiční dvoudenní Výstava BETON 2005 – viz samostatná pozvánka, která bude rozesílána v polovině června 2005. Jednání konference bude zahájeno jako každoročně zahajovací recepcí a doplněno tradičním společenským večerem. Betonářské dny se vloni bez problémů přesunuly do nového místa konání – prostorného a velmi dobře vybaveného kongresového centra (KC) ALDIS v Hradci Králové. ČBS pevně věří, že si i v roce 2005 najdou svoji cestu na Betonářské dny opět všichni ti, kteří se kromě získání technických poznatků a účasti na betonářské výstavě chtějí v příjemném prostředí také setkat se svými pracovními kolegy a obchodními přáteli. TEMATICKÉ OKRUHY A Blok vyzvaných přednášek B Významné realizace C Nové projekty a navrhování D Výzkum a nové materiály E Technologie a provádění F Pohledový beton a speciální design betonu G Filmy s tematikou betonu a betonových staveb VĚDECKÝ VÝBOR Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. Jan Kupeček, Doc. Ing. Karel Lorenz, CSc., Ing. Michal Mikšovský, Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc., Ing. Vlastimil Šrůma, CSc. – místopředseda, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. – předseda TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ Konference se bude konat ve středu 30. listopadu a ve čtvrtek 1. prosince 2005 v prostorách Kongresového centra (KC) ALDIS v Hradci Králové. Větší část programu přednášek proběhne

S VA Z

VÝROBCŮ CEMENTU

S VA Z

V ÝROBC Ů B ETON U

ČESKÁ

ČR

ČR

B ETONÁŘSK Á SP OLEČ NOST

SDRUŽENÍ

ČSSI

P R O S A N AC E B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í

2005 S ANACE A REKONSTRUKCE

Recommend Documents