2006 P REFABRIKACE

1/2006

PR E FAB R I K AC E

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

14/

PODPORUJÍCÍ

ČASOPIS

NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

SOUTĚŽ ČBS

O VYNIKAJÍCÍ

BETONOVOU KONSTRUKCI

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

VISUTÉ

PŘEDPJATÉ

28/

KONSTRUKCE

OBRAZOVÁ

REPORTÁŽ Z NÁVŠTĚVY VE VÝROBNĚ PREFABRI-

STŘECHY

OD NÁVRHU K VÝSTAVBĚ

KOVANÝCH DÍLCŮ

3/ P

BUDOV

V O O R B I J G R O E P B . V.

V

AMSTERDAMU

ĚT LET

PREFABRIKACE NA

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

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

PRAHU TŘETÍHO MILÉNIA

5 7/

REM KOOLHAAS

54/

REKONSTRUKCE DIVADLA LA SCALA V MILÁNĚ

/21 /36

Ročník: šestý Číslo: 1/2006 (vyšlo dne 16. 2. 2006) 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., MBA Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorka: Kateřina Jakobcová, Distribuce: Petra Johová

OBSAH ÚVODNÍK /2

Vlastimil Šrůma

TÉMA P ĚT LET PR E FAB R I K AC E Pavel Čížek

NA PR AH U TŘ ETÍ HO M I LÉ N IA

/3

NORMY • K AR BONATAC E

J AKOST

•

C E RT I F I K AC E

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

B ETON U , DR U HY C E M E N TŮ

ČSN EN 206-1 Břetislav Teplý, Markéta Chromá, Pavel Rovnaník, Pavla Rovnaníková A DOP OR UČ E N Í

P RO F I LY S P OL EČ NOST SCIA – CAE, CAD A CIM SOF T WA R E PRO STAVE B N IC T VÍ

/10

P OZNÁM K A

/39

EN 1992-1-1 Jaroslav Navrátil

A MONOLITIC KÝC H KON STR U KC Í

/12

NA STAVBÁC H

S TAV E B N Í S OUTĚŽ ČBS

KONSTRUKCE O V YN I K A J ÍC Í

/14

B ETONOVOU KONSTR U KC I

V ISUTÉ PŘ E DPJATÉ Jiří Stráský

STŘ EC HY

– 2.

DÍ L

/21

K ONSTR U KC E B U D OV Pavel Čížek

OD NÁVR H U K V ÝSTAV B Ě

/28

SAN ACE O BVODOVÉ

STE NY B U D OV A KON ŠTR U KC I E

Z P ÓROB ETÓN U Z A LIATE PR I P OVODN I

Svetozár Balkovic

M AT E R I Á L Y O B R AZOVÁ

/32

R E P ORTÁ Ž Z NÁVŠTĚV Y VE V ÝROB N Ě

/36

Tisk: Libertas, a. s., Drtinova 10, 150 00 Praha 5

Z AVÁDĚ N Í EN 1992-1-2: „N AV R HOVÁ N Í B ETONOV ÝC H KONSTR U KC Í – ČÁST 1-2: N AV R HOVÁN Í NA Ú Č I N KY P OŽ ÁR U “ D O PR AXE – ZJ E DNODUŠE N É M ETODY NAVR HOVÁN Í Jaroslav Procházka, Ladislava Tožičková / 4 9

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]

SPEKTRUM

Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH

/44

R E KO NSTR U KC E DIVADL A L A S CAL A V M I L ÁN Ě

/54

R E M K OOLHA AS

/57

CO

/60

JE

CCC?

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 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány.

AKTUALITY

A TECHNOLOGIE

PR E FAB R I KOVA NÝC H DÍ LC Ů V OOR B I J G ROE P B.V. V A MSTE R DAM U Pavel Čížek

/42

Z AVÁDĚ N Í EN 1992-1-1: „N AV R HOVÁN Í B ETONOV ÝC H KONSTR U KC Í “ DO PR AXE – Z TUŽU J ÍC Í STĚ NY Jaroslav Procházka, Iva Broukalová

Ilustrace na této straně a na zadní straně obálky: Mgr. A. Marcel Turic Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

K R E L A X AC I PŘ E DPÍ NAC Í

V ÝZTUŽE DLE

S K ANSK A DIVIZE B ETONOVÉ KON STR U KC E – V ÝH ODY KOM B I NAC E PR E FAB R I KOVANÝC H

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Luděk Bogdan, Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Gärtner, 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. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing.Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, PhD, Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

R EŠE RŠE

Z AH R . ČASOPISŮ

/62

Foto na titulní straně: Obytný dům v Oslo, Norsko, foto: V. Šrůma

R EC E NZE

KN I H

/63

BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

S E M I N ÁŘ E ,

KON FE R E NC E A SYM P OZ IA

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

/64 1

P RV OO FDI L Y Ú EDITORIAL

VÁŽENÍ

1/2006

PR E FAB R I K AC E

2

ČTENÁŘI,

Držíte v ruce už 31. číslo našeho časopisu, první číslo v pořadí již 6. ročníku. Časopis BETON Technologie-Konstrukce-Sanace je sice ještě mladinkým, přesto už ale jubilantem, má za sebou 5 let existence. Za těchto pět prvních let 21. století se podstatně změnil svět kolem nás. Aniž jsme si povšimli nějakého zjevného předělu, doznělo eruptivní desetiletí porevolučních transformací všeho druhu, včetně rozporuplné přestavby našich myslí a našich vlastních snů a horizontů. V něčem možná zklamáni, v mnohém ale určitě posíleni tvoříme dnes už legitimní součást propojeného evropského prostoru a to, co nazýváme ještě před pár lety neznámým pojmem globalizace, spíš než by sráželo, zatím nadnáší většinu z nás. Za krátkou dobu trvání našeho časopisu se přiblížil HDP České republiky na obyvatele o 9 procentních bodů průměru zemí EU-25 (z 64 % na 73 %) a průměrná reálná měsíční mzda vzrostla téměř o 22 %. Hospodářství ČR rostlo průměrným tempem 3,5 % a naše stavebnictví dokonce 4 %. Budoucí vývoj v nejbližších letech vůbec nevypadá špatně a pro leckoho jistě nemá až takový význam, nakolik je to výslednicí příznivých souvislostí nebo plodem šťastných okolností, a nakolik cílevědomým, invenčním i houževnatým nasazením mnohých z nás, kteří krok za krokem, často navzdory nevyvětranému prostředí starých časů, posouvají věci a procesy směrem k normálním, kultivovaným poměrům rozvinuté občanské společnosti. Náš časopis se snažil a snaží držet s vývojem kolem nás krok a pro nás pro všechny, kdo se na jeho přípravě a produkci podílíme, jsou skutečným potěšením a současně velkým závazkem jeho rostoucí obliba, signalizovaný přínos rozvoji tuzemského betonu a pochopitelně i slušné renomé, kterému se dnes časopis těší jak mezi odborníky v ČR, tak i u našich zahraničních partnerů a přátel. Mnozí z vás, čtenářů, mohou snadno sáhnout do knihovny nebo archivu pro první číslo ročníku 2001 a prolistováním porovnat pět let starou „minulost“ s aktuálním číslem, které právě čtete. Rozsah časopisu jsme zvýšili z 48 na 64 stran, zúžením jinak charakteristických barevných okrajů a přechodem na třísloupcové uspořádání textu a modernějším řezem písma jsme výrazně zvýšili kapacitu každé stránky. Zkvalitnili jsme vazbu časopisu a postupným tlakem na autory, DTP studio i tiskárny podstatně zlepšili kvalitu fotografií a vůbec veškeré grafiky. Změnou, která možná není tak vizuálně patrná, ale jak věříme, pro vás čtenáře, neméně důležitá, je postupný proces obsahového zkvalitňování časopisu. Jednoduše trvalá snaha redakce (a redakční rady) sestavit jeho obsah tak, aby byl jak maximálně užitečný, tj. obsahově co nejpřínosnější, tak i zajímavý a vizuálně co nejatraktivnější. Opakovaně na těchto místech mluvíme o několika

funkcích, jakýchsi posláních časopisu, které mu byly jeho čtyřmi sudičkami, čtyřmi zakladatelskými svazy, které dodnes stojí za jeho vydavatelstvím, dány do vínku: (1) informovat a vzdělávat, (2) podporovat a prezentovat, (3) sdružovat a bavit. Tuto trojjedinost několika základních rolí má náš časopis vepsánu v pomyslném erbu a tu se snaží a i nadále bude snažit sledovat a co nejlépe naplňovat. Náš časopis je prostě specializovaným technickým časopisem o betonu v relativně malé, desetimilionové zemi, a proto má průřezový, obsahově konsensuální charakter. Je tedy velmi pravděpodobné, že ne každého čtenáře v něm okamžitě zaujme vše. Z průzkumu, který jsme provedli před necelým rokem jasně vyplynulo, že např. jednotliví platící abonenti časopisu od něj očekávají především informace z oblastí „Teorii betonových konstrukcí, statika a dynamika, navrhování, software“ (24 %), a méně je zajímají oblasti „Technologie výroby betonu + technologie výstavby betonových konstrukcí“ (10 %) a „Jakost, prokazování shody, technické a právní předpisy okolo výrobků a staveb“ (10 %). Jedná se totiž v převážné míře o jednotlivé projektanty, kteří v časopise hledají především pomůcky a bezprostředně použitelné návody pro navrhování betonových konstrukcí. Čtenáři časopisu ze středních a větších organizací naopak již zmíněnou oblast „Technologie výroby betonu + …“ jasně preferují (21 %) a méně zajímavá je pro ně právě oblast „Teorii betonových konstrukcí, …“ (13 %). Redakce našeho časopisu si je odlišnosti priorit těchto dvou skupin čtenářů dobře vědoma a snaží se je v rámci obsahové náplně časopisu přiměřeně vyvažovat. Příjemné je, že všechny segmenty čtenářů volají po „Podnětných příkladech realizací, designu a architektury staveb z betonu“ (23 %) a po „Novinkách a přínosných technických informacích ze zahraničí“ (22 %). Proto také můžete od minulého ročníků najít v časopise podstatně více článků o architektuře a povrchovém designu staveb z betonu a proto se také snažíme zařazovat např. přehledy vynikajících betonových konstrukcí oceněných v partnerských evropských zemích. Touto cestou chce jít časopis v nejbližších letech. Na vás, laskavé i kritické čtenáře se budeme i nadále čas od času obracet s kratšími anketami i zásadnějšími dotazníky, abychom touto zpětnou vazbou získali cenné informace a podněty pro rozvažování, kudy a jak s časopisem dál. Budeme rádi, když k tomu postupně budete stále více využívat i možností, které jsme pro vás připravili na našich zásadně přepracovaných a rozšířených webových stránkách www.betontks.cz. BETON TKS vždy byl a nadále jistě i bude živým organizmem, projektem, který se bude trvale vyvíjet tak, jak se vyvíjí i realita kolem nás. Pět let je na nějaké přílišné bilancování koneckonců stejně krátká doba. Popřejme proto našemu časopisu raději společně vše dobré a začtěme se s chutí do dalších stránek prvního čísla nového ročníku. Vlastimil Šrůma Ředitel vydavatelství časopisu BETON TKS


1/2006

TÉMA TOPIC

PĚT

LET PREFABRIKACE NA PRAHU TŘETÍHO MILÉNIA FIVE YEARS OF PREFABRICATION ON THE THRESHOLD OF THE THIRD MILLENIUM

P AV E L Č Í Ž E K Betonová prefabrikace zavedením vysokopevnostních a vysokohodnotných betonů spolu s prudkým rozvojem výrobních technologií, zejména samozhutnitelného betonu, dosahuje stále vyšší technické, kvalitativní a estetické parametry. S příznivým rozvojem prefabrikace a jejími pozitivními vlastnostmi je bezprostředně nutné obeznámit účastníky výstavby rozhodující o použití stavebních materiálů a technologií ve výstavbě. Concrete prefabrication is achieving higher and higher technical, quality and aesthetic parameters thanks to the introduction of high-strength and high-quality concretes and fast development of production technologies, particularly self-compacting concrete. The participants in the construction process who decide about the use of building materials and technologies in construction should be informed about the favourable progress of prefabrication and its benefits.

Naším aktuálním úkolem je představit beton v celé šíři jeho pozitivních vlastností, jakožto materiál, jemuž patří budoucnost. Nestačí naše přesvědčení, že jsme dobří a že máme dobré výsledky. O tom musí být přesvědčeni především architekti a klienti, kteří rozhodují o výběru materiálů a konstrukcí. A o tom je musí v prvé řadě přesvědčit především v celé své šíři rozvětvená betonářská obec. Z toho vyplývá důležitost cílené propagace betonu, která není dostatečná, zvlášť v porovnání s ocelářským průmyslem, koncentrovaným do mamutích a finančně silných výrobních závodů, kontrolujících celý řetězec činností od surovinových zdrojů přes výrobu materiálů a široké palety produktů až po produkci stavební.

Mezinárodní kongres „Meet the future of precast concrete“ pořádaný BIMB (Bureau International du Béton Manufacturé) se konal 11. až 14. května 2005 v nizozemském Amsterdamu. Na kongresu byl hodnocen vývoj betonové prefabrikace v prvních pěti letech třetího milénia. Panuje shoda, že v tomto období došlo k výraznému kvalitativnímu posunu a přesvědčení, že tento trend bude pokračovat. Během odborného programu bylo předneseno jedno sto referátů. Součástí kongresu byly i tři výstavy: prezentace 67 významných firem (obr. 1, 2, 3), výstava oceněných konstrukcí v soutěži BIMB a výstava studentských prací v oboru aplikace prefabrikace pro drobnou architekturu. Na závěr se uskutečnily dvě odborné exkurze. Pořadateli kongresu byl vydán reprezentativní sborník v tištěné i digitální formě. Obě verze jsou k dispozici v kanceláři ČBS v Praze. V článku reflektuji jen některé skutečnosti a poznatky, o kterých se domnívám, že jsou pro naši odbornou komunitu inspirativní. BETON

A P R E F A B R I K A C E V E R S U S O S T AT N Í K O N S T R U K Č N Í

M AT E R I Á LY

Prefabrikované konstrukce, dílce a zboží jsou součástí nesmírně rozsáhlé oblasti betonového stavitelství. V názvosloví prefabrikovaný beton bychom měli klást přednostně důraz na slovo beton, kterému konkurují jiné konstrukční stavební materiály, přednostně ocel, cihla a dřevo, které se při výstavbě nejvíce používají. Musíme si uvědomit, že první impuls o výběru a použití konstrukčního stavebního materiálu dávají stavebník či jím pověřený projektant – architekt. Obr. 1 Celkový pohled do výstavního sálu Fig. 1 General view of the exhibition hall Obr. 2 Model prefabrikovaného rodinného domu z lehkého betonu Fig. 2 Model of a prefabricated house built of lightweight concrete Obr. 3 Model styku kruhový sloup – nosník – dutinový panel Fig. 3 Model of a joint between a circular column – girder – hollow panel BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

3

TÉMA TOPIC

Betonářský průmysl je ve srovnání s ocelářským značně rozdrobený. Výrobci cementu jsou sice bohaté společnosti, ale daleko méně podporují marketing a průmyslová odvětví, která využívají cement pro svou výrobu. Také nemají dostatečný kontakt s architektonickou obcí a dalšími činiteli, kteří rozhodují o výběru materiálů pro výstavbu. Podstatnou součástí betonářského průmyslu jsou výrobci a dodavatelé betonové směsi – transportbetonu, sdružení ve svých asociacích a mající svou strategii. Totéž se dá říci o výrobcích prefabrikovaných dílců a betonářského zboží, kteří se však více věnují propagaci svých firem. Obě skupiny soutěží spíše mezi sebou, místo aby soutěžili s konkurencí, pracující s jinými materiály: ocelí, dřevem, zdivem či jinou substancí. Propagace betonu prostřednictvím různých asociací s nedostatečným finančním zázemím, které mezi sebou často soutěží, neprospívá betonovému stavitelství jako celku. Rozdílné zájmy jednotlivých účastníků betonového stavitelství by měly být prvoplánovaně podřízeny společnému zájmu všech: zvyšování produkce a její kvality. V tomto směru by mohla sehrát významnou roli nezisková organizace, kterou je u nás ČBS. HISTORIE Prefabrikace, ačkoli velice mladé odvětví, má v betonovém stavitelství již téměř stopadesátiletou historii. Pro současnost a zejména budoucnost je důležité si uvědomit jednotlivé vývojové etapy prefabrikace a tyto v jejím budoucím směřování reflektovat. Věk objevů v letech 1850 až 1960 je charakterizovaný průkopnictvím, vývojem standardů a kritérií, zaváděním předpínání v letech 1930 až 1940 pro mostní nosníky a železniční pražce, zaváděním výroby dutinových dílců a žebrových TT panelů v padesátých letech. Určujícím pro toto období byla schopnost vyrábět. Věk kvality v letech 1960 až 2000 je charakterizovaný přitažlivostí a vzrůstem výroby prefabrikovaných dílců a konstrukčních soustav. Vznikaly nové výrobní závody, inženýrské a stavební společnosti, zabývající se individuální, ale zejména hromadnou výrobou dílců. Výrobky byly standardizovány, společnosti investovaly do vývoje dílců a výrobně technologických zařízení, kontrolních mechanizmů a zabezpečování kvality. Kvalita výrobků se stala rozhodující pro odbyt a finanční úspěšnost výrobců a dodavatelů prefabrikovaných dílců a konstrukcí. V tomto období se také rozvíjel tzv. architektonický beton s uplatněním betonu v interiéru i exteriéru budov či u inženýrských děl. Určující pro tuto vývojovou etapu byla kvalita, managing a prodej. Věk návrhu s aspektem komplexnosti počíná rokem 2000. Očekává se vyšší kvalitativní úroveň dílců a konstrukcí, vyznačujících se nadstandardem, který spočívá v jejich polyfunkčnosti. Kromě estetických kvalit je nutné respektovat ekologické aspekty, využití dílců pro skryté vedení rozvodů, médií apod. To vše v cenových relacích zajišťujících konkurenceschopnost prefabrikace vůči jiným materiálům a technologiím. Věk návrhu vyžaduje více inteligence a promyšlenosti při navrhování, výrobě a výstavbě. Význačnou roli zastává marketing. MARKETING Úspěšnost a rozvoj prefabrikace závisí na odbytu prefabrikovaných dílců a betonářského zboží. Úspěšná budoucnost bude stále více spočívat na kvalitě marketingu, jehož součástí je „managing“ a prodej. Managing spočívá v odborném říze4

ní podniků, ve kterém se zúročují dosavadní zkušenosti a znalosti výrobního procesu a prodeje. Ačkoli managing hraje důležitou roli, je nutné, aby byl podřízen prvoplánovému marketingu. Marketing v sobě zahrnuje výzkum trhu pro potřeby výroby a obchodu, ale zejména usměrňování a aktivní ovlivňování hospodářské činnosti podle potřeb trhu s důrazem na jeho očekávané budoucí potřeby. Marketing obsahuje čtyři klíčové funkce: • Průzkum trhu s určením, čím se můžeme uplatnit na trhu, pro koho a jakým způsobem. • Managing, jakožto tvorbu prostředí potřebného pro uskutečnění marketingového plánu. • Komunikativnost s iniciací motivace a získávání lidí pro uskutečnění marketingového plánu. • Prodej, coby společenská smlouva, vyjadřující zákaznický souhlas s naší nabídkou a s nadějí na pokračování. Marketingu bylo na konferenci věnováno třináct zajímavých příspěvků. Pro ilustraci uvádím marketingový příklad s heslem Try & Buy. Jedná se o prodej rodinných domů z betonu, zavedený ve Švédsku roku 2003 firmou Finja Betong. Společnost vychází ze zkušeností z prodeje aut, kdy si zákazník vybírá z rozsáhlého sortimentu značek a před koupí si může vybraný vůz prakticky vyzkoušet. Investice do bydlení rodinných domů jsou daleko závaznější a dlouhodobější, a proto praktické ověření krátkodobým zkušebním pobytem v nabízeném rodinném domě je žádoucí. Nabízejí se betonové rodinné domy s plošnými výměrami 126, 156 a 220 m2 pro různé rodinné sestavy. Domy jsou navrhovány architekty s komplexním vybavením veškerého zařízení včetně nábytku a doplňků. U referenčních domů se pamatuje i na hygienické potřeby a potraviny. Zájemce – rodina stráví v zařízeném ukázkovém domě celý den i s přenocováním. Během pobytu je prováděna odborná instruktáž a jsou zodpovídány dotazy zájemců. Velká pozornost je věnována vysvětlování podstaty betonu, jeho vlastnostem, povrchovým úpravám apod. Výrobce betonových domů kooperuje s dodavateli veškerého vybavení a dle přání klienta zabezpečí dodávku rodinného domu na klíč ve velmi krátké době. Roku 2004 bylo takto prodáno 300 domů a odbyt se zvyšuje i díky cílené reklamní kampani prostřednictvím časopisů, televize i rozhlasu. T E C H N O LO G I E B E T O N U A P R E FA B R I K AC E Vývoj technologie betonu pokročil v posledním desetiletí mílovými kroky vpřed. Před více než deseti lety se objevil na trhu vysokopevnostní beton C 90/105, v Německu dokonce C 100/115, jakožto jeho nejvyšší přípustná třída, který se začal používat i při výstavbě monolitických konstrukcí. Zdálo se, že výhody trvanlivých a štíhlých prefabrikovaných dílců vyráběných ve specializovaných výrobnách budou hrát menší roli než doposud. Objev samozhutnitelného betonu však rázem posunul prefabrikaci opět na výsluní (obr. 4). Jeho objev a použití při průmyslové výrobě prefabrikovaných dílců rychle odstraňuje dosavadní neduhy a nedostatky, kterými byly: prašnost, hlučnost a vibrace. Posléze nastupuje nová generace ultravysokopevnostního betonu dosahujícího pevnosti až 200 MPa. Jeho tažnost je zajišťována přidáním krátkých ocelových vláken, aniž by byla ohrožena jeho zpracovatelnost. Zatímco značná pozornost byla věnována výzkumu a aplikaci betonu s třídami v rozsahu C 55/65 až C 90/105, oblast s třídami až do C 180/200 nebyla prozatím zmapována,


1/2006

TÉMA TOPIC Obr. 4 Prefabrikovaná estakáda u stadionu AJAX v Amsterdamu z předpínaných dílců ze samozhutnitelného betonu Fig. 4 Prefabricated elevated highway built of prestressed units from self-compacting concrete close to the AJAX stadium in Amsterdam

ačkoli bude mít zcela jistě pro prefabrikaci velký význam. Použití ultravysokopevnostního betonu s příměsí krátkých ocelových vláken umožňuje navrhovat lehké, estetické a atraktivní konstrukce. Tuto skutečnost jistě ocení zejména architekti, kteří v této oblasti dávali dosud přednost lehkým ocelovým konstrukcím. TX Millennium cement, cement nové generace, certifikovaný v lednu roku 2004 pod označením EN 197-1 umožňuje vyrobit beton se samočistící schopností. Byl vyvinutý v CCB (Compagnie des Ciments Belges) ve spolupráci s Italcementi Group Technical Center. Jeho použití se doporučuje zvláště pro dvouvrstvé prefabrikované dílce s vnější vrstvou tloušťky 50 až 60 mm, zatímco pro ostatní části se použije beton s tradičním cementem. Jsou možné úpravy povrchů pískováním, zdrsňováním, hlazením apod. Architektonicky exponované betonové konstrukce ochráněné před nepříznivými vlivy ovzduší a povětrnosti se tímto činem dostávají opět do popředí zájmu stavebníků a architektů. Konkurenceschopnost betonových, a tím i prefabrikovaných konstrukcí se zvyšuje. PR E FAB R I K AC E V LETEC H 2000 AŽ 2005 Z dvaceti čtyř příspěvků týkajících se obecných přehledů architektury a estetiky, použití nových materiálů, aplikace v infrastruktuře, při zakládání a specialit vybírám přehled prefabrikace za posledních pět let v Nizozemí.

V Nizozemí činí prefabrikace 50 % objemu roční spotřeby betonu, materiálu s největším podílem dodávek konstrukčních materiálů ve stavebnictví. Téměř všechny společnosti mající co do činění s prefabrikací jsou sdruženy v Dutch Association of Precast Concrete Manufactures, která disponuje třemi specializovanými útvary pro dílce, stropní konstrukce a hlubinné zakládání. Od roku 2001 v důsledku nižšího hospodářského růstu došlo provedením mnoha pozitivních organizačních a technických opatření k zeštíhlení podniků, zvýšení produktivity a snížení cen v oboru prefabrikace. Předně bylo třeba zmapovat a posléze zvládnout tok informací v procesu výstavby počínající prvým oslovením klienta a končící poslední platbou. Byl vytvořen soubor programů sledující všechny potřebné informace k úspěšnému zvládnutí celého procesu od návrhu až po realizaci. Důležité jsou: činnost architekta s konzultantem na jedné a dodavatelských organizací na druhé straně vzhledem k tendencím stálého zkracování termínů pro návrh i výstavbu. V programech jsou obsaženy všechny činnosti od návrhu přes výrobní dokumentaci, výrobu, přípravu výstavby, logistiku až po samotnou realizaci se svými logickými návaznostmi. Tímto způsobem lze zvládnout celý proces v požadovaných termínech a kvalitě. Z pohledu technologie betonu byla požadována odformovací pevnost betonu po 14 ± 2 hod. od zalití 22,5 ± 2,5 MPa pro železobetonové dílce a 37,5 ± 2,5 MPa při předpínání, s konečnými pevnostmi 45 až 55 MPa v prvém a 55 až 75 MPa v druhém případě. Od roku 2000 se ve více jak šedesáti výrobnách používá samozhutnitelný beton. Tomu se postupně přizpůsobila všechna výrobní technologie a došlo také k proškolení zaměstnanců. Jednotliví výrobci provedli výběr dílců vhodných pro aplikaci samozhutnitelného betonu. Dosáhlo se tak vyšší kvality výrobků, podstatného zlepšení pracovního prostředí a u některých výrobků dokonce jejich zlevnění. Použití vysokopevnostního betonu se ukázalo vhodné pouze pro dílce, kde dominují vysoké hodnoty normálových sil, tedy u sloupů či kleneb. Použití ultra vysokopevnostního betonu nebylo v tomto období evidováno.

Obr. 5 Skládka obvodových panelů ve výrobně PARMA KANGAASALA Fig. 5 Dumping grouand of peripheral panels in the PARMA KANGAASALA manufacturing planta

a) BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

b) 1/2006

c)

5

TÉMA TOPIC

a) Obr. 6 Povrchové úpravy panelů a) b) Fig. 6 Finishings of panels

b)

Obr. 8 a 9 Bytové domy v Tampere Fig. 8 and 9 Residential buildings in Tampere Obr. 10 Bytové panelové domy v Ruoholahti – Helsinky Fig. 10 Residential prefabricated buildings in Ruoholahti – Helsinki

Požadavky na občanskou a bytovou výstavbu vedou v současnosti k malosériové výrobě, vyžadující flexibilní formovací techniku. Zvyšují se nároky na logistiku. Přesto na trhu nedošlo ke zvyšování cen. Příkladně časté používání nosných stěn v konstrukcích vedlo k výrobě dílců ve vodorovné poloze v dvacetičtyřhodinovém cyklu na margo vyšší vyztuženosti dílců, ovšem také z důvodu jejich použití s omezenými tloušťkami u vysokých budov. Variabilita rozměrů a tvarů zejména plošných dílců vyžaduje strojní vybavení na výrobu výztužných sítí libovolného tvaru s proměnnými roztečemi a profily prutů včetně možnosti jejich ohýbání. Vývoj směřuje k dalšímu stupni automatizace výroby výztužných košů s vyžitím robotizace a se zázemím velmi sofistikovaného softwaru. Současně nutno řešit návaznosti na další výztuž či zabudované přípravky také s ohledem na dodržení 6

Obr. 7 Povrchové úpravy s ukázkou fotobetonu Fig. 7 Finishings showing photoconcrete

požadovaných tolerancí. Očekává se, že v dohledné době budou tato výrobní zařízení běžně dostupná a využívaná. Z nových výrobků či konstrukčních systémů byly na trh uvedeny systémy využívající tloušťku stropní konstrukce k vedení technologických rozvodů a sítí. Využívají se k tomu například dutinové předem předpjaté panely s připravenými vstupními a výstupními otvory. Všechny uvedené skutečnosti přispěly ke zvýšení účasti prefabrikace ve stavebnictví. Nejvýznamnější podíl na zvýšení prestiže prefabrikace v tomto období se v Nizozemsku přisuzuje zavedení technologie samozhutnitelného betonu. Obrazová reportáž z exkurze do výrobny prefabrikovaných dílců Voorbij Groep B. V. v Amsterdamu otevřené roku 2004 dokumentuje současnou technickou úroveň výroby (viz článek na str. 36). O B V O D O V É B E T O N O V É P A N E LY Pro budovy, zvláště s byty, se často používá betonový prefabrikovaný obvodový plášť. Pro panely s přiznanými spárami je dnes možnost výběru nepřeberného množství úprav povrchu co do barevnosti a struktury. Sestavy panelů různé velkosti a různého vzhledu umožňují architektům navrhovat rozmanité obvodové pláště odpovídající charakteru budovy. Pokud se k tomuto účelu použije kombinace ještě s jinými materiály, může architekt navrhovat fasády v široké škále od provokativních až po vysloveně decentní. V této oblasti je příkladná finská architektura a výstavba (obr. 5 až 10).


1/2006

TÉMA TOPIC

Obr. 11 Panely H 600/1000 na skládce Fig. 11 Panels H 600/1000 in a dumping place

Obr. 12 Smyková výztuž v žebru panelu Fig. 12 Shear reinforcement in a panel rib

Obr. 13 Kulovitý vylehčovací modul a jeho možné sestavy Fig. 13 Spherical lightweight module and its potential assemblies

Obr. 14 Řez panelem po zatěžovací zkoušce Fig. 14 Sections of a panel verified in a loading test

NOVÉ

ní desky až o 35 % a používá se nejen u monolitických stropů. Začíná se používat i v prefabrikaci ve dvojím provedení: jako součást filigránové desky spřažené s dodatečně nadbetonovanou monolitickou vrstvou betonu na staveništi nebo i pro plně prefabrikované desky (obr. 14).

D Í LC E

Dutinové předem předpínané panely Dutinové předem předpínané panely H 600/1000 s tloušťkami od 600 do 1000 mm znamenají významný příspěvek ve vývoji panelů tohoto druhu (obr. 11). Do stojin s šířkami od 70 do 120 mm lze totiž vkládat smykovou výztuž (obr. 12) a do spod- BETEMI ní příruby s tloušťkou od 50 do 140 mm je možné vkládat sítě. BETEMI jsou dekorativní nosné betonové sloupy kruhového průPanely se používají do rozponu 20 až 22 m pro mosty nebo řezu s průměry od 160 do 1200 mm, tloušťkami stěn 50 až stropní konstrukce s vysokým užitným zatížením. Jsou vyrábě- 200 mm, průměry vnitřních dutin 60 až 800 mm a maximálny z betonu pevností 55 až 65 kNmm–2 s vodním součinite- ní délkou 4000 mm (obr. 15). Vyznačují se kvalitním leštěným lem okolo hodnoty 0,4. Výroba je umístěna v 350 m dlouhé hale rozdělené na Obr. 15 BETEMI – manipulace s vyrobeným sloupem dvě části. V prvé části na 150 m dlouhých Fig. 15 BETEMI – handling with a produced drahách s kotevními bloky dochází k předcolumn pínání a betonáži. Po dosažení předepsané pevnosti betonu se 150 m blok pře- Obr. 16 BETEMI – vzorky čtyř kruhových sloupů sune do druhé haly k dozrání. Řezání na Fig. 16 BETEMI – samples of four circular columns požadované délky se prování stabilním zařízením. Panely jsou vyráběny v Gruppo Centro Nord u Verony v Itálii. Dvousměrné dutinové desky Dvousměrné dutinové desky vytváří soustava dutých kulovitých útvarů situovaných v pravoúhlé síti s polohou fixovanou výztuží (obr. 13). Tímto způsobem vytvořená dvousměrná žebra zajišťují obousměrně ohybovou a smykovou únosnost desky. Soustava vložených dutých kulovitých prvků snižuje hmotnost stropBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

7

TÉMA TOPIC

Obr. 17 Střešní předpínaný panel TT, betonáž samozhutnitelným betonem Fig. 17 Prestressed roof panel TT, concreting with self-compacting concrete

povrchem nabízeným v sedmi barevných odstínech (obr. 16). Dutiny jsou po osazení sloupů na stavbě vyplněny betonem, eventuelně doplněny výztuží. Dílce lze nastavovat. Vznikl velice architektonicky atraktivní prvek, připomínající leštěný kámen. Zemí původu je Finsko. Střešní dílce průřezu TT Střešní dílce průřezu TT přímopasé nebo sedlové prošly inovací v důsledku možnosti použití samozhutnitelného betonu při výrobě (obr. 17). Tato výrobní technologie umožnila podstatné zeštíhlení dílců, které se vyrábí v šířkách až do 3,6 m a délkách až do 25 m (obr. 18). Jejich hmotnost se pohybuje okolo 250 kg/m2. Ve stojinách dílců je možné vytvářet otvory pro příčné vedení technologických rozvodů. Zemí původu je Finsko. O S V Ě TA Jednou z možností jak obeznámit studenty technických a architektonických škol s prefabrikovaným betonem je pořádat studentské soutěže na dané téma. Součástí kongresu byla výstava studentských prací z mezinárodní soutěže na téma Design Obr. 19 Prefabrikovaný dílec vítězného soutěžního návrhu Relax and Meet Fig. 19 Prefabricated unit of the winning competition design Relax and Meet

Obr. 18 Vyrobené střešní panely TT ve výrobně PARMA NUMELA Fig. 18 Produced roof panels TT in the PARMA NUMELA manufacturing plant

a Prefabricated Covered Open Meeting Place s vyhodnocením osmičlennou mezinárodní porotou na čele s Prof. Cees Kleinmanem. Při této příležitosti byl vydán katalog všech soutěžních prací. Soutěže se zúčastnilo dvacet jednotlivců či týmů z Holandska, Finska, Velké Británie a Turecka. Hlavní cenu obdržel Alexander Suma z Eindhoven University of Technology za návrh s logem Relax and Meet, variabilní sestavy betonových dílců (obr. 19) umožňující volné posezení, relaxaci a vzájemnou komunikaci občanů sdružujících se v sice otevřeném, ale před deštěm a větrem chráněném prostoru. O zakoupení některých soutěžních návrhů projevily přímo na výstavě zájem výrobní podniky. Výuka, zabývající se prefabrikací betonových konstrukcí je v evropském školství, kromě Nizozemska, Itálie a Švédska, nedostatečná nebo i absentuje. To bylo důvodem vzniku jedenáctidílného cyklu přednášek na téma prefabrikovaných betonových konstrukcí. Autorem je význačný odborník se čtyřicetiletou praxí v oboru, pan Arnold van Acker. Přednáškový cyklus je určený pro potřeby výuky na technických a architektonických vysokých školách, pro osvětu mezi architekty, klienty a pracovníky ve stavebnictví a pro postgraduální kurzy s cílem představit prefabrikaci v celé její komplexnosti a atraktivnosti. Cyklus obsahuje jedenáct přednášek 1 Výchozí návrhové podmínky 2 Koncepce prefabrikovaných budov 3 Stabilita konstrukcí 4 Styky 5 Rámové a skeletové soustavy 6 Prefabrikované stropní a střešní konstrukce 7 Nosné stěny 8 Architektonické obvodové pláště 9 Detaily 10 Požární odolnost 11 Betonové prefabrikované mosty rozdělených vždy na dvě části s obrazovými přílohami (celkem 197 stran) a dokument s početnými příklady. Přednášky jsou k dispozici v anglickém, německém, holandském a francouzském jazyce. Z ÁV Ě R Prefabrikace se navenek zdá být velice úzkým oborem, ale opak je pravdou. Na prefabrikaci se musíme dívat v širších souvislostech a z různých úhlů pohledu. V konkurenci s ostatními stavebními materiály lze uspět pouze

8


1/2006

TÉMA TOPIC neustálým zlepšováním kvalitativních parametrů prefabrikovaných dílců a konstrukcí v konkurenceschopných cenových relacích. Kromě ryze prefabrikovaných konstrukcí je nutné hledat a nalézat uplatnění prefabrikovaných dílců nebo menších celků u hybridních konstrukcí v kombinaci s jinými stavebními materiály jako jsou ocel, zdivo, monolitický beton nebo dřevo. Výstavba bytového domu v Tampere je příkladem hybridní konstrukce prefabrikované s monolitickou. Obvodový plášť, vnitřní stěny, sloupy a schodiště jsou prefabrikované (obr. 20), stropy monolitické bezprůvlakové s kompletně zabudovanými rozvody ve stropní desce (obr. 21). Obvodové nosné panely se zabudovanou izolací vytvořily uzavřený prostor s možností zateplení při betonáži stropní monolitické desky v zimním období. Jiným příkladem hybridní konstrukce v kombinaci monolitu, oceli a prefabrikace je administrativní budova SANOMA v HelObr. 20 Pohled na rozestavěný bytový dům s hybridní konstrukcí Fig. 20 View of a residential building with a hybrid structure under construction

Obr. 22 Administrativní budova SAVONA v Helsinkách – celkový pohled Fig. 22 Administrative building SAVONA in Helsinki – general view

sinkách (obr. 22 a 23) s monolitickými bezprůvlakovými stropy. Prefabrikované sloupy výšky 27 m složené ze čtyř dílů (obr. 24) nesou atraktivní ocelovou střechu monumentální vstupní haly. Každý z vybraných materiálů má své opodstatnění a vhodné uplatnění v této technicky a architektonicky dokonalé budově. Každá zpráva s sebou nutně nese pečeť subjektivity jejího autora. Zájemce o podrobné a ucelené informace z Kongresu odkazuji na vydaný sborník. Ing. Pavel Čížek PBK ČÍŽEK, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 406 e-mail: [email protected], www.pbkcizek.cz

Obr. 21 Výztuž a technologické rozvody ve stropní monolitické desce před zabetonováním Fig. 21 Reinforcement and technological distribution systems in the ceiling monolithic slab prior to concreting

Obr. 23 Interiér osmipodlažní budovy SAVONA s chodbovým traktem Fig. 23 Interior of an eight-storey building SAVONA with a hall section


1/2006

Obr. 24 Prefabrikované 27 m vysoké sloupy ve vstupní hale – celkový pohled Fig. 24 Prefabricated, 27m high columns in the SAVONA entrance hall – general view

9

PROFILY PROFILES

SPOLEČNOST SCIA – CAE, CAD A CIM SOFTWARE PRO STAVEBNICTVÍ

Jean-Pierre Rammant – zakladatel a CEO společnosti SCIA

Firma SCIA (zkratka Scientific Applications), byla založena v roce 1974. SCIA je softwarová společnost se sídlem v Belgii, která vyvíjí a distribuuje CAE, CAD a CIM software pro stavebnictví. SCIA má vedoucí postavení na trhu v zemích Beneluxu a v České a Slovenské republice. V současné době má SCIA mezinárodní síť poboček a distribučních partnerů v patnácti zemích světa. SCIA software je přeložen do osmi různých jazyků a bylo prodáno více než 5000 licencí 3900 zákazníkům v dvaceti zemích.

HISTORIE SCIA se od svého založení věnovala vývoji CAE software, nejprve pro operační systém WANG a po uvedení IBM PC na trh v roce 1981 se soustředila na tuto platformu. V oblasti CAE se firma prosadila produktem pro analýzu a dimenzování prutových konstrukcí – ESA (Engineering Structural Analysis). V roce 1993 se součástí SCIA stala nizozemská společnost W+B Software. Tím byla posílena vedoucí pozice firmy na trhu zemí Beneluxu, společnost následně expandovala do Evropy založením poboček v Německu a Francii. Souběžně s CAE software rozvíjela SCIA i vlastní CAD systém pro kreslení ocelových konstrukcí STEELFAB, na který navazovaly specializované CIM aplikace pro plánování výroby, logistiku a využití NC strojů při výrobě. SCIA se stala dodavatelem komplexního softwarového řešení pro výrobce ocelových konstrukcí. Aktivity firmy se soustředily i na oblast betonových konstrukcí, která je zvláště významná v oblasti Nizozemí. Výsledkem byly specializované programy pro spřažené nosníky, dimenzování betonových konstrukcí a CAD program pro betonové stropy.

V roce 1996 vstoupili do firmy SCIA další investoři – L.M.S. International a GIMV, což umožnilo další mezinárodní expanzi. Začátkem roku 2000 vstoupila SCIA na český a slovenský trh převzetím českých softwarových firem IDA & spol. a SMARTsoft. Ve stejném roce byla založena dceřinná společnost v České republice pod názvem SCIA CZ s kancelářemi v Brně a Praze. V roce 2001 vznikla v Žilině slovenská pobočka SCIA SK a v roce 2003 SCIA pronikla na švýcarský trh založením pobočky SCIA MAPS. SOUČASNOST V současné době je SCIA jedním z nejvýznamnějších dodavatelů CAE software v Evropě a neustále zvyšuje svůj podíl na trhu. Snaha o mezinárodní expanzi pokračuje aktivitami firmy na indickém trhu, kde byla vloni v Madrásu založena vývojářská skupina. Firmy SCIA CZ a SCIA SK se zabývají prodejem a podporou CAE software ESA PT, NEXIS a FEAT na území střední a východní Evropy. V České republice také probíhá vývoj software ESA PT – klíčového CAE produktu firmy SCIA. Strategickým partnerem firmy SCIA je německá firma Nemetschek. Obě společnosti se vzájemně doplňují v nabídce software – SCIA je výhradním distributorem CAD software firmy Nemetschek v zemích Beneluxu a Nemetschek nabízí SCIA CAE software ve své široké distribuční síti. Vzájemná spolupráce se rozšiřuje také v oblasti vývoje produktů ALLPLAN a ESA PT na základě technologie informačního modelu budovy (BIM). P R O D U K T Y A S L U Ž BY SCIA je aktivní ve čtyřech základních oblastech: • software a služby pro výpočty a dimenzování ocelových, betonových, dřevěných, plastových a hliníkových konstrukcí (CAE) • software a služby pro kreslení, logistiku, přípravu a řízení výroby ocelových konstrukcí (CAD, CIM) • software a služby pro kreslení, logistiku, přípravu a řízení výroby železobetonových monolitických a prefabrikovaných betonových konstrukcí (CAD, CIM) • IT technologie ve stavebnictví – správa zdrojů a řízení projektů

Obr. 1 Perspektivní pohled na model základní školy, autor SBE nv Studiebureau voor Bouwkunde – Raadgevende Ingenieurs

Obr. 2 Model výškové železobetonové budovy

10


1/2006

PROFILY PROFILES Obr. 3 Grafické znázornění výsledků deformací na plošných prvcích

Obr. 4 Model zásobníku vytvořený pomocí skořepinových prvků

E S A PT Klíčovým produktem v oblasti CAE je systém ESA PT, který obsahuje intuitivní grafické prostředí, osvědčené výpočetní a dimenzační algoritmy spolu s revolučními novinkami, zvyšujícími produktivitu práce – např. parametrizace, typové projekty, šablony, inteligentní dokument, generované výkresy atp. V oblasti navrhování železobetonových konstrukcí jsou k dispozici moduly zadání výztuže, návrh nutných ploch výztuže, posouzení I. a II. mezního stavu, výpočet průhybů s uvážením vzniku trhlin a nelineárního chování železobetonu pro nosníky, sloupy, desky, stěny a skořepiny. Velmi zajímavé výsledky v oblasti betonových konstrukcí umožňuje zohlednění fází výstavby, tedy modelování postupu stavby na již deformované konstrukci. ESA PT nabízí v modulu TDA řešení i pro konstrukce a mosty spřažené nebo dodatečně předpínané včetně reologie. V oblasti prefabrikace je využíván modul pro předem předpjaté konstrukce. Do blízké budoucnosti je plánováno rozšíření propojení betonářských modulů ESA PT s modulem ALLPLAN Vyztužování firmy Nemetschek tak, aby mezi oběma systémy bylo možné přenášet nejen hodnoty nutných ploch výztuže, ale i skutečnou výztuž. SCIA OCEL Tento systém programů je složen z několika částí a je určen pro oblast výroby ocelových konstrukcí. Moduly opírající se o jednotnou databázi umožňují zadání nebo import výkazu materiálu z výkresů, vedení skladového hospodářství, optimalizaci objednávek a přípravu výroby, plánování a sledování využití výrobních kapacit. Pro nosníky lze sestavit nářezové a dělicí plány pro zpracování plechů, plány pro pálící automaty, lze plánovat využití komplexních obráběcích center. Na závěr mohou být data z databáze prostřednictvím modulů pro NC stroje použita k vygenerování NC instrukcí a vlastní výrobě.

S C I A P R O J E KT V oblasti IT dodává SCIA software pro podporu projektování prostřednictvím internetu a řízení projektů. SMART PROJECT je www služba určená projektantům, investorům a ostatním účastníkům na stavebním projektu. Umožňuje internetovou správu dokumentů, které vznikají a jsou průběžně aktualizovány v rámci projektu. Internet podporuje spolupráci projekčních týmů nebo subdodavatelů nejen uvnitř firmy, ale i mezi různými lokalitami v republice či ve světě. Pro řízení podniku je určena aplikace MULTIPROJECT RESOURCE PLANNER. Jde o obecný nástroj pro plánování, který pracuje současně s několika projekty a sleduje využití zdrojů v těchto projektech. Pro konkrétní podnik, například výrobu ocelových konstrukcí, železobetonových prefabrikátů, atp. jsou pak k dispozici šablony, které zohledňují specifika použitých zdrojů a projektů. Z ÁV Ě R Dlouhodobým cílem společnosti SCIA v celosvětovém měřítku je vyvíjet, rozšiřovat a podporovat integraci softwarových řešení do oblasti stavebnictví. Chceme umožnit našim zákazníkům zvyšovat produktivitu a kvalitu práce ve všech fázích realizace stavebního díla prostřednictvím informačních technologií. Ing. Josef Trubáček SCIA CZ, s. r. o. www.scia.cz

Obr. 5 Ukázka zobrazení zadané betonářské výztuže v nosníku

S C I A B E TO N Komplet pro kreslení a výrobu železobetonových monolitických a prefabrikovaných betonových konstrukcí obsahuje tvorbu výkresů tvaru a výztuže, včetně automatického generování výkazu materiálu pro monolitické nosníky, sloupy, desky a stěny a obdobně výkresy a výkazy prefabrikovaných desek. Pro výrobu slouží moduly pro svařované výztužné sítě, plánování kapacity výrobních linek a vytížení nákladních automobilů dopravujících prefabrikáty. Moduly pro výrobu lze prostřednictvím datového rozhraní propojit s CAD programem na kreslení a výkazy ALLPLAN Prefa partnerské firmy Nemetschek. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

11

PROFILY PROFILES

SKANSKA DIVIZE BETONOVÉ KONSTRUKCE – VÝHODY KOMBINACE PREFABRIKOVANÝCH

A MONOLITICKÝCH KONSTRUKCÍ NA STAVBÁCH

Obr. 1 Pohled na téměř dokončenou hrubou stavbu objektu Pankrác House Obr. 2 Prefabrikované oblouky nosné konstrukce

Divize Betonové konstrukce sdružuje technicky a technologicky velmi blízké výrobní jednotky – Skanska Transbeton, s. r. o., Skanska CZ závod Speciální zakládání, lom Klecany, Skanska Prefa, a. s., a závod Monolity. Právě poslední dva jmenované subjekty – Skanska Prefa, a. s., se svými třemi výrobnami prefabrikátů a armatury a závod Monolity s vlastní půjčovnou bednění dokazují, jak jejich začlenění do jedné divize a vzájemná spolupráce přináší očekávané synergické efekty. Sdružení výrobních jednotek, které na sebe výrobním programem navazují a které se mohou vzájemně podporovat a doplňovat, se ukázalo jako promyšlené a šťastné zároveň. Přináší každým rokem lepší výsledky díky vzájemné spolupráci a příkladné kooperaci obou výrobních jednotek. Úzká spolupráce obou partnerů s projektanty, ale také při zpracování nabídek a při přípravě realizací staveb umožňuje okamžité reagování a bezprostřední rozhodování při řešení konkrétních problémů a situací. Monolitické části konstrukcí se uplatňují tam, kde lze výhodně využít systémové bednění s možnými atypickými přířezy a kde je v dosahu 30 km od místa stavby míchací centrum s kvalitními betony. Monolitická technologie je užívána na svislých i vodorovných konstrukcích. Vodorovné konstrukce jsou prováděny jak monolitické, tak i v kombinaci s prefabrikovanými filigránovými deskami ve spřažených stropních konstrukcích. V odůvodněných případech jsou montovány stropy prefabrikované. Prefabrikované konstrukce se uplatňují nejčastěji u opakovatelných prefabrikátů a tam, kde je potřebné provádět stavbu v krátkých termínech nebo v zimním období. Divize Betonové konstrukce některé části konstrukcí dodává na stavby téměř výhradně jako prefabrikované – např. schodišťové prvky vyráběné v přesných a rychle přestavitelných ocelových formách, ve kterých se vyrábí schodiště s pohledovým betonem na nášlapné straně prvku o šířce do 1,2 m a s max. počtem stupňů 18. Stropy podzemních podlaží objektů se provádí v převážné míře jako spřažené z kvalitních prefabrikovaných filigránových desek vyrobených na nejmodernější filigránové lince v republice. Téměř na všech stavbách prováděných divizí Betonové konstrukce se setkávají monolitické a prefabrikované konstrukce tak, aby se výhodně doplňovaly. Jen v posledním roce byla tato spolupráce realizovaná na jedenácti stavebních objektech a souborech. Z nich vyjímáme několik technicky a technologicky nejzajímavějších. OB J E KT PAN KR ÁC HOUSE V PR AZE 4 Na prefabrikované oblouky překlenující celou šíři objektu byla zavěšena na předepnutých táhlech monolitická stropní konstrukce, která dispozičně uvolnila půdorysnou plochu objektu (obr. 1 a 2). N Á K U P N Í C E N T R U M C H O D O V V P R A Z E 11 Největší nákupní centrum v České republice o celkové ploše 55 000 m2 má všechny stropy ve třech podzemních podlažích objektu zhotoveny jako spřažené konstrukce z filigránových desek a horní monolitické vrstvy. V exteriéru objektu jsou Obr. 3 Rondel s vykonzolovanými stropními deskami – OC Chodov

12


1/2006

PROFILY PROFILES Obr. 4 Monolitické a prefabrikované konstrukce – OC Chodov Obr. 5 Pohled na staveniště nové centrály ČSOB, předpjaté prefabrikované nosníky jsou překrývány filigránovými stropními deskami

dva kruhové rondely pojížděné automobily, které byly betonovány do kruhového bednění – jeden je na konzolách o vyložení 6 m a druhý je po obvodu částečně podepírán subtilními sloupky (obr. 3). Obchodní centrum bylo pro veřejnost otevřeno na podzim 2005 (pozn. red.). CENTRÁLA ČSOB V PRAZE 5 – RADLICÍCH Budova nové centrály ČSOB je situována nad tubusem metra trasy B (obr. 5 a 6). Tubus je obestavěn železobetonovou stěnou výšky 12 m a šířky 0,6 m založenou na pilotách. Na stěnu bylo uloženo třicet šest prefabrikovaných předpínaných nosníků, každý o hmotnosti 63 t. Nosníky byly vyrobeny jako staveništní prefabrikáty speciální technologií na základně divize v nedalekých Řeporyjích. Obálka tubusu metra byla dokončena uložením filigránových stropních desek typu montaquick, které nepotřebují dočasné podepření při betonáži spřažené stropní konstrukce, na nosníky. Jednou ze zajímavostí stavby je provedení šesti komunikačních jader s přilehlými stěnami z pohledového betonu. Speciální bednění bylo vytvořeno z předem smontovaných dílců z hliníkových nosníků s osazenou překližkou v rastru dle návrhu architekta. Každá spára, osazení instalačních prvků a prostupy bednění ve spínacích otvorech byly pečlivě lištovány a utěsněny, aby výsledný povrch stěn byl bezchybný a nemusel být opravován. Konstrukce administrativního objektu je z monolitického železobetonu doplněného prefabrikovanými prvky. Např. fasáda objektu a vnitřní atria jsou tvořeny 790 prefabrikovanými subtilními sloupy vysokými přes dvě podlaží a probíhajícím návazně přes všechna čtyři nadzemní podlaží. Všechny stropy podzemních podlaží jsou zhotoveny pomocí filigránových stropních desek s nadbetonovanou monolitickou železobetonovou deskou. Schodiště jsou prefabrikovaná. Z ÁV Ě R Kombinace monolitických a prefabrikovaných konstrukcí na stavbě umožní využít výhod jednoho i druhého typu technologie výstavby. Jejich poměr je technicky, termínově a ekonomicky optimalizován dle konkrétních parametrů a požadavků na způsob výstavby daného objektu. Právě v možnosti využití kapacit výrobních jednotek Skanska Prefa, a. s., a závodu Monolity a v jejich vzájemné kooperaci je nedocenitelná výhoda divize Betonové konstrukce na stavebním trhu.

Ing. Bohdan Víra, CSc. vedoucí odboru technického rozvoje a investic Skanska Transbeton, s. r. o. člen divize Betonové konstrukce Pohled na Kubánské nám. 1391/11, 100 05 Praha 10 tel.: 267 095 740, fax: 244 400 529 e-mail: [email protected], www.skanska.cz

Obr. 6 Bednění a betonáž stropních konstrukcí centra ČSOB BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

13

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

SOUTĚŽ ČBS

O VYNIKAJÍCÍ BETONOVOU KONSTRUKCI THE COMPETITION FOR THE OUTSTANDING CONCRETE STRUCTURE AWARD Během prvního dne 12. Betonářských dnů konaných na přelomu listopadu a prosince 2005 v Hradci Králové byli vyhlášeni vítězové Soutěže ČBS o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2003 a 2004. Zde přinášíme přehled čtyř zajímavých pozemních staveb přihlášených do soutěže. Informace o kategoriích staveb mostních a inženýrských uvedeme ve 4. čísle časopisu zaměřeném na mosty a vozovky. As part of the 12th Concrete Days in Hradec Králové in December 2005, winners of the Competition for the Outstanding Concrete Structure Award were announced. These structures were built in the years 2003 – 2004. This issue presents an overview of all the buildings which were erected in the competition. Information about the results of the bridge structures category will be published in the 4th issue of this journal which will focus on bridges and roadways. V kategorii budovy hodnotící komise neudělila titul vynikající betonová konstrukce. Čestné uznání udělila porota stavbám Sazka Aréna v Praze a Městské divadlo Brno, rekonstrukce s dostavbou. Obr. 1a) b) Pohled na dokončenou stavbu Fig. 1a) b) View of the completed construction a)

14

S A Z K A A R E N A P R A H A -V Y S O Č A N Y Hala Sazka byla otevřena na jaře roku 2004 jako víceúčelová aréna pro zábavu, show, sportovní a kulturní události, výstavy, veletrhy i společenské akce. Ze dne na den se z bouřlivého kotle pro hokejový zápas může proměnit v koncertní síň, kterou lze vzápětí přestavět na atletický stadion nebo kongresový sál. Sazka Arena (oficiální mezinárodní název instituce, dle Ústavu pro jazyk český, v tisku se však nejčastěji objevuje český název Sazka Aréna, pozn. red.) je vybavena nejmodernějšími technologiemi, které umožňují více než 20 variant prostorových, funkčních a technických proměn hlediště a jeviště. Součástí haly je i univerzální aréna, která podle potřeby může být dějištěm komornějších akcí nebo doplňovat služby velké arény. Hala Sazka byla postavena na ploše bývalého závodu ČKD-Lokomotivka jako první stavba budoucího areálu nazvaného Zelený ostrov. Dle urbanisticko-architektonického řešení je zde kromě návrhu hotelů, komerčních a kancelářských budov kladen velký důraz na uplatnění zeleně včetně zahrad na střechách. Návrh nosné konstrukce Haly Sazka byl optimalizován tak, aby bylo možno využít nejrychlejších konstrukčních postupů. Vzhledem k rozsahu a různorodosti stavby se na projektu podílela řada různých projekčních kanceláří [1, 2]. Kom-

binovaný konstrukční systém objektu byl velmi náročný jak z hlediska návrhu nosných konstrukcí, tak i promyšlené přípravy výstavby a její realizace [3]. Ve významné části objektu bylo využito dodatečného předpínání železobetonové konstrukce [4]. Hodnocení poroty Porota udělila čestné uznání za zvládnutí mimořádně náročného projektu, vizuální úroveň provedení a za rychlost výstavby betonových konstrukcí mimořádného rozsahu. Název stavby Investor Projekt betonových konstrukcí Dodavatel nosné konstrukce Dodavatel technologie předpínání Generální projektant Termín dokončení nosné konstrukce Datum dokončení stavby Celkové náklady Náklady na nosnou konstrukci

Sazka Arena PrahaVysočany BESTSPORT, a. s. PPP, spol. s. r. o HELIKA, a. s. Langer Consulting, s. r. o. Ateliér P.H.A., spol. s r. o. SICON, s. r. o. SKANSKA, a. s. VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o. ATIP, a. s. červenec 2003 březen 2004 6 miliard Kč 900 milionů Kč

b)


1/2006

STAVEBNÍ

Obr. 2 Pohled na výstavbu jevištní i hledištní části divadla Fig. 2 View of the construction of the stage and auditorium of the theatre


Obr. 3 Boční pohled do hlediště Fig. 3 Side view of the auditorium Obr. 4 Pohled na jevištní část divadla Fig. 4 View of the theatre stage

a)

Obr. 5 Podhled na elevaci hlediště Fig. 5 View of the auditorium elevation

MĚSTSKÉ

D I VA D LO

BRNO –

R E K O N S T R U K C E S D O S TAV B O U

Objekt nové scény hudebního divadla je postaven ve vnitrobloku na půdorysu cca 66,5 x 52 m. Navržený objekt je nepravidelně členitý půdorysně i výškově (např. v hledišti je jeden výškově nedělený prostor až po střechu objektu, ale ve zkušebnách je jedno podzemní a čtyři nadzemní podlaží). Beton Monolitická betonová konstrukce byla zvolena jednak pro velmi dobrou schopnost „odlití“ libovolného tvaru, ale i pro svoji dobrou požární odolnost a dobré zvukově izolační vlastnosti z hlediska útlumu vzduchem přenášeného zvuku. Zároveň byly v interiéru využity i estetické vlastnosti kvalitně zhotoveného pohledového betonu (součástí interiéru foyeru jsou pohledové betonové stěny a stropy v kombinaci se skleněnými schodišti a lávkou).

Zvolená technologie monolitického železobetonu byla rozdělena na dva dilatační celky – jevištní a hledištní část, přičemž dilatace byla respektována i v základové desce (nikoli v pilotách). Nosná konstrukce Jeviště se skládá z hlavní scény s provazištěm, zadního jeviště a dvou bočních jevišť s přiléhajícími zkušebnami a šatnami herců. Svislou nosnou konstrukci tvoří betonové stěny (s velmi dobrou zvukově izolační funkcí) a stěnové pilíře lokálně doplněné sloupy. Vodorovnou nosnou konstrukcí jsou v kratších a středních rozponech betonové desky a pro větší rozpony (až 11,55 m) jsou navrženy průvlakové stropy s osovou vzdáleností průvlaků okolo 4 m. Nosná konstrukce hledištní části je tvořena kombinací šikmých průvlaků vynášejících elevaci hlediště a deskového skeletu pro přiléhající nástupní a obslužné prostory. Elevace hlediště je tvořena


1/2006

b)

Obr. 6 a) b) Hrubá stavba – interiér divadla Fig. 6 a) b) Carcassing – theatre interior

šesti paprskovitě se rozbíhajícími průvlaky charakteru spojitých nosníků a lomenicí desky pro jednotlivé stupně s přetlakovou vzduchovou komorou pod přední částí hlediště (obr. 3 a 5). V šikmé části byly nejprve betonovány průvlaky a poté vždy podstupnice se stupnicí jednotlivých řad hlediště (pracovní spára je nad patou prostorově zakřiveného nosníku). Dilatační celek je uzavřen oblou stěnou o délce cca 84,5 m a výšce 13,5 m (obr. 6a), která je z vnitřního líce provedená jako pohledový beton v dezénu otisku betonu do OSB-desek (dřevoštěpkových desek, kterými bylo vyloženo bednění). Z hlediska provádění byla stěna rozdělena na dvě výškové etapy (spodní o výšce 5,78 m a horní 6,73 m) a pět půdorysných částí po 17,5 m (kritériem byla nosnost jeřábu pro přemístění sestaveného bednění). K zabránění vzniku trhlinek v mladém betonu od prvotních objemových změn vyvolaných teplotními změnami během hydratace byly do stěn při 15

STAVEBNÍ


betonáži (jednotlivé pracovní části) vloženy po 5 m (max po 7,5 m) vnitřní plechy pro „řízené spáry“, kterými jsou betonované úseky „rozděleny“ do tří až čtyř částí (jedním z omezujících požadavků bylo rozmístění okenních otvorů ve stěně). Základy Založení objektu bylo navrženo, i přes výškovou členitost základové spáry, na základové desce v interakci s vrtanými pilotami (výpočet byl proveden na modelu objektu s podložím a pružinami v místě pilot s tuhostí odvozenou od sečnových modulů). Vlastní základová deska tloušťky 0,4 m je navržena z vodostavební-

ho betonu v technologii „bílé vany“ s důsledným těsněním dilatačních a pracovních spár povrchovými pásy – nejhlubší část divadla (prostor pod orchestřištěm) je trvale pod hladinou spodní vody. Pro vlastní provádění byla deska rozdělena na několik pracovních částí s postupnou betonáží pro omezení účinků od vynucených přetvoření (pokles hydratačního tepla a smršťování). Hodnocení poroty Porota udělila čestné uznání za vhodnou aplikaci betonových konstrukcí jak v celkovém působení, tak i s důrazem na vizuální řešení interiéru stavby.

Název stavby Investor Projektant betonové konstrukce Projektant stavby

Dodavatel stavby Datum dokončení stavby Celkové náklady Náklady na nosnou konstrukci

Městské divadlo Brno Městské divadlo Brno JAPE – projekt, spol. s r. o. 1. Černopolní architektonicko-stavební ateliér ŽS Brno, a. s., závod Pozemní stavitelství, divize 401 září 2004 400 milionů Kč 45,9 milionu Kč

Obr. 7 Model objektu Pankrác House Fig. 7 Model of the Pankrác House Obr. 9 Hotová stavba Pankrác House Fig. 9 Completed Pankrác House a)

Obr. 8 a) prefabrikované obloukové nosníky; b) detail napojení dílů nosníku; c) závěs stropní desky nad podlažím; d) usazení obloukového nosníku na patku v otvoru ve stropní desce Fig. 8 a) prefabricated arched beams; b) detail of joining of parts of the beam; c) joist hanger of the floor slab above the deck; d) resting of an arched beam on the footing in the floor slab b)

c)

d)

16


1/2006

STAVEBNÍ

PAN KR ÁC HOUSE Budovy A a B administrativního komplexu Pankrác House stojí v Praze 4, Lomnického ulici, v proluce mezi objekty ČSOB, ŘSD a TJ Pankrác. Stavba se nachází nad přechodem stanice metra C Pražského povstání do traťových tunelů směrem ke stanici Vyšehrad. Budova A má půdorysně tvar čtyřúhelníku vzniklého „oříznutím“ pravoúhlého trojúhelníku orientovaného tak, že jedna odvěsna je rovnoběžná s podélnou osou stanice, druhá je na ní kolmá. Ve středu objektu je atrium půdorysně volně kopírující obrys budovy. Komplex má suterénní podlaží pouze na dvou místech, která jsou půdorysně umístěna mimo konstrukci metra (obr. 7). Na východní straně mají suterény půdorys pravoúhlého trojúhelníku. Přepona navazuje na východní hranu objektu metra. Na straně západní mají suterény půdorys protáhlého pětiúhelníku, rovnoběžného s tunelem metra. V obou místech jsou dva suterény. Budova A má osm nadzemních podlaží s tím, že poslední podlaží poněkud ustupují. Budova B, která je umístěna za budovou A ve směru tunelu, má půdorysně tvar pravoúhlého lichoběžníku, na který navazují nájezdové rampy do garážových pater a schodiště, situované mezi domy A a B. Nadzemních podlaží budovy B je sedm a poslední podlaží opět poněkud ustupují. Popis konstrukce Nosnou konstrukci obou objektů tvoří železobetonový skelet s lokálně podepřenými deskami působícími ve dvou směrech. Desky jsou po obvodě – jak vnějším, tak vnitřním (u atria) – ztuženy obvodovými nosníky tvořenými parapety a nadpražími. Nosníky byly prefabrikované s vyčnívající výztuží do monolitického stropu. Vertikální podpory tvoří sloupy průřezu 400 x 400 mm, které jsou v základním modulovém rastru 4,5, resp. 6 m x 7,5, resp. 6 m. Všechny tři části půdorysného trojúhelníku jsou konstrukčně dvojtrakty se střední řadou sloupů a sloupy při obou okrajích. Modulová síť je ve všech třech částech ortogonální. Stropní desky mají tloušť-

ku 150 mm, nad sloupy jsou lokálně zesíleny plochými hlavicemi obdélníkového půdorysu o základním rozměru 2,4 x 1,8 m. U okrajů nebo v místech prostupů a modulových anomálií jsou rozměry hlavic přizpůsobeny. Hlavice byly z betonových prefabrikátů s kónickým spodním lícem. Komunikační jádra jsou tvořena svislými stěnami tloušťky 200 mm. Stropní desky v oblastech komunikačních jader mají tloušťku 200 mm. Schodiště mají monolitické podesty a mezipodesty, schodišťová ramena jsou prefabrikovaná, uložená přes gumová ložiska na ozuby podest. Jako základní nosná konstrukce horní stavby jsou použity obloukové nosníky (obr. 8a). Tři z nich jsou orientovány kolmo na podélnou osu tunelů metra, další tři s ní svírají úhel 51o. Jejich rozpětí je díky zúžení traťových tunelů oproti stanici takřka stejné – cca 35 m. Výška oblouků je přes pět nadzemních podlaží. Na dvě trojice primárních oblouků navazuje trojice menších s osami rovnoběžnými s osou tunelu. Menší oblouky začínají výškově na úrovni stropu nad přízemím, vrchol je na úrovni desky nad 4. patrem. Oblouk v ose E je na obou koncích podpírán primárními oblouky v osách 3 a 5, oblouky v osách F a G visí v ose 5 pod primárními oblouky, v ose 4b spočívají na sloupech, podporovaných pilotami. Ze statického hlediska se jedná o dvoukloubové oblouky s táhlem uloženým pod podlahou přízemí. Šířka příčného řezu oblouků je 420 mm, výška max. 570 mm. Na vertikální podpory – suterénní sloupy nebo přímo piloty – jsou oblouky uloženy prostřednictvím neoprénových hrncových ložisek. V jedné podpoře je použito ložisko pevné, ve druhé jednosměrně posuvné. Do ložisek nejsou vnášeny horizontální síly. Oblouky byly prefabrikované, složené na místě ze tří dílů (obr. 8b). Byly odlity z betonu C 50/60, lokálně C 65/75. Montáž


proběhla pomocí mobilního kolového jeřábu o nosnosti 350 t v době, kdy byly zabetonovány první tři stropy. Jejich tíhu, včetně tíhy podpůrných konstrukcí a stavebního zatížení byl schopen s určitou rezervou přenést strop metra. Ve stropních deskách byly ponechány dočasné montážní otvory šířky 1,5 m, což odpovídalo šířce patky oblouku s rezervou na přesahování výztuže (obr. 8d). Originální prvky Nosná konstrukce z parabolických prefabrikovaných oblouků spouštěných do předem vybetonovaných stropních desek. Část stropních desek je podvěšena (obr. 8c), část stojí nad oblouky. Název stavby Majitel a investor Projektant betonové konstrukce

Heroes House Atom Centrum, a. s.

Dodavatel betonové konstrukce

SKANSKA, divize betonové konstrukce, středisko Monolit AG Studio, a. s. PORR-Swietelsky stavební, v. o. s.

Projektant stavby Dodavatel stavby Datum dokončení stavby Celkové náklady Náklady na nosnou konstrukci

RECOC, s. r. o.

prosinec 2004 400 milionů Kč 75 milionů Kč

GALERIE VAŇKOVKA BRNO Stavba obchodně společenského centra Galerie Vaňkovka je největším maloobchodním projektem v Brně s prodejní plochou 37 000 m2 a zhruba tisícem parkovacích míst pro návštěvníky. Stavba je situována přímo v centru Brna v prostoru historické slévárny a strojírny Vaňkovka, mezi vlakovým a autobusovým nádražím. Do novostavby jsou integrovány historické objekty Jádrovny a Slévárny (obr. 10). Budova obchodního centra je navržena jako čtyřpodlažní, nepodsklepený objekt. V prvním a druhém nadzemním pod-

Obr. 10 Noční pohled na Galerii Vaňkovka s historickými objekty Jádrovny a Slévárny Fig. 10 Night view of Vaňkovka Art Gallery with historical buildings of the Core Room and the Foundry BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

17

STAVEBNÍ


laží jsou obchodní prostory uspořádané podél vnitřních obchodních pasáží. Třetí podlaží a střecha (čtvrté podlaží) jsou využité pro parkování osobních automobilů. Parkovací úrovně jsou na východě a na západě zpřístupněny vnějšími přístupovými rampami. Územím stavby probíhá silný provoz pěších mezi autobusovým a vlakovým nádražím. Hlavní pěší trasa je vedena přízemím a prvním nadzemním podlažím obchodního centra. Hlavní vstupy do objektu jsou proto navrženy ve dvou podlažích – v prvním nadzemním podlaží na úrovni stávajícího terénu, ve druhém nadzemním podlaží je obchodní galerie propojena lávkami pro pěší se stávající terasou u obchodního domu Tesco, resp. k autobusovému nádraží v ulici Zvonařka. Z hlediska architektonicko-stavebního je budova centra rozdělena do čtyř segmentů vnitřními kolmými liniemi pasáží (Mall), které jsou zastřešeny ocelovou obloukovou konstrukcí se skleněnou výplní. Centrem objektu je komunikační a obchodní hala (Rotunda) situovaná v křížení vnitřObr. 11 Půdorysná dispozice objektu Fig. 11 Spatial arrangement of the construction

ních os – podélné a příčné pasáže (obr. 11). Kruhový prostor haly je otevřen po celé výšce budovy a zastřešen prosklenou střechou na ocelové konstrukci. Konstrukčně je budova členěna na čtyři dilatační celky, značené jako sekce. Nosná konstrukce je navržena se základní modulovou osnovou 10 x 8,25 m, resp. 10 x 15 m v prostoru pasáže. Staticko-konstrukční řešení Nosná konstrukce objektu o půdorysu 330 x 100 m je navržena jako dvou až třípodlažní železobetonový skelet. Při návrhu byla sledována následující kritéria: • ekonomika konstrukce, tedy zachování funkce spojitých konstrukcí, • jednoduchost a rychlost montáže, tedy postupná montáž na celou výšku objektu. Výsledné konstrukční uspořádání Hlavní rámové vazby na rozpětí 10 m v podélném směru objektu jsou tvořeny spojitými průvlaky a dělenými sloupy. Primární poloprůvlaky výšky 650 mm jsou spřaženy s dobetonávkou stropní desky. Příčně pnutná stropní deska na rozpětí 8,25 m je navržena jako filigránový strop skladebné tlouš’tky 250 mm s vylehče-

ním polystyrenovými jádry – důvodem je vylehčení konstrukce (omezení průhybů, nižší spotřeba výztuže) a zlepšení tepelně izolačních vlastností (úspora dodatečné tepelné izolace). Zastropení Mallu je řešeno prostřednictvím příčně pnutých předpjatých žeber, uložených na primární nosníky. Stropní deska je rovněž filigránová skladebné tloušťky 150 mm. Stropní deska nad 1. NP je vodorovná, stropní deska nad 2. a 3. NP je v souladu se stavebním řešením vozovek parkovacích stání navržena v jednostranných spádech cca 3 %. Tento požadavek bylo nutno zohlednit v konstrukčním řešení s dopadem na složitější detaily styčníků a odlišné délky sloupů v rámci podlaží. Na severní a jižní fasádě byly z konstrukčních důvodů navrženy průběžné sloupy s uložením průvlaků na konzoly. Rámový styčník dělený sloup-poloprůvlak-stropní deska Základní styčník návrhu byl navržen s požadavkem minimalizace podpěrných konstrukcí. Poloprůvlak je v montážním stavu stabilní a umožňuje rovněž krajní podepření filigránových desek. Horní výztuž spojitých nosníků je v dobetonávce. Komplikované byly detaily napojení průvlaku na kruhový sloup a zpět na obdélníkový sloup vyššího podlaží (obr. 12). Zajištění vodorovné tuhosti a stability Rámový systém je pro výpočet uvažován jako neposuvný, vodorovné ztužení je zajištěno prostřednictvím schodišťových a výtahových šachet, doplněných samostatnými ztužujícími stěnami ve 3. NP. Koncepce neposuvného rámu byla důležitá pro ekonomiku základního styčníku, a tím i celé konstrukce. Výpočet sloupů je proveden dle teorie 2. řádu pro průřezy uvnitř vzpěrné délky sloupu. Pro návrh svařovaného styku bylo zároveň nutno posoudit patní průřezy sloupů, kde se vzpěr neuplatní – takto byly v patním průřezu stykovány v běžném případě 4 vložky z celkového počtu 12 nebo 8 vložek ve sloupu. V sekci 3 nebylo možné vertikální ztužující prvky navrhnout, proto jsou vodorovné účinky přeneseny tuhými stropními deskami prostřednictvím smykových trnů v dilatační spáře do sekcí 2 a 4. Obr. 12 Detail rámového styčníku Fig. 12 Detail of a framed joint

18


1/2006

STAVEBNÍ


Obr. 13 Systémové otvory v nosnících Fig. 13 System openings in girders Obr. 14 Zavěšení předpjatých žeber na ocelové profily Fig. 14 Suspending of prestressed ribs on steel sections

Napojení sloupů prostřednictvím ocelových botek Pro montáž prefabrikovaných sloupů na základové patky byly použity ocelové botky s následujícími výhodami [5]: • eliminace kalichů v patkách, zjednodušení založení a úspora zemních prací, • výrazné zjednodušení a urychlení montáže. Systémové otvory v primárních nosnících Specifikou multifunkčních objektů je nutnost variability prostoru a vedení značného množství instalací. Při návrhu požadovaných velkých systémových otvorů v primárních nosnících bylo nutno zajistit dostatečnou tuhost a bezpečnost ve stavebním i konečném stavu, jakož i ekonomiku návrhu. Při standardní metodice návrhu byla míra vyztužení nepřijatelná, proto byla použita metodika příhradové analogie (obr. 13).

Skořepina Rotundy Z konstrukčního i prováděcího hlediska byl nejsložitějším prvkem projektu návrh železobetonové skořepiny Rotundy, tvořící centrální náměstí multifunkčního objektu. Jedná se o šikmo seříznutou kuželovou plochu (obr. 15). V tendrové dokumentaci byla navržena monolitická tuhá skořepina, jejíž provedení by bylo extrémně pracné. Po řadě srovnávacích výpočtů byla navržena montovaná konstrukce z prefabrikovaných segmentů, uložená na nosný kruhový parapet z monolitického železobetonu. Obr. 15 Skořepina Rotundy Fig. 15 Shell of the Rotunda

Z ÁV Ě R Realizace objektu potvrdila dva základní parametry návrhu, jimiž byla ekonomika konstrukce a rychlost výstavby. Při složité dispozici, velkorozponovém modulu a maximální míře prefabrikace vychází jednotková cena stropních konstrukcí cca 7 000 Kč/m3. Při návrhu moderních detailů připojení bylo důležité, že s ohledem na časový tlak investora měl projektant možnost navrhnout ucelenou koncepci detailu, bez dílčího tendrování. Kompletní hrubá stavba o výměře cca 80 000 m2 včetně rotundy byla předána dle harmonogramu za pět měsíců.

Uložení předpjatých žeber Mallu Uložení předpjatých poloprůvlaků Mallu na primární nosníky je v běžném případě možné navrhnout prostřednictvím konzol do boku primárních nosníků, popřípadě do kapes nosníků s komplikací statického působení a vedení výztuže. V daném případě jsou použity ocelové tuhé prvky, které zajišťují vyvěšení žebra v montážním stavu a snižují kroucení hlavních nosníků, v konečném stavu je vyvěšení zajištěno betonářskou výztuží. Tyto prvky jsou atypicky použity dva vedle sebe (obr. 14). BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Výstavba objektu Při výstavbě objektu byla uplatněna maximální míra prefabrikace. Vlastní postup výstavby byl určen prostorovými poměry staveniště v centru města a možností přístupu mechanizace pro montáž dílců. Jelikož nebyly navrženy žádné věžové jeřáby, byla prefabrikovaná konstrukce montována mobilními jeřáby v pruzích šířky jednoho až dvou polí modulové osnovy na celou výšku objektu. Při navrženém způsobu montáže je v každém podlaží vytvořen tuhý rámový systém, s eliminací montážních stavů s konzolovým působením sloupů. Betonáž stropní desky Mallu byla prováděna bez podepření předpjatých poloprůvlaků, pouze primární nosníky byly podstojkovány pro omezení kroutících momentů v montážním stavu.

1/2006

19

STAVEBNÍ


Obr. 16 Ukládání nosníku jeřábem Fig. 16 Resting of a girder by a crane Název stavby Majitel Investor Projektant betonové konstrukce Dodavatel betonové konstrukce Projektant stavby Dodavatel stavby Datum dokončení stavby Celkové náklady Náklady na nosnou konstrukci Obr. 18 Betonáž stropní desky Fig. 18 Concreting of the floor slab

VIN Consult, spol. s r. o. Skanska Prefa, a. s. K4, a. s. Sdružení Skanska CZ, a. s., IMOS Brno, a. s., Vaňkovka březen 2005 1,42 miliardy Kč 225 milionů Kč

Literatura: [1] Mužík M., Pulpán M.: Hala Sazka – víceúčelová aréna, BETON TKS 1/2004, str. 21–23 [2] Gattermayerová H., Řehák P., Strnad M.: Prefabrikované tribuny hokejové haly pro mistrovství světa v roce 2004 v Praze, BETON TKS 5/2003, str. 16–20 [3] Garbiar M., Miček M.: Montáž betonových prefabrikátů na stavbě hokejové haly v Praze-Vysočanech, BETON TKS 5/2003, str. 44–46 [4] Smíšek P.: Předepnuté stropní konstrukce haly Sazka, BETON TKS 1/2004, str. 30–31 [5] Víra B.: Nové technologie realizované na stavbě nákupního centra v Brně, BETON TKS 1/2005, str. 31–33

Z podkladů zaslaných do soutěže připravila redakce

Obr. 19 Pohled do středového prefabrikovaného rondelu Fig. 19 View of a medieval prefabricated rondelet

20

Galerie Vaňkovka Brno EKZ Tschechien 2 Immobiliengesellchaft, k. s. HGA Capital Grundbesitz und Anlage GmbH, ECE Gruppe

Obr. 17 Výztuž stropní desky Fig. 17 Reinforcement of the floor slab

Obr. 20 Hrubá stavba Galerie Vaňkovka Fig. 20 Carcassing of Vaňkovka Art Gallery


1/2006

STAVEBNÍ


VISUTÉ

PŘEDPJATÉ STŘECHY SUSPENSION PRESTRESSED ROOFS JIŘÍ STRÁSKÝ Dokončení článku z 5. čísla časopisu v roce 2005

Terminál na mezinárodním letišti Dulles ve Washingtonu, D.C., USA Terminál na letišti Dulles navržený architektem Eero Saarinenem patří mezi nejkrásnější betonové konstrukce [7] (obr. 22). Konstrukce kombinuje skulpturní krásu skloněných pylonů procházejících otvory okrajových nosníků s jednoduchosti tvaru visuté střechy (obr. 23). Terminál byl postaven v roce 1962. Konstrukci terminálu tvoří visutá střecha půdorysného rozměru 51,5 x 195,2 m, (obr. 24) sestavená z žebrovaných prefabrikovaných panelů z lehkého konstrukčního betonu. Panely obdélníkového půdorysu 2,64 x 3,05 m jsou neseny a předepnuty kabely vetknutými do okrajových nosníků. Nosníky jsou po 6,1 m zavěšeny na skloněné sloupy. Při stavbě byly prefabrikované prvky zavěšeny na nosné kabely, které byly po vybetonování spar mezi prvky dopnuty. V roce 1996 byl terminál rozšířen ze 195,2 m na 365,76 m. Je zajímavé, že nejen konstrukce, ale i postup stavby byly totožné [8].

Portugalský národní pavilon pro EXPO’98, Lisabon, Portugalsko Visutá střecha portugalského pavilonu překrývající Ceremoniální náměstí 75 m dlouhé a 53 m široké (obr. 25), má jednoduchý čistý tvar. Její krása vychází z kombinace jednoduché visuté skořepiny – membrány a obdélníkových bočních stěn [9]. Membrána s rozpětím 67,5 m má průvěs 3 m; její tloušťka je 200 mm (obr. 26). Membrána z lehkého konstrukčního betonu je nesena nosnými kabely zakotvenými v šikmých kotevních stěnách krajních podpěr. Skořepina není s kotevními stěnami spojena. Je předepnuta soudržnými kabely zakotvenými ve skořepině. Konstrukční uspořádání jasně odděluje nosný a předpínací systém. Prostor mezi membránou a kotevními stěnami slouží k prosvětlení prostoru pod střechou (obr. 27). Stabilita konstrukce ve vodorovném směru je dána jen nosnými kabely, které při vychýlení stabilizují konstrukci. Kabely jsou proto v místě spojení se skořepinou a kotvící stěnou značně ohybově namáhány. Pro redukci jejich ohybového namáhání jsou kabelové kanálky v místě napojení kuželovitě rozšířeny. Skořepina byla betonována na skruži.

Sportovní stadion v Braga, Portugalsko Při příležitosti mistrovství Evropy ve fotbale v roce 2004 byl v portugalském městě Braga v roce 2003 dokončen sportovní stadion [10] (obr. 28). Hlediště stadionu jsou zastřešena betonovými skořepinami podepíranými visutými kabely s rozpětími 202 m (obr. 29). Na jedné straně jsou kabely zakotveny v příčných rámech podporujících hlediště a na druhé straně v kotevních blocích přikotvených ke zdravé skále. Střecha je sestavena z prefabrikovaných prvků podepíraných vnějšími kabely situovanými pod nimi (obr. 30). Podobně jako u přecházející konstrukce není skořepina monoliticky spojena s krajními kotevními nosníky. Spojení je tvořeno kabely a diagonálními ocelovými pruty. VISUTÉ

R OTAČ N Ě SY M E T R I C K É

KONSTRUKCE

Rotačně symetrické konstrukce se staví nad kruhovým půdorysem. Nosné kabely, které mají obvykle radiální uspořádání, jsou kotveny v taženém středním prstenci a v tlačeném vnějším prstenci. Střecha tak vytváří ekonomický samokotvený konstrukční systém, který zatěžuje základy jen svislými silami. Protože při kon-

Obr. 22 Terminál na mezinárodním letišti Dulles ve Washingtonu, D.C. Fig. 22 Terminal at the international airport Dulles, Washington, D.C. Obr. 23 Terminál na mezinárodním letišti Dulles ve Washingtonu, D.C. – podepření střechy Fig. 23 Terminal at the international airport Dulles, Washington, D.C. – supporting of the roof Obr. 24 Terminál na mezinárodním letišti Dulles ve Washingtonu, D.C. – příčný řez konstrukcí Fig. 24 Terminal at the international airport Dulles, Washington, D.C. – cross section of the structure BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

21

STAVEBNÍ


Obr. 25 Portugalský národní pavilon pro EXPO‘98, Lisabon Fig. 25 Portuguese national pavilion at EXPO’98, Lisbon Obr. 26 Portugalský národní pavilon pro EXPO‘98, Lisabon: a) kotvení kabelů, b) příčný řez konstrukcí Fig. 26 Portuguese national pavilion at EXPO’98, Lisbon: a) anchoring of the cables, b) cross section of the structure Obr. 27 Portugalský národní pavilon pro EXPO‘98, Lisabon – podepření skořepiny kabely Fig. 27 Portuguese national pavilion at EXPO’98, Lisbon: – supporting of the shell by cables

stantní tloušťce skořepiny se zatížení jednotlivých kabelů mění lineárně, má střecha v radiálních řezech tvar paraboly třetího stupně. Z řady konstrukcí zde uvádím tři nejzajímavější. Sportovní hala v Montevideu, Uruguay Jedna z prvních visutých konstrukcí z před-

pjatého betonu byla postavena v Montevideu v roce 1957 [1]. Visutá konstrukce zastřešuje kruhový půdorys průměru 94,2 m (obr. 31). Je tvořena prefabrikovanými lichoběžníkovými deskami zavěšenými na nosné kabely, které jsou zakotvené do vnitřního ocelového a vnějšího betonového prstence. Deskové prvky byly montovány s betonovými bloky, které byly po vybetonování

spar mezi deskami odstraněny. Odlehčením byl v konstrukci vyvozen dostatečný tlak, který zajistil její integritu i tuhost. Vodojem v Durbanu, Natal, Jižní Afrika V roce 1968 byl ve městě Durban postaven vodojem na 340 000 m3 vody [11] (obr. 32). Vodojem je zastřešen visutou střechou kruhového půdorysu průmě-

Obr. 28 Sportovní stadion v Braga Fig. 28 Sport stadium at Braga Obr. 29 Sportovní stadion v Braga – příčný řez konstrukcí Fig. 29 Sport stadium at Braga – cross section of the structure Obr. 30 Sportovní stadion v Braga – stavba skořepiny Fig. 30 Sport stadium at Braga – construction of the shell

22


1/2006

STAVEBNÍ

Obr. 31 Sportovní hala Montevideo: a) příčný řez konstrukcí, b) půdorys části střechy, c) kotvení kabelů Fig. 31 Montevideo sports hall: a) cross section of the structure, b) partial plan of the roof, c) anchoring of the cables

ru 167,6 m. Střechu tvoří 120 radiálních kabelů, které nesou betonové lichoběžníkové desky. Kabely typu BBRV jsou tvořeny 41 dráty průměru 7 mm vedenými v ocelových trubkách. Kabely jsou zakotveny ve vnitřním a vnějším prstenci. Vnitřní prstenec z předpjatého betonu má průměr 13 m. Prstenec je uložen na neoprenových ložiscích, které umožnily jeho zkrácení vlivem předpětí. Ložiska jsou uložena na kruhové věži vysoké 48,2 m. Vnější prstenec vnějšího průměru 167,2 m je ze železobetonu a průřezu 3,5 x 1,3 m. Lichoběžníkové desky tloušťky 50 mm jsou na okrajích ztuženy žebry tloušťky 180 mm. Desky byly montovány kabelovým jeřábem. Po jejich zavěšení na nosné radiální kabely byly vybetonovány jak radiální, tak i vrstevnicové (tangenciální) spáry mezi prvky. Potom byly kabely postupně napnuty. Konstrukce tak získala požadovanou tuhost.

tonováním spar mezi prvky a betonem korýtek byl prstenec zmonolitněn. Potom byl na jeřáb zavěšen střední ocelový prstenec průměru 8,2 m. Následovalo postupné osazení a napnutí radiálních kabelů tvořených dráty průměru 7 mm. Po napnutí kabelů byla osazena a zakotvena svislá táhla tvořená předpínacími tyčemi Dywidag. Jejich napnutím se prstenec svisle posunul a radiální kabely dostaly požadované zvýšené napětí (obr. 34b). Následovalo osazení bednění, betonářské výztuže a vybetonování skořepiny. Po uvolnění svislých táhel se prstenec se skořepinou vzepnul. Tak získala skořepina požadované předpětí (obr. 34c). VISUTÉ

KONSTRUKCE DVOJÍ

KŘIVOSTI

Zatímco tuhost visutých konstrukcí jednoObr. 33 Hala v Grolley: a) příčný řez konstrukcí, b) půdorys Fig. 33 Hall at Grolley: a) cross section of the structure, b) plan


Obr. 32 Vodojem v Durbanu – příčný řez konstrukcí Fig. 32 Water reservoir in Durban – cross section of the structure

duché křivosti je především dána jejich ohybovou tuhostí, tuhost konstrukcí dvojí křivosti je navíc zvýšena jejich smykovou únosností a zkroucením povrchu skořepiny – tedy skutečností, že sklon protilehlých stran elementu konstrukce je rozdílný (obr. 35). Je nepřeberné množství konstrukcí dvojí křivostí, které lze navrhnout nad požadovaným půdorysem. Mnohé z nich však vyžadují nákladnou skruž a jejich výstavba je komplikovaná. Chceme-li odstranit skruž, měli bychom využít postup vyvinutý Prof. Islerem pro návrh tlačených skořepin [13]. Prof. Isler zjistil, že mnohé analytické tvary nejsou pro skořepiny vhodné. Je lépe nalézt tvar Obr. 34 Hala v Grolley – postup stavby Fig. 34 Hall at Grolley – construction sequences

Hala v Grolley, Švýcarsko Visutá střecha postavená v roce 1969 v Grolley zastřešuje plochu průměru 60 m [12] (obr. 33). Je tvořená monolitickou skořepinou tloušťky 70 mm nesenou a předepnutou radiálními předpínacími kabely kotvenými ve vnitřním ocelovém a vnějším železobetonovém prstenci. Střecha je zajímavá především postupem stavby. Nejdříve byl smontován střední věžový jeřáb a vybetonovány okrajové sloupy (obr. 34a). Vnější prstenec byl sestaven ze čtyřiceti osmi prefabrikovaných prvků korýtkového průřezu. VybeBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

23

STAVEBNÍ


Obr. 35 Skořepina dvojí křivosti Fig. 35 Shell of the double curvature

Obr. 36 Model skořepiny Fig. 36 Model of the shell

skořepin experimentálně. Tvar tlačených konstrukcí nacházel ze studia membránových konstrukcí zavěšených nad daným půdorysem (obr. 36). Protože tyto konstrukce nemohou přenést ohyb, jsou namáhány jen tahem. Po určení tvaru, konstrukci obrátil a tak získal konstrukci namáhanou jen tlakem. Pro její stavbu však potřeboval skruž. Je zřejmé, že tento postup lze využít při Obr. 38 Hala v Ludwigshafenu: a) statické působení; b) podélný řez konstrukcí, c) příčný řez konstrukcí Fig. 38 Ludwigshafen hall: a) static function, b) longitudinal section of the structure points, c) cross section of the structure

24

hledání tvaru visutých konstrukcí dvojí křivosti. Tvar konstrukce lze odvodit z membrány zavěšené nad daným půdorysem. Při stavbě lze na síť kabelů zavěsit prefabrikované deskové prvky, přidat montážní zátěž a vybetonovat spáry mezi prvky. Po odstranění montážní zátěže se konstrukce vzepne a předepne. Uvedený postup byl částečně aplikován u dále popsaných konstrukcí tvořených hyperbolickým paraboloidem. Je všeobecně známo, že tvar hyperbolického paraboloidu je přímkový, tedy, že ho lze vybetonovat na skruži tvořené přímkovými bednícími prvky (obr. 37a). Takto vytvořený paraboloid je namáhán ve dvou na sebe kolmých směrech, které vytváří tažené a tlačené pruhy (obr. 37b). Konstrukci tvarem blízkou hyperbolickému paraboloidu lze také vytvořit z lanové sítě (obr. 37c). Na tuto konstrukci lze zavěsit deskové prvky, a tak vytvořit plochu podobnou hyperbolickému paraboloidu. Po předepnutí kabelů tvořících lanovou síť dostaneme konstrukci požadovaného tvaru. Podobně jako u dříve Obr. 39 Hala v Ludwigshafenu: a) řez skořepinou, b) postup betonáže skořepiny Fig. 39 Ludwigshafen hall: a) shell section, b) casting sequences of the shell

Obr. 37 Hyperboloid: a) tvořící přímky, b) základní tlakové a tahové namáhání, c) lanová síť Fig. 37 Hyperboloid: a) forming straight lines, b) basic compression and tension stresses, c) cable net

popsaných konstrukcí se tak z lanové sítě stane skořepina požadované tvarové stálosti a tuhosti. Z řady konstrukcí uvádíme ty nejzajímavější. Hala Friedricha Eberta v Ludwigshafenu, Německo Základním architektonickým prvkem haly Ludwigshafenu, která byla postavená v roce 1965, je skořepinová střecha tvaru hyperbolického paraboloidu [6] (obr. 38). Skořepina zastřešuje čtvercový půdorys 57 x 57 m s užitnou plochou 3000 m2. Skořepinu tvoří prefabrikované deskové prvky tloušťky 65 mm, monoliticky spojené se systémem pravoúhlých žeber (obr. 39a). Žebra vytváří soustavu tlačených a tažených oblouků sledujících směry hlavního namáhání. Tlačená žebra jsou vyztužena betonářskou výztuží, tažená žebra jsou nesena a předepnuta dvojicí předpínacích tyčí průměru 26 mm. Zatížení ze skořepiny je přenášeno do krajních nosníků, které dále přenáší zatížení do patek, jejichž základní statická funkce


1/2006

STAVEBNÍ

Obr. 40 Nová Berlínská kongresová hala Fig. 40 New Berlin congress hall

je architektonicky zdůrazněna. Patky jsou vzájemně spojeny předpjatým táhlem. Skořepina byla betonována postupně od nejvyšších bodů ke středu střechy (obr. 39b). Prefabrikované desky byly postupně zavěšovány na nosné kabely tvořené předpínacími tyčemi. Desky byly osazovány a žebra betonována v pruzích šířky odpovídají šířce desek, přičemž v betonovaném úseku byla vždy betonována celá tlačená žebra s přilehlými úseky tažených žeber. Aby při betonáži byl tah i tlak v žebrech přibližně stejný, bylo nutno montážně zvýšit zatížení betonovými bloky. Po vybetonování posledního středního pruhu bylo zatížení bloky odstraněno. Tímto způsobem byla konstrukce předepnuta. Rekonstrukce kongresové haly v Berlíně, Německo Po zřícení vnějších oblouků kongresové haly bylo rozhodnuto halu rekonstruovat [14]. Pro řešení byl přijat alternativní návrh firmy Dyckerhoff & Widman, který místo aby stávající halu rozšířil o vnější oblouky, postavil 900 mm nad střední částí konstrukci novou (obr. 40). Novou konstrukci tvoří dva oblouky, do kterých je vetknuta skořepina tvaru hyperbolického paraboloidu (obr. 41a). Oblouky, které jsou vetknuty do dvou patek, jsou navrženy tak, aby byly schopny přenést nejen symetrické zatížení, ale i jednostranné zatížení od sněhu i větru. Podobně jako u haly Ludwigshafenu, tvoří skořepinu prefabrikované desky z lehkého konstrukčního betonu tloušťky 110 mm, které jsou monoliticky spojené se systémem pravoúhlých žeber. Žebra vytváří soustavu tlačených a tažených oblouků sledujících směry hlavní-

ho namáhání. Tlačená žebra jsou vyztužena betonářskou vyztuží, tažená žebra jsou zavěšena a předepnuta předpínacími tyčemi. Skořepina byla, podobně jako předcházející konstrukce, postupně betonována v pruzích do bednění zavěšeném na předpínací tyče. Hala byla znovu otevřena při příležitostí 750. výročí založení města v roce 1987. Arizona State Fairgrounds Coliseum ve Phoenixu, Arizona, USA Střechu, postavenou v roce 1964 nad kruhovým půdorysem průměru 112,16 m (obr. 42), tvoří skořepina tvaru hyperbolického paraboloidu [4]. Střechu tvoří pravoúhlá síť kabelů, která nese a předpíná skořepinu sestavenou ze čtvercových prefabrikovaných prvků. Kabely jsou situovány v okrajových ztužujících žebrech vybetonovaných po osazení všech prvků. Prefabrikované prvky byly smontovány na lehkém lešení, které bylo po vybetonování a předepnutí spar odstraněno. Olympijský stadion „Saddledome“ v Calgary, Kanada Olympijský stadion postavený při příle-


Obr. 41 Nová Berlínská kongresová hala – konstrukční uspořádání a) vnější střecha, b) vnitřní střecha Fig. 41 New Berlin congress hall – structural arrangement: a) outside roof, b) inside roof

žitosti Zimních olympijských her v roce 1988 konaných v Calgary, patří mezi vrcholná inženýrská díla [15] (obr. 43). Konstrukci stadionu tvoří systém prefabrikovaných radiálně uspořádaných rámů podporujících hlediště, střechu tvoří skořepina z lehkého konstrukčního betonu s maximálním rozpětím 135,3 m. Tvar konstrukce vznikl průnikem koule s hyperbolickým paraboloidem (obr. 44). Ačkoliv konstrukce má nepravidelný tvar, byla navržena tak, aby umožnila účelnou prefabrikaci, unifikaci prvků a ekonomickou montáž (obr. 45 a 46). Skořepina je sestavena z prefabrikovaných prvků (obr. 47a) nesených kabely tvořenými předpínacími lany a je předepnuta předpínacími kabely z monostrandů (obr. 47b). Nosné a předpínací kabely jsou situovány ve sparách mezi prvky. Nosná a předpínací lana jsou zakotve-

Obr. 42 Arizonské Koloseum ve Phonixu: a) půdorys, b) řez A-A, c) řez B-B, d) řez C-C, e) tvar deskových prvků, f) řez D-D Fig. 42 Arizona State Coliseum, Phoenix: a) plan, b) section A-A, c) section B-B, d) section C-C, e) shape of the slab members, f) section D-D


1/2006

25

STAVEBNÍ


Obr. 43 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary Fig. 43 Olympic stadium “Saddledome”, Calgary

Obr. 44 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary – tvar konstrukce Fig. 44 Olympic stadium “Saddledome”, Calgary – shape of the structure

Obr. 45 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary – podélný řez Fig. 45 Olympic stadium “Saddledome”, Calgery – longitudinal section

Obr. 46 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary – příčný řez Fig. 46 Olympic stadium “Saddledome”, Calgary – cross section

na do okrajového prstence uloženého na ložiscích situovaných na vrcholech kruhovitě zakřivených okrajových sloupů. Prstenec komorového průřezu byl sestaven z prefabrikovaných prvků korýtkového průřezu, který byl na stavbě doplněn o horní desku betonovanou současně se

sparami mezi prvky. Stabilita celé střechy je zajištěna předpjatými rámy tvaru písmene A situovanými v nejnižších bodech střechy, které jsou monoliticky spojeny s okrajovým prstencem. Konstrukce střechy byla smontována beze skruže, prefabrikované prvky byly

Obr. 47 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary – deskový prvek střechy: a) půdorys, b) řez A-A, c) řez B-B Fig. 47 Olympic stadium ‘Saddledome‘, Calgary – slab member of the roof, b) section A-A, c) section B-B

26

při montáži uloženy na pravoúhlou síť nosných kabelů (obr. 48). Po smontování všech prvků byly mezi prvky vybetonovány spáry a konstrukce byla předepnuta předpínacími kabely. Konstrukce se vyznačuje nejen ekonomickým tvarem, ale má – v porovná-

Obr. 48 Olympijský stadion „Saddledome“, Calgary – montáž střechy Fig. 48 Olympic stadium ‘Saddledome‘, Calgary – erection of the roof


1/2006

Literatura: [7] Bologna B.: Leichtbeton im Hoch-und Ingenierbau, Cembureau, Paris 1974 [8] Freeman A.: SOM’s Addition to Dulles International Airport – Respects Eero Saarinen’s “Modern Masterpiece“, Architectural Record 3/1997, New York, USA [9] Tavares A. S.: The Canopy of Portuguese National Pavilion at Expo 98. Concrete structures in Portugal, FIP Congress, Amsterdam 1998 [10] Furtado R., Quinaz C., Bastos R.: New Braga Municipal Stadium, Braga, SEI, IABSE, May 2005, pp. 72-77 [11] Vasarhelyi, M. A.: A 340,000 cubic meter capacity water reservoir in Durban, Natal, South African structures in prestressed concrete. The 6th FIP Congress, Prague 1970 [12] Hugentobler O.: Werkstattgebäuse in Grolley. Spannbeton in der Schweiz. Zum 7. FIP-Kongress, New York 1974 [13] Chilton J.: Heinz Isler – The engineer‘s contribution to contemporary architecture, Thomas Telford Publishing, London 2000 [14] Bomhard H.: Reconstruction of the Berlin congress hall, Proc. 10th inter. congr. of the FIP, New Delhi 1986 [15] Bobrowski J.: The ‘Saddledome’: the Olympic ice stadium in Calgary (Canada), L’Industria Italiana del Cemento 5/1984 [16] Engel H.: Structural Systems, Verlag Gerd Hatje, 1997

ní s jinými konstrukcemi – minimální objem. Její provoz je tedy nejméně energeticky náročný. Z ÁV Ě R Z uvedeného přehledu konstrukcí je zřejmé, že visuté předpjaté konstrukce opravdu umožňují návrh architektonicky zajímavých a současně hospodárných konstrukcí. Předpětím lze zajistit, aby konstrukce byly namáhány jen tlakem, a tak omezit vznik trhlin. Při správném návrhu detailů a pečlivém provedení lze postavit konstrukce, které vyžadují minimální údržbu. Je zřejmé, že visuté konstrukce lze ekonomicky vytvářet z lehkého konstrukčního betonu. Visutými konstrukcemi se na Ústavu betonových a zděných konstrukcí VUT-FAST zabýváme již několik let. Vypracovali jsme řadu návrhů konstrukcí jednoduché i dvojí křivosti, které jsme podrobně analyzovali. Nyní připravujeme stavbu modelu konstrukce tvaru hyperbolického paraboloidu sestaveného z prefabrikovaných prvků zavěšených na pravoúhlou síť monostrandů, které budou po vybetonování spar mezi prvky předepnuty. Na modelu studujeme konstrukční detaily, postup stavby, chování konstrukce při provozním zatížení a určíme mezní únosnost konstrukce. Snad výsledky řešení přispějí ke stavbě podobných konstrukcí u nás. Příspěvek byl vypracován za finančního přispění MŠMT, projekt 1M6840770001, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.

síla zkušenosti Mott MacDonald Ltd. je jedna z největších světových multi-disciplinárních projektově inženýrských konzultačních společností Mott MacDonald Praha, s.r.o. je česká pobočka mezinárodní společnosti 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 stupňů projektové dokumentace, řízení a supervize projektů. Tyto činnosti zajišťujeme v těchto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodářství Životní prostředí Geodetické práce Grafické aplikace Inženýring a konzultační činnost Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. Jiří Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 www.mottmac.cz, e-mail: [email protected]

Prof. Ing. Jiří Stráský, CSc., P.E. VUT Stavební fakulta Veveří 95, 662 37 Brno tel.: 541 147 845, fax: 549 250 218 STRÁSKÝ, HUSTÝ A PARTNEŘI, s. r. o. Bohunická 50, P. B. 641, 639 41 Brno tel.: 547 101 811, fax: 547 101 881 e-mail: [email protected]

27

STAVEBNÍ


KONSTRUKCE BUDOV OD NÁVRHU K VÝSTAVBĚ STRUCTURAL SYSTEM OF BUILDINGS FROM DESIGN UP TO CONSTRUCTION P AV E L Č Í Ž E K Konečná podoba konstrukce realizované budovy se často liší od jejího prvotního návrhu. Rozhodující okamžik pro změnu konstrukce nebo technologie její výstavby nastává po určení dodavatele stavby na základě výběrového řízení. Důvody k provedení změn jsou: doba a období výstavby a cenové relace. Realizované konstrukce vykazují obvykle vyšší technické a kvalitativní parametry. The final appearance of the structural system of a completed building oftentimes differs from its initial design. The decisive instant for a change in the structural system or its construction technology arises when the contractor of the construction is selected in the competitive tendering. The structural systems erected usually have higher technical and quality parameters.

zpracování projektu pro stavební povolení. Parametry a kvalita navržené konstrukce závisejí na úrovni jejich vzájemné spolupráce. Schopnost konceptního myšlení, znalosti a zkušenosti statika – konstruktéra jsou rozhodující pro zdar stavebního díla. Na základě vlastní praxe ve stavební organizaci zajišťující výstavbu prefabrikovaných konstrukcí však musím konstatovat, že v mnohých případech bylo nutné navržené konstrukce nahradit jinými. To se dělo vždy po vzájemné dohodě s hlavními dodavateli staveb, většinou ve stádiu zahájení výstavby nebo v těsném předstihu. Důvody byly různé: nutnost zkrácení doby výstavby, zlevnění konstrukce, výstavba v zimním období nebo i nabídka zvýšených užitných vlastností u nové konstrukce. Následují tři příklady změn původně monolitických konstrukcí na konstrukce po výtce prefabrikované z výše uvedených důvodů.

N O V O S TAV B A F I N A N Č N Í H O Ú Ř A D U V MOSTĚ Pro pět až šestipodlažní budovu novostavby Finančního úřadu v Mostě (obr. 1) s půdorysem tvaru U vepsaného do obdélníku 44 x 26 m byla původně (obr. 2A) navržena monolitická železobetonová konstrukce s krabicovým stěnovým systémem v modulu 5,4 x 5,4 m ve vrchních třech podlažích, uloženém na ortogonálně orientovaných rámech se sloupy umístěnými v křížení stěn. A to i v suterénu, určeném z části pro parkování osobních aut a z části pro skladové hospodářství. Konstrukce byla založena prostřednictvím rozměrných patek uvnitř dispozice a na základové pasy s vazbou na suterénní stěny po obvodu. Náročnost takto navržené monolitické konstrukce z hlediska provádění, bednění i vyztužování, a doby výstavby vedla k návrhu celomontované prefabrikované

Konceptní návrh konstrukcí budov v pozemním stavitelství vzniká obvykle ve spolupráci s klientem vyvoleného architekta a jím smluvně zajištěného statika v čase Obr. 2 Skladba stropní konstrukce 3. podlaží; A – monolitické, B – prefabrikované Fig. 2 Floor structure of the 3rd storey; A – monolithic, B – prefabricated Obr. 3 Osazování předpjatých stropních panelů nad uvolněným prostorem podlaží Fig. 3 Superposing prestressed floor panels Obr. 1 Finanční úřad v Mostě – celkový pohled se vstupním nárožím Fig. 1 Financial Office in Most – general view with the entrance corner

28


1/2006

STAVEBNÍ

Obr. 5 Stropní konstrukce s modulem 8,1 m v příčném řezu; A – původní návrh monolitické konstrukce; B – prefabrikovaná stropní konstrukce spřažená s nadbetonovanou vrstvou Fig. 5 Floor structure with module 8.1 m in a cross section; A – original design of the monolithic structure; B – prefabricated floor structure coupled with the topping

konstrukce s využitím obvodů pro situování rámů doplněných vnitřními sloupy pouze v rohových sekcích a u schodiště (obr. 2B). Tím vznikly v podélných sekcích prostory bez vnitřních podpor vhodné pro flexibilní uspořádání interiéru a bezproblémové budoucí inovace. Pro stropní konstrukce jsme použili dutinové předem předpínané panely s tloušťkami 150, 200, 265 a 320 mm od menších až po největší rozpony 10,8 m (obr. 3). Stropní konstrukce jsou prakticky shodné ve všech podlažích. Obvodové suterénní stěny jsou rovněž prefabrikované a sloupy konstrukce jsou založené prostřednictvím vrtaných pilot. Uvolněný prostor pro sklady a parking v suterénu byl dalším pozitivním přínosem realizované prefabrikované konstrukce.


Obr. 4 Centrum Olympia v Plzni – pohled na část budovy Fig. 4 Olympia Centre in Plzeň – view of a part of the building Obr. 6 Detail uložení nosníku na sloup a stropního panelu na průběžnou konzolku Fig. 6 Detail of the placement of a girder and a floor panel in a continuous cantilever

C E N T R U M O LY M P I A P L Z E Ň Ocelová halová konstrukce jedné části rozsáhlého obchodně-společenského Centra Olympia v Plzni (obr. 4) s půdorysem 161 x 97 m je uložena na železobetonovou konstrukci suterénu s parkingem. Monolitická konstrukce byla navržena s kruhovými vnitřními sloupy průměru 0,7 m s modulovou osnovou 20 x 8,1/9 x 10,8 m, které nesou stropní konstrukci s příčně orientovanými plochými průvlaky 2 x 0,7 m, v oblasti sloupů zesílenými na výšku 0,9 m. Na ně navazuje spojitá deska tloušťky 0,25 m se světlým rozponem 6,1 m (obr. 5A). Suterénní obvodové stěny měly tloušťku 0,3 m. Nejen z důvodů urychlení výstavby bylo rozhodnuto monolitickou konstrukci nahradit konstrukcí prefabrikovanou Obr. 7 Detail výztuže průvlaku nad podporou před uložením nadbetonávky Fig. 7 Detail of reinforcement of a girder above the support prior to placing the topping Obr. 8 Úložné prahy pro obvodové suterénní stěny Fig. 8 Bearing blocks for peripheral ground floor walls


1/2006

29

STAVEBNÍ


Obr. 9 Obvodová prefabrikovaná stěna s vazbou na průvlaky stropní konstrukce Fig. 9 Peripheral prefabricated wall bonded to the floor structure

Obr. 11 Pohled na stropní konstrukci s otvory pro eskalátory Fig. 11 View of the floor structure with openings for escalators

při zachování všech požadovaných uživatelských vlastností: zachování modulové osnovy a prostorového uspořádání suterénu, vazby pro uložení vrchní ocelové konstrukce se značnými nároky na lokální přenos svislého a vodorovného zatížení a požadované užitné zatížení stropu v hodnotě 20 kNm–2. Monolitická stropní deska byla nahrazena předpjatými dutinovými panely PARTEK s tloušťkou 0,32 m a délkou 7 m. Ty jsou uloženy na průběžné konzolky spojitých nosníků s příčným průřezem tvaru obráceného písmene U vepsaného do obdélníku 1,1 x 0,8 m (obr. 5B a 6). Nosníky i panely jsou spřaženy s nadbetonovanou membránou tloušťky 60 mm nad panely a 130 mm nad průvlaky (obr. 7). Na membránu byla pokládána 12,5 resp. 25 mm silná podlahová vrstva. Vnitřní kruhové sloupy průměru 0,6 m mají úložné konzoly orientované ve směru styčných spar příčlí. Obvodové suterénní stěny jsou rovněž prefabrikované avšak tloušťky 0,2 m. Jsou opřené do stropní 30

Obr. 10 Interiér parkingu s pohledem na suterénní stěnu Obr. 10 Parking lot interior viewing the ground floor wall

konstrukce a úložných prefabrikovaných základových prahů (obr. 8 až 10). Konstrukce byla rozdělena jedinou příčně orientovanou dilatační spárou na dvě plošně rovnocenné části (obr. 11). Rozsáhlý suterénní parking působí z estetického hlediska velmi příjemně (obr. 12). KI K A ČESTLICE Pro trojpodlažní objekt KIKA v Čestlicích (obr. 13) s prodejnou nábytku a skladovým zázemím nad obdélníkovým půdorysem 155 x 75 m a s čtvercovou osnovou sloupů 8,55 x 8,55 m byla v projektu pro stavební povolení navržena monolitická konstrukce s bezprůvlakovými deskovými stropy tloušťky 0,25 m resp. 0,32 m v obvodových polích s pravoúhlými hlavicemi nad vnitřními sloupy (obr. 14A). Z časových důvodů výstavby v zimních měsících byla tato konstrukce nahrazena prefabrikovanou a pouze atypická část velkoryse koncipovaného ústředního prostoru se spirálovou rampou zůstala logicky v monolitickém provedení. Z důvodů

Obr. 12 Interiér parkingu Obr. 12 Parking lot interior

omezených konstrukčních výšek podlaží a z toho vyplývajícího stísněného prostoru pro vedení rozvodů byla povolena maximální výška stropní konstrukce v oblasti příčně orientovaného sloupového pruhu do 0,4 m. Ploché rámové příčle s šířkou 1,7 m jsou stykované nad sloupy s dvojkonzolkami orientovanými souhlasně se stykovou spárou příčlí (obr. 14B, 15). Na jejich spodní příruby jsou uloženy předem předpjaté dutinové panely tloušťky 0,2 m. Příčle a panely jsou spřaženy s 60mm membránou s vrchní úložnou plochou určenou na provedení 10 mm tenké podlahové vrstvy. Tektonika konstrukce ve vztazích sloup – příčle – panel je zřejmá z montážního stadia na obr. 16. Estetické kvality v interiéru přiznané konstrukce dokládá pohled do druhého podlaží na obr. 17. Obchodní dům KIKA v Čestlicích je prvním z připravované výstavby obchodních domů této společnosti v České republice. Jde také o první použití prefabrikované technologie pro prodejní objekt společnos-


1/2006

STAVEBNÍ

Obr. 14 Příčný řez stropní konstrukcí v úložné oblasti při vstupu; A – původní monolitická varianta; B – realizovaná prefabrikovaná stropní konstrukce spřažená s nadbetonovanou monolitickou vrstvou Fig. 14 Cross section of the floor structure in the storage space close to the entrance; A – original monolithic alternative; B – completed prefabricated floor structure joined with the concrete monolithic topping

Obr. 15 Uložená příčle na sloup s konzolami + styková oblast Fig. 15 Placed frame cross beam with cantilevers and the joint part

Obr. 17 Pohled na vnitřní strukturu montované konstrukce Fig. 17 View of the internal structure of the prefabricated construction


Obr. 13 KIKA – obchodní dům s nábytkem – pohled na průčelí s hlavním vstupem Fig. 13 KIKA – department store with furniture – view of the facade with the main entrance

Obr. 16 Prefabrikovaná konstrukce v montážním stádiu Fig. 16 Prefabricated structure in the assembly stage

ti KIKA. Zejména vstřícný postoj rakouského architekta Michaela Ebnera umožnil výstavbu námi navrhované prefabrikované konstrukce. Z ÁV Ě R Proces od prvotního návrhu konstrukce budovy až po její realizaci nebývá přímočarý. Uvedené příklady transformace původního návrhu dokumentují, že kromě příznivých hospodářských výsledků mohou změny vést i k prospěchu výsledné podoby stavebního díla.

Ing. Pavel Čížek PBK ČÍŽEK, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 406 e-mail: [email protected], www.pbkcizek.cz


1/2006

31

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

OBVODOVÉ

STENY BUDOV A KONŠTRUKCIE Z PÓROBETÓNU ZALIATE PRI POVODNI FLOODED PERIPHERAL WALLS OF BUILDINGS AND STRUCTURES FROM POROUS CONCRETE SVETOZÁR BALKOVIC Predmetom štúdia je správanie sa pórobetónu dlhodobo vystaveného účinkom vody pri povodni. Na základe pozorovaní zaliatych budov a získaných výsledkov možno potvrdiť, že pórobetón je vhodný na použitie aj v oblastiach vystavených nebezpečenstvu povodní, keďže zaliatie nespôsobuje trvalé zhoršenie jeho úžitkových vlastností (trvanlivosť, mineralogické zloženie, odolnosť voči vzniku plesní). Voda obsiahnutá v póroch autoklávovaného pórobetónu má alkalickú reakciu, ktorá zabraňuje vývoju väčšiny mikroorganizmov. Správne postavené budovy z pórobetónu po ich vyschnutí a renovácii môžu byť úspešne naďalej používané. This investigation is aimed to examine behaviour of porous concrete exposed to flood water effects in the long term. Monitoring of flooded buildings and the results obtained have proven that porous concrete is suitable for employment even in areas exposed to flood hazards. It is due to the fact that flooding does not cause permanent deterioration

of its utility characteristics (durability, mineralogical composition, resistance to mould generation). The water contained in pores of steam-pressure cured concrete has alkali reaction which prevents development of most microorganisms. Well-constructed buildings from porous concrete can be further used after drying up and renovation. V tomto roku uplynulo štyridsať rokov od veľkej povodne, ktorú na južnom Slovensku spôsobil Dunaj (kulminácia v Bratislave 15. 6. 1965). Povodeň zničila 3910 a poškodila 6180 domov. Po ustúpení vody na zaliatom území bolo potrebné asanovať mnohé objekty. Neporušené zostali objekty a rodinné domy z pórobetónu postavené z tvárnic z vtedajších závodov na výrobu pórobetónu v Bratislave a v Šaštínskych Strážach, ktoré sa mnohé po vysušení a renovácii používajú podnes. Po dobrých skúsenostiach s týmto stavebným materiálom sa rozhodlo o výstavbe závodu na výrobu pórobetónu v Dolnej Strede (Sereď), v ktorom začala výroba veľmi rýchlo už v roku 1968, a pri-

Vlhkosť [%] Hĺbka odberu vzorky z vonkajšej strany [mm] 0 až 50 6 až 100 110 až 160 170 až 200 210 až 250 260 až 300 310 až 360 09/97 18,7 21,4 21,7 20,5 14,1 12/97 10,6 21,6 28,1 30,3 24,4 1 06/98 8,5 13,2 14,7 14,4 14,0 10/98 5,6 5,5 4,9 4,9 5,5 09/97 22,8 34,8 38,8 39,4 38,1 34,1 21,7 01/98 14,9 25,3 29,7 30,5 29,3 25,2 2 15,6 06/98 8,1 15,4 18,7 18,5 18,3 16,5 12,5 10/98 12,1 8,4 8,3 9,6 9,0 8,4 09/97 22,0 31,0 36,0 34,0 3* 12/97 18,0 29,3 32,7 29,8 10/98 1,7 1,3 1,7 2,3 51,0 50,0 50,0 10/97 51,0 52,0 18,0 17,7 14,4 4 12/97 13,4 17,3 6,7 6,3 4,3 02/99 4,5 6,8 10/97 32,7 34,1 33,7 31,6 37,3 5 12/97 24,3 34,1 32,9 28,3 26,0 02/99 12,8 26,7 25,5 26,6 10/97 43,3 45,3 44,6 44,0 40,3 6 02/99 14,0 16,4 19,1 20,3 20,8 * Objekt bol počas dvoch mesiacov vetraný a vysušovaný teplým vzduchom Číslo Termín obj. merania

32

Priemer 19,3 23,0 13,0 5,3 32,8 24,4 15,4 9,3 30,8 27,5 1,6 50,8 16,2 5,7 33,9 29,1 22,9 43,5 18,1

spela tak k obnove zatopeného územia. Nanešťastie sa tieto podmienky v tom období nevyužili na štúdium správania sa pórobetónu a jeho vlastností pri a po povodni, takže nemáme z tohto obdobia dostatok hodnoverných podkladov. V ostatnom období v dôsledku či už klimatických zmien (globálne otepľovanie), alebo rôznych iných príčin stúpa počet lokálnych povodní na celom území Európy, v rámci ktorých dochádza k zaliatiu objektov na postihnutom území. Ďalej uvedené závery z doložených pozorovaní v Poľsku po povodni v roku 1997 budú nepochybne zaujímavé aj pre širokú odbornú verejnosť. V dôsledku povodne sa v júli 1997 mnoho budov v západnej časti Poľska ocitlo pod vodou počas viacerých dní. Vznikla otázka, ako sa správajú stavebné materiály zaliatych budov, z ktorých boli stavby zhotovené. Na základe skorších výskumov a pozorovaní je známe, že pórobetón je materiál, ktorý sa osvedčil v obtiažnych užívateľských podmienkach, napr. v trópoch, odolnosťou voči hubám a plesniam, nevznikla však príležitosť na preverenie, či jeho vlastnosti sa nezmenia pod vplyvom častokrát niekoľkometrového stĺpca povodňovej vody obsahujúcej rôzne organické zlúčeniny a chemikálie. To bolo motiváciou na prehĺbenie vedomostí v tomto smere. Obvodové steny vytipovaných budov boli zhotovené z pórobetónu vyrobeného firmou YTONG a v iných miestnych pórobetónkach. Naprogramovali sa nasledujúce úlohy: • základná obhliadka budov zaliatych počas povodne, • preverenie vysýchania obvodových stien budov alebo dielcov v závislosti od času, • preverenie vybraných vlastností pórobetónu ako: pevnosť v tlaku, analýza štruktúry pórovitosti, mineralogické zloženie, Tab. 1 Výsledky meraní vysychania stien z pórobetónu Tab. 1 Measurement results of drying out of walls made of porous concrete


1/2006

SANACE R E H A B I L I TAT I O N Obr. 1 Priebeh vysychania 240 mm pórobetónovej omietnutej steny (objekt č. 3), 1 – september 1997, 2 – december 1997, 3 – október 1998 Fig. 1 The process of drying up of a 240 mm plastered wall built of porous concrete (construction No 3), 1 – September 1997, 2 – December 1997, 3 – October 1998

• mikrobiologické rozbory (huby, plesne, baktérie). POPIS ŠTU DOVANÝC H OB J E KTOV Na štúdium boli vybrané nasledovné objekty: 1. Laboratórium IMiGW Wroclaw, ul. Wybreże Wyspiańskiego, budova vo výstavbe, použitý pieskový pórobetón. Zaliate do výšky 0,6 m, voda sa udržiavala čtyry dni. 2. Budova občianskej vybavenosti s bytmi, Wroclaw, ul. Czarneckiego, použitý pieskový pórobetón, pred povodňou bez omietok, zaliate do výšky 1 m, voda sa udržiavala dvadsať dní. 3. Obytná budova v Buszkowicach Małych, niekoľko rokov v prevádzke, použité tvárnice z pieskového pórobetónu obojstranne opatrené omietkou. Zaliate do výšky 1,8 m nad úrovňou terénu, voda sa udržiavala viac ako tri týždne s postupným znižovaním úrovne. 4. Veľká obytná budova v Kotowicach k. Wrocławia, počas povodne v stave výstavby, použité tvárnice z pieskového pórobetónu. Zaliate do výšky okolo 1,8 m, voda sa udržiavala viac ako tri týždne s postupným znižovaním úrovne. 5. Objekt v Olzie, dielňa používaná niekoľko rokov, použité tvárnice z pórobetónu na báze popolčeka z čierneho uhlia, obojstranne opatrené omietkou. Zaliate do výšky 2 m nad úrovňou terénu, voda sa udržiavala viac ako dva týždne. 6. Objekt v Raciborze, ohrievaná dielňa užívaná viac ako dvadsať rokov. Použité tvárnice z pórobetónu na báze popolčeka obojstranne opatrené omietkou. Zaliate do výšky okolo 2,2 m nad úrovňou terénu, voda sa udržiavala viac ako dva a pol týždňa. 7. Obytná budova Wroclaw, ul. Mysłowiecka, použité tvárnice z pieskového pórobetónu, pred povodňou bez omietok. Zaliate do výšky 0,7 m, voda sa udržiavala viac ako štrnásť dní. 8. Sklad stavebných materiálov “Budus“, Wroclaw, ul. Bricknera, počas povodne

Obr. 2 Priebeh vysychania 360 mm pórobetónovej neomietnutej steny (objekt č. 2), 1 – september 1997, 2 – január 1998, 3 – jún 1998, 4 – október 1998 Fig. 2 The process of drying up of a 360 mm plastered wall built of porous concrete (construction No 2), 1 – September 1997, 2 – January 1998, 3 – June 1998, 4 – October 1998

Obr. 3 Vysychanie pórobetónových tvárnic odobratých z priestorov zasiahnutých povodňou september – december 1997 Fig. 3 Drying up of porous concrete units taken from spaces affected by the flood of September – December 1997

a počas celého obdobia trvalo sledovaný. Tvárnice z pieskového pórobetónu uložené na paletách, továrensky fóliované, voľne uložené na skladovacej ploche. Skladovacie priestory zaliate do výšky 0,8 m, voda sa udržiavala viac ako štyri dni. N AV L H N U T I E

PO POVODNI

A V YSYC HAN I E P ÓROB ETÓN U

Meranie vlhkosti sa uskutočňovalo v čase


1/2006

od septembra 1997 do februára 1999 na vzorkách pórobetónu získaných ako: • valcové vývrty odobraté zo stien objektov, • samostatné pórobetónové tvárnice odobraté zo skladov jednotlivých objektov a uložené vo forme steny chránenej pred dažďom (v CEBET-e Varšava) – tento spôsob umožňoval voľné vysychanie. 33

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

Druh steny

Vlastnosť Ekvivalentná difúzna hrúbka vonkajšej povrchovej úpravy [m]

Jednovrstvová Čas vysychania [rok] Hodnota ustálenej vlhkosti [%]: priemer maximum Ekvivalentná difúzna hrúbka vonkajšej povrchovej úpravy [m] Dvojvrstvová Čas vysychania [rok] Hodnota ustálenej vlhkosti [%]: priemer maximum Tab. 2 Orientačné hodnoty vysychania pórobetónu a hodnoty ustálených vlhkostí obvodových konštrukcií [2] Tab.2 Rough values of drying up of porous concrete and values of stable moisture of peripheral structures [2]

Atmosferické podmienky boli typické pre miestnu klímu, neodlišujúce sa od priemerných viacročných hodnôt. Prvýkrát sa uskutočnilo meranie v septembri 1997, t.j. okolo šiestich týždňov po ustúpení povodňových vôd. Opakované meranie sa uskutočnilo od decembra 1997 do februára 1999. Výsledky meraní vysychania stien z pórobetónu sú uvedené v tab. 1 a na obr. 1 a 2. Ako sme spomínali, prvýkrát sa uskutočnilo meranie v septembri 1997. V tom čase už nastúpilo vyschnutie pórobetónu z maximálnej vlhkosti 50 až 60 hm. %. Naďalej však bola vlhkosť vysoká a dosahovala v priemere 19,2 hm. % (objekt č. 1) a do 50 hm. % v obytnej budove (objekt č. 4). V ďalších mesiacoch (september ’97 až január ’98) sa vlhkosť ďalej

Pórobetón z popolčeka

Pórobetón z piesku

0 až 1,5 1,5 až 2 3 až 6 5 až 7

0 až 1,5 1,5 až 2 2 až 3,5 4 až 6

4,5 5,5 67 0 až 1,5 1,5 až 2 - 6 až 11

33 55 0 až 1,5 1,5 až 2 5 až 8 -

- 6,5 -9

4 5

znížila a po jednom až jednom a pol roku od zaliatia stien povodňovými vodami sa priblížila k úrovni ustálenej vlhkosti, mimo objektov 5 a 6, ktoré boli postavené z popolčekového pórobetónu a vysychali značne pomalšie. V tomto prípade mali vplyv aj podmienky používania objektov – jednalo sa o dielne, ktoré neboli natoľko intenzívne ohrievané ako obytné budovy. Pomalšie vysychanie týchto stien bolo spojené s vlastnosťami popolčekového pórobetónu, ktorý vysychá pomalšie než pórobetón pieskový. Z prv uskutočnených experimentov s použitím pórobetónu na báze piesku je známe, že vlhkosť sa stabilizuje v období jednoho až dvoch rokov, kým v pórobetóne na báze popolčeka dva až tri roky a aj tak je ešte vyššia. K podobným záverom vedú aj výsledky Výskumno-vývojového ústavu prefabrikácie v Bratislave z osemdesiatych rokov. Orientačné hodnoty vysychania pórobetónu a hodnoty ustálených vlhkostí obvodových konštrukcií sú podľa [2] uvedené v tabuľke 2. V P LY V Y

KONŠTR U KC I E P ÔSOB IAC E

NA V YSYC HAN I E P ÓROB ETÓN U

Tab. 3 Hodnoty ustálených, resp. výpočtových vlhkostí, na základe širokého súboru dlhodobosledovaných stavieb v rámci úlohy [3] Tab. 3 Values of stable, or calculation moisture based on a large set of constructions monitored over a long period of time as part of project [3]

Sledovaná hodnota _ priemerná vlhkosť V smerodajná odchýlka δ max. vlhkosť = výpočtová hodnota Vmax doba vysychania, max.

34

Pórobetón na báze na báze piesku popolčeka 4,80

3,12

0,768

0,65

6,34 %

4,42 %

72 mesiacov

48 mesiacov

Z výsledkov dlhodobého sledovania vlhkostí boli definované vplyvy na priebeh vysychania [3]. Na jeho priebeh majú vplyv tieto činitele: • Druh pórobetónu – pórobetón na báze popolčeka, pórobetón na báze piesku. • Druh konštrukcie – jednovrstvové, dvojvrstvové. • Hrúbka konštrukcie (len pre jednovrstvové). Rozdiely podľa hrúbky sú v rýchlosti vysychania – čím hrubšia, tým pomalšie vysychanie. • Vplyv difúzneho odporu vonkajšej povrchovej úpravy – jeden z najvýznamnejších činiteľov. Čím väčší difúzny odpor povrchovej úpravy (veľkosť ekvivalentnej difúznej hrúbky), tým pomalšie vysychanie. Podľa veľkosti ekvivalentnej

difúznej hrúbky sa delia na: 0 až 0,5 m; 0,5 až 1,5 m; > 1,5 m. • Vplyv parozábrany alebo parobrzdy na vnútornej strane konštrukcie – negatívny vplyv. • Vplyv svetových strán, resp. slnečnej radiácie – vplyv je nepodstatný. • Ostatné vplyvy – vplyv zvýšenej relatívnej vlhkosti mikroklímy. • Vplyv nesprávnych konštrukčných detailov, resp. ich chybného prevedenia. Intenzita vysychania v našom prípade konštrukcií po povodni závisí tiež od okolitých podmienok (teplota, vlhkosť). V budove vysušovanej teplým vzduchom (objekt č. 3) pri súčasnom vetraní počas dvoch mesiacov klesla priemerná vlhkosť pórobetónu v priereze steny na veľmi nízku hodnotu – 1,6 hm. %. Sťaženie vysychania, ako sme už povedali, predstavuje omietka. Po prvých troch mesiacoch vlhkosť omietnutých stien (obr. 1) bola vyššia v priemere o 3 hm. % od neomietnutých (obr. 2). Výsledky tiež ukázali, že obojstranné vysychanie pórobetónu zvyšuje jeho intenzitu. Možno to vidieť na výsledkoch štúdia vysychania zaliatych tvárnic zo skladov. Tvárnice boli skladované vo forme na sucho ukladanej steny prekrytej voči vplyvom počasia. Tvárnice mali v septembri 1997 rôznu počiatočnú vlhkosť pohybujúcu sa v hraniciach 62 až 25 hm. %. Po prvom mesiaci vysušovania sa pohybovala v hraniciach 26 až 16 hm. %. V tomto období prebiehalo vysychanie veľmi intenzívne, na čo mali vplyv priaznivé klimatické podmienky (príjemný a teplý prelom mesiacov september a október). Čím bola počiatočná vlhkosť vyššia, tým bola intenzita vysychania väčšia. Na základe širokého súboru dlhodobo sledovaných stavieb v rámci úlohy [3] boli vyčíslené hodnoty ustálených, resp. výpočtových vlhkostí (tab. 3), ktoré zodpovedajú uvádzaným v [1]. Rozdiel je v dobe vysychania, ktorá je podľa tohto prameňa kratšia – max. 36 mesiacov. PEVNOSŤ V TLAKU Na odobratých normových vzorkách zo stien bola stanovená pevnosť v tlaku vo vlhkom stave a po vysušení (tab. 4). Na základe výsledkov možno konštatovať, že pórobetón (po povodni) má relatívne dobrú pevnosť. Dokonca ešte pri vlhkosti 45 hm. % pri objemovej hmotnosti 500 kgm-3 má pevnosť v tlaku 3 MPa.


1/2006

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

PÓROVITOSTI

A M I N E R A LO G I C K É Z LO Ž E N I E

Štruktúra pórovitosti pórobetónu po povodni sa nelíši od pórobetónu nevystaveného extrémnym podmienkam. Nepotvrdil sa negatívny vplyv úplného nasýtenia vodou na štruktúru pórobetónu. Rovnako ani mineralogické zloženie pórobetónu sa neodlišovalo od typového. Vo vzorkách nebola potvrdená prítomnosť rozpustných solí (napr. sírany, chloridy), prítomnosť ktorých by mohla byť spájaná s ústupom povodňových vôd. M I K R O B I O LO G I C K É S K Ú Š K Y Pórobetón vzhľadom na pórovitú štruktúru, podobne ako keramické materiály, pohlcuje značné množstvo vody. Na rozdiel od keramických materiálov, ktoré vo vodnom prostredí majú neutrálnu reakciu, pórobetón vytvára alkalické prostredie. Voda obsiahnutá v póroch autoklávovaného pórobetónu má alkalickú reakciu, ktorá zabraňuje vývoju väčšiny mikroorganizmov. Produkty látkovej premeny väčšiny živých organizmov majú kyslú reakciu. Tieto produkty v styku so zložkami pórobetónu – kremičitanmi a uhličitanmi – podliehajú rozkladu a rýchlej mineralizácii. Možno povedať, že pórobetón má „dezinfekčné“ vlastnosti a mimo svojej pórovitosti nevytvára prostredie pre rozvoj mikroorganizmov a plesní. Tieto závery boli plne potvrdené kompetentnými mikrobiologickými pracoviskami. Preukázali len ojedinelý vznik baktérií a plesní výlučne na povrchu pórobetónových dielcov. Ich rozvoj v podpovrchovej vrstve bol preukázaný len na pórobetóne skladovanom vo fóliovom balení. Ojedinelé kolónie plesní v styku s atmosférou vznikajú prakticky vždy a na každom stavebnom materiáli. Nemá to vplyv na hygienické podmienky v budovách a v ich bezprostrednom okolí, keďže tieto plesne sa stali trvalou zložkou nášho životného prostredia. Z ÁV E R Preverené budovy z pórobetónu, ktoré boli zaliate pri povodni v júli 1997, a výsledky skúmania oprávňujú k tvrdeniu, že pórobetón po povodni nestráca svoje výhodné úžitkové vlastnosti a budovy po renovácii môžu byť užívané naďalej. V zaliatych budovách sa nepotvrdilo poškodenie stien z pórobetónu spôsobené zatopením, ktoré by sa prejavilo do pol roku od povodne v júli 1997.

Ako postupovať, aby čo najskôr po opadnutí povodňovej vody bolo možné plnohodnotne využívať priestory? Najdôležitejšie je zabezpečiť intenzívne vysychanie počas prvých dvoch mesiacov s intenzívnym vetraním. Neodporúča sa vysušovanie veľmi horúcim vzduchom po povodni, keď rýchle vysušenie povrchov z pórobetónu môže spôsobiť vznik trhlín v dôsledku rozdielu napätí medzi vysušenou vrstvou a silne vlhkým jadrom. Ak vonkajšia omietka má slabú prídržnosť (odúvanie, dutý zvuk pri poklepe), je potrebné ju čo najskôr odstrániť, čo súčasne uľahčí vysušovanie samotnej pórobetónovej steny. Podobne je potrebné postupovať aj pri vnútorných povrchových úpravách – odstrániť tapety, farbu a vrstvu omietky, ak sa oddeľujú od podkladu. Holá stena vysychá rýchlejšie. Doba vysychania bude závisieť od mnohých činiteľov. V procese vysychania môže byť výhodne využité centrálne ohrievanie (ÚK) so zabezpečením intenzívneho vetrania priestorov, a to aj v tom prípade, keď kondenzácia vlhkosti pochádzajúcej zo stien môže naň vplývať nepriaznivo. Pred začatím vysušovania je potrebné skontrolovať a opraviť ríny a odkvapy na dažďovú vodu. Podmienkou úplného vysušenia je likvidácia všetkých zdrojov vlhkosti. Okrem týchto „klasických“ spôsobov môžu byť použité špecializované metódy a zariadenia na vysušovanie. Vysušovanie môže priniesť výsledky len v správne navrhnutých a postavených objektoch, kde nedochádza k trvalému vlhnutiu pórobetónových stien napr. v dôsledku nasiaknutia z dôvodu nesprávne prevedenej hydroizolácie. V prípade vzniku povrchových vlasových trhlín nie je potrebná ich oprava. Odporúča sa opatriť povrch steny hydrofóbnym náterom. Opravy povrchovej úpravy závisia od stupňa jej poškodenia a druhu úpravy. V prípade straty súdržnosti s podkladom je potrebné povrchovú úpravu odstrániť a naniesť novú po vysušení objektu. Pred nanášaním povrchovej úpravy je potrebné stenu očistiť a umyť vodou. Z priebehu prirodzeného vysychania stien vyplýva, že nové nanesenie omietok je možné najskôr po jednom roku od ústupu vody. Nanášanie omietok sa odporúča za stáleho neslnečného počasia pri teplote +5 až 30 oC. Neodporúča sa pri teplotách pod +5 oC a pri daždi. Na povrchové úpravy sa používajú klasické cementovo-vápenné omietky,


1/2006

Objemová hmotnosť [kgm-3] 400 500 600

Vlhkosť [hm. %] 0 16,9 0 16,5 45,0 0 11,2

Pevnosť v tlaku [MPa] 2,6 2,2 3,9 2,9 3,0 5,5 4,3

Tab. 4 Pevnosť v tlaku vo vlhkom stave a po vysušení nameraná na odobratých normových vzorkách zo stien Tab. 4 Compressive strength of wet walls and after drying up, measured from standard samples taken from the walls

prípadne hotové suché omietkové zmesi určené na pórobetón. Na základe pozorovaní zaliatych budov a získaných výsledkov možno potvrdiť, že pórobetón je vhodný na použitie aj v oblastiach vystavených nebezpečenstvu povodní, keďže zaliatie nespôsobuje trvalé zhoršenie jeho úžitkových vlastností (trvanlivosť, mineralogické zloženie, odolnosť voči vzniku plesní). Správne postavené budovy z pórobetónu po ich vyschnutí a renovácii môžu byť úspešne naďalej používané. Článok bol pripravený s čiastočným použitím materiálu [1] a s láskavým súhlasom autorov. Ing. Svetozár Balkovic, CSc. Ústav anorganickej chémie SAV Dúbravská cesta 9, 845 36 Bratislava e-mail: [email protected]

Článek byl lektorován. Literatúra: [1] Górska B., Laś M., Romanowski J., Rybarczyk T., Zapotoczna-Sytek G.: Badania betonu komórkowego w ścianach budynków zalanych podczas powodzi, Poradnik nr.3, Stowarzyszenie Producentów Betonów, Warszawa, 2003 [2] Šimovič J., Szomolányiová K.: Príručka o použití pórobetónu v bytovej, občianskej a priemyslovej výstavbe, Bratislava, 1987 [3] Kratochvíla A. a kol.: Objektivizácia tepelne-technických parametrov pórobetónu, Záverečná správa úlohy OZ – 12 – 4/84, VVÚP Bratislava, 1985

35

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

OBRAZOVÁ REPORTÁŽ Z NÁVŠTĚVY VE VÝROBNĚ P R E FA B R I KOVA N ÝC H D Í LC Ů V O O R B I J G R O E P B . V. V AMSTERDAMU

PICTURE REPORT OF A VISIT TO THE PREFABRICATED UNITS MANUFACTURING PLANT VOORBIJ GROEP B.V. IN AMSTERDAM P AV E L Č Í Ž E K Výrobní areál se rozkládá na ploše 125 000 m2 se zastavěnou plochou 24 000 m2 a navazuje na přímořský kanál s nábřežím v délce 104 m využívaným pro přísun štěrku a písku. Skladovací kapacity pojmou 10 000 t materiálu. Přísun do mísícího jádra zajišťuje pásový dopravník délky 114 m s převýšením 34 m. Kryté mísící jádro obsahuje bunkr

36

s kapacitou 1 050 t kameniva a deset sil s kapacitou 3 000 t pro cement a další příměsi. Vodní nádrž o obsahu 1 300 m3 je zásobována dešťovou vodou sbíranou ze střech všech budov areálu. Voda z nádrže se používá jako záměsová voda pro výrobu betonu a pro očistu zařízení. Přísun materiálu do mísícího jádra, výroba betonové směsi, její rozvoz monorailovým dopravníkem nebo specializovanými vozidly na místo určení jsou říze-

ny z operačního centra. Celková kapacita dvou mísících zařízení po 3 m3 je 90 m3 za hodinu, tj. 2160 m3 za den při nepřetržitém provozu.

Ing. Pavel Čížek PBK ČÍŽEK, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 406 e-mail: [email protected], www.pbkcizek.cz

Obr. 1 Administrativní budova, odkud je řízený provoz celého areálu Fig. 1 Administrative building from which the entire complex is controlled

Obr. 2 Zásobníky a mísící jádro s kapacitou 90 m3 betonu/hod. Fig. 2 Reservoirs and the concrete mixer plant with a capacity of 90 m3 concrete/hour

Obr. 3 Formy délky 169 m na výrobu předpínaných pilot v 225 m dlouhé hale Fig. 3 Moulds 169 m long for production of prestressed piles in a hall 225 m long

Obr. 4 Zařízení na ukládání betonu zásobované jednokolejným dopravníkem, „vibrační myš“ se pohybuje pod formovacím zařízením Fig. 4 Equipment for placing concrete supplied by a single-rail conveyor, the “vibration mouse“ moves below the moulding equipment


1/2006

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. 5 Manipulace s pilotami se provádí jeřábem s podtlakovým přísavným zařízením Fig. 5 Piles are handled by a crane with underpressure suction equipment

Obr. 6 Tunel s výstupní kontrolou Fig. 6 Tunnel with an output control

Obr. 7 Sklad formovacích dílů pro výrobu plošných dílců Fig. 7 Storage of moulding units for production of flat units

Obr. 8 Truhlářská dílna Fig. 8 Joiner’s shop

Obr. 9 Karuselová linka na výrobu plošných dílců Fig. 9 Carousel line for production of flat units

Obr. 10 Programem řízená automatická výroba svařovaných sítí s profily od 8 do 16 mm a různou roztečí Fig. 10 Computer-controlled automatic production of welded nets with profiles from 8 to 16 mm and differing spacing


1/2006

37

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

38

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

Obr. 11 Ohýbačka svařovaných sítí Fig. 11 Welded nets bender

Obr. 12 Distanční žebříčky Fig. 12 Distance ladders

Obr. 13 Vyztužený dílec připravený k betonáži Fig. 13 Reinforced unit prepared for concreting

Obr. 14 Detail výztuže se zabudovanými přípravky pro stykování dílců při montáži na stavbě Fig. 14 Detail of reinforcement with built in fixtures for joining units in assembly on site

Obr. 15 Ukládání samozhutnitelné betonové směsi Fig. 15 Placement of self-compacting concrete mix

Obr. 16 Skladování stěnových dílců Fig. 16 Storage of wall units


1/2006

N O R M Y • SJ TA AK VOESBTN Í• KC OE N R TS ITFRI U KK ACE STANDARDS • QUALITY • CER S T IRFUI C T AT U IROE N S

KARBONATACE

BETONU, DRUHY CEMENTŮ

A DOPORUČENÍ ČSN EN 206-1 CARBONATION OF CONCRETE, CEMENT TYPES A N D R E C O M M E N DAT I O N O F Č S N E N 206-1 B Ř E T I S L A V T E P LÝ , M A R K É TA C H R O M Á , P AV E L R O V N A N Í K , P AV L A R O V N A N Í K O VÁ Článek doplňuje diskusi vedenou na Betonářských dnech 2005 k příspěvku [1] o úloze a užitečnosti k-hodnoty pro stanovení vodního součinitele a posuzování životnosti při používání betonů vyrobených ze směsných cementů. Jsou zde diskutovány mezní stavy trvanlivosti a přístup dle Eurokódů i přístup pravděpodobnostní. This article fills in a discussion led on symposium Betonářské dny 2005 about the paper [1] concerning a role and usefulness of k-concept for determination of w/c ratio, if concretes prepared from blended cements are used, as well as for service life assessment. Durability limit states, Eurocode standards and probabilistic approach are discussed. Na Betonářských dnech 2005 v Hradci Králové byl přednesen v sekci Výzkum a nové materiály 1 příspěvek [1]. K němu se pak rozvinula diskuse, která – dle názoru autorů i některých účastníků diskuse – nebyla (a z časových důvodů ani nemohla být) zcela srozumitelně ukončena. Autoři proto využívají příležitost poskytnutou redakcí časopisu a dovolují si doplnit některé související informace tak, aby byla zlepšena orientace v oblasti navrhování, resp. posuzování železobetonových konstrukcí na životnost s použitím směsných cementů nejenom účastníků zmíněné konference, ale i čtenářů, kteří nebyli mezi posluchači v sále. Využívání popílku, křemičitých úletů, příp. dalších průmyslových odpadů jako příměsí do cementů vede k omezení množství použitého portlandského cementu. Kromě toho, že tím mohou být příznivě ovlivněny vlastnosti betonů, to vede také ke snížení emisí CO2. Pokusíme se nejprve uvést problematiku trvanlivosti betonových konstrukcí vyrobených ze směsných cementů v širším kontextu. Správně navržená konstrukce by obecně měla respektovat několik okolnos-

tí (obr. 1). Zde si všimneme blíže dvou z nich: spolehlivosti a životnosti. S P O L E H L I V O S T A Ž I V OT N O S T Spolehlivost a životnost jsou navzájem úzce spjaty: výslednicí trvanlivosti všech materiálových komponent vystavených degradaci vnějšími vlivy je životnost stavebního prvku, konstrukce či objektu a je vlastně kvantifikací trvanlivosti. 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 [2, 3]. Podle nich se porovnávají účinky zatížení s příslušnými vlastnostmi konstrukce, i s ohledem na vlivy prostředí. Jako míry spolehlivosti se užívají alternativně index spolehlivosti β nebo pravděpodobnost poruchy Pf. Požadovaná životnost i hladina spolehlivosti výrazně ovlivňují náklady stavebního díla, zejména když jsou hodnoceny pro celý životní cyklus [4]. Je tedy velmi důležité správně rozhodnout o návrhových hodnotách životnosti a spolehlivosti, tj. také vybrat potřebné typy mezních stavů, u kterých budeme ověřovat dodržení cílových hodnot β (nebo Pf) po dobu požadované životnosti. Zde je nutno zdůraznit, že rozeznáváme mezní stavy: • únosnosti (ve zkratce jen ULS – Ultimate Limit States): jsou vymezeny jako případy ohrožení osob, příp. bezpečnosti konstrukce – kolapsu či jiné, obdobné formy porušení konstrukce; patří sem i porušení v důsledku únavy materiálu. Obr. 1 Diagram obecných zásad při navrhování optimální konstrukce. Fig. 1 Diagram of general principles for designing optimal structures.


Požadovaná míra spolehlivosti je v tomto případě pochopitelně předepsána legislativně (normami, tj. [2]); • použitelnosti (SLS – Serviceability Limit States): odpovídají podmínkám, po jejichž překročení již nejsou splněny provozní požadavky na konstrukci či její část – funkční, vzhledové, pohoda osob. Dle základního dokumentu pro navrhování konstrukcí [2] se kritéria pro SLS mají specifikovat a odsouhlasit s klientem! Jde totiž převážně o ekonomické dopady, které ponese on a měl by tedy sám rozhodnout o míře spolehlivosti. Do kategorie SLS (ale někdy též do kategorie ULS) spadají také mezní stavy trvanlivosti (DLS – Durability Limit States), které jsou spojeny s požadavky na životnost. Nejsou zatím v platných normách explicitně vyjmenovány jako samostatná kategorie, ale to se zřejmě brzy změní: připravované mezinárodní dokumenty [5, 6] je již definují jako samostatnou kategorii mezních stavů, kdy je iniciována degradace – spolu s poznámkou o nutnosti specifikovat či odsouhlasit s klientem požadovanou životnost a odpovídající hodnotu indexu spolehlivosti. Diferenciace spolehlivosti není asi pro inženýra dostatečně transparentní a vlastně ani doposud nebylo vyžadováno, aby se tím zabýval. Investorům tím ale také uniká jedna z možností, jak ovlivnit – patrně příznivě – své ekonomické výsledky. U železobetonových konstrukcí s ohledem na nejběžnější druh jejich degrada-

4c\Yx\YdOZWbO

A^]ZSVZWd]ab

ÏWd]b\]ab

3Y]\][WQYt·YdOZWbO¸

1/2006

3Y]Z]UWQYt ·YdOZWbO¸

39

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

lizaci hydroxidu způsobují kyselé plyny z ovzduší, a protože je v běžné atmosféře vždy přítomen oxid uhličitý (CO2), je největší pozornost věnována právě karbonataci. Karbonatace, která vede k vytvoření podmínek pro depasivaci výztuže, představuje tedy jeden z mezních stavů typu DLS. Životnost L je pak omezena tzv. iniciačním časem Li, tj. dobou, která uplyne od zhotovení konstrukce do okamžiku, kdy karbonatace prostoupí celou krycí vrstvou až k výztuži. Pravděpodobnost nesplnění požadované životnosti v tomto smyslu pak může popisovat index spolehlivosti β. Při postupu dle Eurokódů je nutno mj.: • rozhodnout, který ze stupňů vlivu prostředí (nebo-li exposiční třída) je pro daný případ relevantní. Tyto stupně jsou definovány v ČSN EN 206-1 [7], tabulka NA.1. Pro korozi vlivem karbonatace jde o stupně XC1 až 4. Tomu pak musí odpovídat složení, resp. specifikace betonu. V tab. F.1 jsou proto uvedeny informativní mezní hodnoty pro složení a vlastnosti betonu pro dané stupně vlivu prostředí a předpokládanou životnost 50 let: maximální vodní součinitel (resp. „efektivní“ vodní součinitel voda/ (cement + k × příměs) dle koncepce k-hodnoty pro cementy s příměsmi), minimální obsah cementu a minimální pevnostní třída. Kromě toho ještě tab. F.2 ukazuje použitelnost cementů pro stupně vlivu prostředí (CEM I až CEM V; druhy cementů viz tab. 1 v ČSN EN 197-1 [8]); • při použití běžné oceli bez povrchových úprav se stanoví minimální tloušťka krycí vrstvy c betonu, což se řídí čl. 4.4.1 a tabulkami 4.3N, 4.4 eurokódu [9] ve vztahu ke stupňům prostředí, tzv. konstrukční třídě (padesáti či stoletá návrhová životnost, prvky deskové geome-

ce, tj. na korozi ocelové výztuže, můžeme za stavy DLS považovat několik situací: 1) depasivaci výztuže, tj. stav, kdy se sníží koncentrace hydroxidových iontů v okolí výztuže a vytvoří se tak podmínky, kdy může započít koroze; 2) vznik viditelných trhlin na povrchu betonu, způsobených expanzí korozních produktů na výztuži; 3) odlučování betonu krycí vrstvy v důsledku pokračujících objemových změn oceli, způsobených korozí a 4) nepřípustné snížení únosnosti či tuhosti zmenšením efektivní plochy nosné výztuže korozí. Každý z těchto stavů by nastal v jiném časovém okamžiku a vytyčil by tedy také jinou životnost. Vzhledem k tomu, že zmíněné mezní stavy mají odlišné ekonomické důsledky, by měly mít také odlišné cílové hodnoty indexu spolehlivosti β. Případy (3) a (4) již spadají spíše do kategorií SLS nebo ULS, ale jsou vázány také na jistou životnost. Při definování požadované životnosti pro případy (1), (2), někdy i (3), by mělo být rozhodnuto, jak velká část konstrukce má být degradačním jevem zasažena, aby to již bylo považováno za mezní stav – např. v rozsahu 10 nebo 30 % celého nosného prvku či konstrukce, u případů (4) zase může rozhodovat to, které průřezy jsou oslabeny (v souvislosti se statickým schématem konstrukce). MEZNÍ

S TAV T R VA N L I V O S T I

A K A R B O N AT A C E B E T O N Ů Z E SMĚSNÝCH CEMENTŮ

6Z]cPYOYO`P]\ObOQSI[[K

Postup dle Eurokódů Pojem karbonatace je zahrnut do souboru neutralizačních reakcí, které snižují koncentraci hydroxidu vápenatého (tedy hodnotu pH) v cementovém tmelu. Neutra#

;ab]QV`t\\]^ÂSR RSÈb[Sf^S`W[S\b

Y+ 3< $

Y+##

#

Pravděpodobnostní přístup Cestu k vyřešení některých zmíněných problémů lze řešit plně pravděpodobnostním přístupem (který je mj. uveden v [2], příloha C) a s využitím odst. 5.3.3 v [7], podle kterého je dovoleno stanovit požadavky pro trvanlivost ve vztahu ke stupňům vlivu prostředí pomocí návrhu složení betonu s požadovanou vlastností. Podrobnosti tohoto přístupu jsou pak uvedeny v příloze J (informativní), která jako jednu z možných metod uvádí použití analytických modelů. Tyto, aplikovány pravděpodobnostně, příslušně verifikovány a opatřeny vhodnými nástroji, mohou být schůdnou cestou. Pomocí vhodného výpočetního modelu lze postup karbonatace odhadnout a sta-

DS\Y]dSf^S`W[S\b

Y+ 3< $ # Y+##

#

vOaI[aQSK

40

trie či zvýšená kvalita kontroly při výrobě) a pevnostní třídě betonu; • při tomto postupu nedospívá projektant k informaci o odpovídající úrovni spolehlivosti, pouze se mlčky předpokládá, že je splněna podmínka SLS pro 50 let, kdy má být β ≥ 1,5 v souladu s ČSN EN 1990 [2]. Pro jiné hodnoty životnosti než 50 let podklady nemá. Můžeme shrnout, že při posuzování železobetonové konstrukce na mezní stav trvanlivosti je nutno pracovat s ustanoveními Eurokódů [2], [7] a [9], přitom někde jde v současné době jen o doporučení či o informativní hodnoty; česká verze dokumentu [9] má vyjít v II/2006. V případech aplikace tohoto postupu na cementy s příměsmi se projektant navíc musí potýkat s řadou nejasností v dokumentu ČSN EN 206-1 [7]. Bylo na ně upozorněno v příspěvku [1]; zde zopakujeme jen ten hlavní „otazník“: ze znění normy není zřejmé, jestli se kkoncepce a tam uvedené hodnoty součinitele k (odst. 5.2.5.2) mají používat ve vztahu k odolnosti vůči karbonataci, resp. k působení chloridů či pevnosti betonu a zda a jak se tyto hodnoty v různých případech liší. Poznamenejme, že v příspěvku [1] bylo již poukázáno na to, že hodnoty součinitele k doporučené normou [7] neposkytují dostatečně věrohodné výsledky.

#

#

Obr. 2 Graf závislosti hloubky karbonatace na čase při rozdílném vlivu prostředí a pro různé k-hodnoty. Fig. 2 Carbonation depth versus time curves for various environment and k-values.


1/2006

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 Literatura: [1] Teplý B., Chromá M. a Rovnaník P.: Karbonatace, cementy typu CEM II-V a doporučení ČSN EN206-1. Sborník BETONÁŘSKÉ DNY 2005, s.78–83 [2] EN 1990 Eurocode – Basis of structural design, resp. ČSN EN 1990 Zásady navrhování. Česká technická norma, ČNI, 2003 [3] Teplý B.: Mezní stavy včera, dnes a zítra. Stavební obzor, roč.14, č. 7, 2005, 193–6 [4] Teplý B.: Trvanlivost – náklady – spolehlivost konstrukcí. Beton TKS, 3/2005, 3–5 [5] fib Model Code for Service Life Design, fib TG 5.6 (dokument se připravuje) [6] ISO/WD 13823 General Principles on the Design of Structures for Durability, ISO TC 98/SC2/WG10 (document se připravuje) [7] ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba

[8]

[9]

[10]

[11]

novit tak čas Li. V příspěvku [1] je popsáno použití modelu navrženého v [10], pro který jeho autoři pomocí výsledků zrychlených testů navrhli hodnoty součinitele k pro efektivní vodní součinitel pro různé příměsi, pro popis karbonatace, působení chloridů i popis pevnosti betonu. V [1] a dalších pracích byly provedeny srovnávací studie, které ukazují výrazně lepší souhlas hloubky karbonatace získané pomocí hodnot k dle [10] než dle [7] při srovnání se zkouškami zahraničních autorů (pro 28 dní a pro 2 roky). Obr. 2 to dokládá při srovnání s experimenty [11]. V [1] byl studován nejenom vliv faktoru k na hloubku karbonatace, ale také na index spolehlivosti. Z ÁV Ě R Z uvedených poznatků mj. vyplývá, že v souvislosti s navrhováním betonových konstrukcí s použitím směsných cemen-

a shoda. Česká technická norma, ČNI, 2001 (vč. změn Z1/2002 a Z2/2003) ČSN P EN 197-1 Cement – Složení, jakostní požadavky a kritéria pro stanovení shody. Část 1: Cementy pro obecné použití, 1993 EN 1992-1-1 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1.1: General rules and rules for buildings. CEN, 2003 (ČSN EN 1992-1 je v tisku) Papadakis V. G.: Efficiency factors (k-values) for supplementary cementing materials regarding carbonation and chloride penetration. Proc. of Fifth Int. Conf. Durability of Concrete, CANMET/ACI, ed. V. M. Malhotra, Vol. I/2000, Barcelona, Spain, 173–187 Khunthongkeaw J., Tangtermsirikul S., Leelawat T.: A study on carbonation depth prediction for fly ash concrete, Construction and Building Materials, In Press, Corrected Proof, 2005

tů na životnost bude nutno se podrobněji věnovat stanovení, resp. ověření hodnot součinitele k uvedených v normě ČSN EN 206-1. Důsledná diferenciace k-hodnot pro všechny situace, druhy a množství příměsí je mimořádně náročná a pracná. Ověření správnosti numerického modelu a vhodných hodnot součinitele k by bylo možné dosáhnout jen porovnáním s dostatečně věrohodnými výsledky měření karbonatace na existujících konstrukcích v reálném prostředí probíhající po dostatečně dlouhou dobu, s podrobnou znalostí o druhu a dávkování příměsí (příp. i informací o jemnosti mletí), způsobu ošetřování a působení prostředí. Takové výsledky však nejsou k dispozici (pokud je autorům známo); částečně by bylo možno je doplnit cíleně koncipovanými zrychlenými laboratorními experimenty. Jinou možností jsou snahy ponechat

TEKUTÝ

v tab. F.1 [7] jen požadavek na minimální pevnostní třídu betonu (a vynechat požadavek na vodní součinitel). Proti tomu ale hovoří to, že pevnost betonu nemusí přímo korespondovat s pórovou strukturou; kromě toho např. zvýšení pevnosti betonu zvýšením množství cementu může být z hlediska permeability kontraproduktivní, protože obvykle vede ke zvětšené náchylnosti ke vzniku smršťovacích trhlinek. Problematika je tedy značně komplikovaná. Opustit kkoncept také asi není schůdné vzhledem k jeho zařazení v Eurokódech, jejich provázanosti a také snad proto, že se na něj odvolává i vznikající fib Model Code [5]. V každém případě je zřejmé, že problematika navrhování betonových konstrukcí na životnost má multidisciplinární charakter a vyžaduje kromě znalostí navrhování a technologie betonových konstrukcí též znalosti o teorii spolehlivosti, mezních stavech a v neposlední řadě o chemických procesech. Tento výsledek byl získán za finančního přispění MŠMT, projekt 1M6840770001, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS. Prof. Ing. Břetislav Teplý, CSc. tel: 541 147 642 e-mail: [email protected] www.fce.vutbr.cz/CHE/teply.b RNDr. Markéta Chromá tel.: 541 147 639 e-mail: [email protected] RNDr. Pavel Rovnaník, Ph.D. tel.: 541 147 636 e-mail: [email protected] Prof. RNDr. Pavla Rovnaníková, CSc. tel.: 541 147 633 e-mail: [email protected] www.fce.vutbr.cz/CHE/rovnanikova.p všichni: Stavební fakulta VUT v Brně Žižkova 17, 602 00 Brno fax: 541 147 667 Text článku byl lektorován

KÁMEN

Doporučujeme vaší pozornosti webovou prezentaci výstavy Liquid Stone. Výstava proběhla v National Building Museum ve Washingtonu (webové stránky www.nbm.org) a pro velký zájem byla o rok prodloužena. Obzvláště představení jednotlivých projektů je velice zajímavé. http://www.nbm.org/Exhibits/liquid_stone.html V březnu by měla být k dispozici kniha. red


1/2006

41

NORMY •


POZNÁMKA K RELAXACI D L E E N 19 9 2 - 1- 1

PŘEDPÍNACÍ VÝZTUŽE

COMMENT ON RELAXATION OF PRESTRESSING REINFORCEMENT A C C O R D I N G T O E N 19 9 2 - 1- 1 J A R O S L A V N A V R ÁT I L Příspěvek se zabývá výpočtem relaxace předpínací výztuže dle nové ČSN EN 1992-1-1 a srovnáním vypočtených hodnot s hodnotami dle dosud platných českých norem. The paper deals with the calculation of relaxation of prestressing reinforcement according to new ČSN EN 1992-1-1, and with the comparison of calculated values with those obtained according to valid Czech national codes. Čerstvé vydání dlouho očekávaného konečného znění ČSN EN 1992-1-1 [3] znamená pro projektanty a tvůrce statického software po dlouhé době „přednorem“ pevný bod, ze kterého mohou vycházet při své profesní činnosti. Firma SCIA reaguje promptně přípravou nových modulů [7] pro posouzení železobetonových i předpjatých konstrukcí podle [3]. Změny výpočtu relaxace předpínací výztuže oproti předchozím verzím EC2 i oproti dosud platným českým normám mne inspirovaly k provedení jednoduché srovnávací studie. ČASOVĚ

Z ÁV I S L É V L A S T N O S T I

PŘ E DPÍ NAC Í OC E LI

Relaxace způsobuje v čase úbytek napětí v oceli zatížené neměnným deformačním zatížením (protažením). V normách se většinou definuje celková ztráta napěObr. 1 Ztráta napětí relaxací v předpínacích lanech v čase nekonečno Fig. 1 Relaxation loss in prestressing strands at infinite time

42

tí relaxací v čase nekonečno (celková relaxace, kapacita relaxace), která závisí na konstantním relativním napětí v kabelu. Relativní napětí je poměr napětí v kabelu a charakteristické pevnosti v tahu, případně meze 0,2. Relaxace roste v čase, přičemž její průběh je přibližně lineární v závislosti na logaritmu času. Celková relaxace v čase nekonečno i průběh ztráty relaxací v čase bývají poskytovány ve formě tzv. relaxačních tabulek výrobcem předpínací výztuže nebo jsou definovány v normách. Celková ztráta napětí relaxací v čase nekonečno V obr. 1 je vynesena ztráta napětí relaxací v předpínacích lanech v čase nekonečno dle dosud platných českých norem [1] a [2], doporučení CEB-FIP 1990 [4] a ČSN EN 1992-1-1 [3]. Do třídy 1 podle [4] a [3] patří předpínací výztuž s „běžnou“ relaxací. To odůvodňuje rozdíly v kapacitě relaxace oproti předpínací výztuži třídy 2, která je v poměrně dobré shodě s kapacitou relaxace popouštěných a stabilizovaných lan dle [1] a [2]. Problémem ovšem je, že [3] vztahuje relativní napětí k charakteristické pevnosti v tahu, zatímco např. [1] k mezi 0,2. To vede při stejné úrovni napětí k výrazně větší kapacitě relaxace podle [1] než podle [3]. Průběh ztráty relaxací v čase Na rozdíl od všech doposud používaných norem a předpisů [1], [2], [4] závisí v [3] průběh ztráty relaxací v čase na relativním napětí v kabelu vztaženém k charakteristické pevnosti v tahu, viz vzorce (3.28) až (3.30) v [3]. Provedeme-li grafické srovnání průběhu ztráty relaxací v čase podle

všech předpisů, získáme na první pohled nesourodou řadu křivek (obr. 2). Z obrázku vyplývá, že průběh relaxace dle [1] a [2] víceméně odpovídá průběhu dle [3] pro velmi vysoké (teoreticky dosažitelné) relativní napětí v kabelu. Na obrázku je uveden průběh pro 0,95 násobek charakteristické pevnosti v tahu fpk. Tak vysoké napětí v kabelu však nebývá při napínání ani v průběhu životnosti konstrukce dosaženo (běžně dosahovaná úroveň napětí v kabelu je cca 0,7 fpk). Průběh relaxace dle [4] odpovídá průběhu dle [3] pro úroveň napětí v kabelu 0,7 až 0,8 fpk. Znamená to, že zejména hodnoty krátkodobé ztráty relaxace a korekce relaxace podržením napětí budou dle [3] výrazně menší než při výpočtu dle [1] nebo [2], což dokumentuje i následující příklad. VÝPOČET

Z T R ÁT Y P Ř E D P Ě T Í

R E L A X AC Í P Ř E D P Í N AC Í V Ý ZT U Ž E

Korekce relaxace podržením napětí při předpínání S ohledem na to, že relaxace předpínací výztuže je negativním jevem (dochází ke snižování předpětí), snažíme se její velikost snižovat jednak použitím speciálních materiálů (lana s nízkou relaxací) a dále výrobním postupem – tzv. korekce relaxace podržením napětí při předpínání (obr. 3). V tabulce 1 je proveden výpočet korekce relaxace podržením napětí pro popouštěnou předpínací výztuž Lp 15.5 – 1800 Obr. 2 Průběh ztráty relaxací v čase Fig. 2 Time-development of relaxation loss in time


1/2006

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

σp

σ +Δσ

Obr. 3 Korekce relaxace podržením napětí Fig. 3 Correction of relaxation by keeping constant stress

dle [1] a odpovídající lano s nízkou relaxací třídy 2 dle [3]. Výpočtem bylo potvrzeno, že hodnota korekce relaxace podržením napětí je v případě [3] výrazně menší. Ztráta relaxací předpínací výztuže Pro stejný typ předpínací výztuže a za předpokladu podržení napětí dle tabulky 1 byla postupem dle [3], Annex D vypočtena relaxace předpínací výztuže v čaLiteratura: [1] ČSN 73 6207: Navrhování mostních konstrukcí z předpjatého betonu, ČNI, 1993 [2] ČSN 73 1201: Navrhování betonových konstrukcí, Vydavatelství ÚNM Praha, 1987 [3] ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla pro pozemní stavby, první návrh překladu s národní přílohou, ČNI, 2005 [4] CEB-FIP: CEB-FIP Model Code 1990, Final Draft 1991, BULLETIN D’INFORMATION No 203, Comité Euro-International du Béton, Lausanne, 1990 [5] Navrátil J.: Předpjaté betonové konstrukce. 1. vydání, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2004 [6] NEXIS 32 Fáze výstavby, předpínací kabely, TDA. Manuál systému programů pro projektování prutových a stěnodeskových konstrukcí, SCIA CZ, 2000 [7] SCIA.ESA PT – Software System for Analysis, Design and Drawings of Steel, Concrete, Timber and Plastic Structures, SCIA Group nv, Industrieweg 1007, B-3540 Herk-deStad, Belgium, www.scia-online.com

Obr. 4 Ztráta relaxací předpínací výztuže Fig. 4 Relaxation loss of prestressing reinforcement

se 365 dnů. Výpočtem bylo opět potvrzeno, že hodnota relaxace je v případě [3] výrazně menší. K tomu přispívá i výše uvedená skutečnost, že při stejné úrovni napětí je kapacita relaxace podle [1] výrazně větší než podle [3].

výpočtu dle [1] nebo [2]. K tomu přispívá i skutečnost, že při stejné úrovni napětí je kapacita relaxace podle [1] výrazně větší než podle [3], protože [3] vztahuje relativní napětí k charakteristické pevnosti v tahu, zatímco [1] k mezi 0,2.

Z ÁV Ě R Nově zavedená závislost průběhu ztráty relaxací v čase na relativním napětí v kabelu vztaženém k charakteristické pevnosti v tahu se liší od předpokladů doposud používaných v [1], [2], [4]. To může komplikovat doposud používané algoritmy pro výpočet. Odlišnost průběhu relaxace pro běžnou úroveň napětí potom znamená, že ztráta relaxace a korekce relaxace podržením napětí jsou výrazně menší než při

Doc. Ing. Jaroslav Navrátil, CSc. SCIA CZ, s. r. o Slavíčkova 1a, 638 00 Brno e-mail: [email protected] Ústav betonových a zděných konstrukcí VUT v Brně Veveří 95, 662 37 Brno tel. 541 147 849, fax 543 212 106 e-mail: [email protected]

Tab. 1 Výpočet korekce relaxace podržením napětí Tab. 1 Calculation of correction of relaxation EN 1992-1-1 Annex D

ČSN 73 6207

Text článku byl lektorován.

fpk [MPa]

ρ1000 [%]

σp0 [MPa]

μ

t0 [min]

tcor [min]

Δσprcor [MPa]

1800

2,5

1440

0,8

0

5

-8,426

f02 [MPa]

ρp0 [MPa]

σp0 /f02

Δσprkapacita

t0 [min]

tcor [min]

Δσprcor [MPa]

1530

1440

0,9412

-167,718

0

5

-43,607

Tab. 2 Výpočet ztráty relaxací předpínací výztuže dle [3], Annex D Tab. 2 Calculation of relaxation loss of prestressing reinforcement acc. [3], Annex D

EN 1992-1-1 Annex D

ČSN 73 6207

σpa [Mpa]

σpa+Δσpr [MPa]

μ

odhad te [hod]

t365 [hod]

Δt=t365–ta [hod]

1280

1288,426

0,7158

82,66

8760

8759,917 8842,577 -14,387

σpa [Mpa]

σpa+Δσpr [MPa]

σp /f02

te [dny]

t365 [dny]

Δt=t365–ta [dny]

te+Δt [dny]

Δσpr365 [MPa]

1280

1323,607

0,8651

0,01706

365

364,997

365,014

-74,897


1/2006

te+Δt [hod]

Δσpr365 [MPa]

43

NORMY •


Z AVÁ D Ě N Í E N 19 9 2 - 1- 1 : „ N AV R H OVÁ N Í B E TO N OV ÝC H KONSTRUKCÍ“ DO PRAXE – ZTUŽUJÍCÍ STĚNY 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 STRUCTURES“ TO PRACTICE – SHEAR WALLS J A R O S L AV P R O C H Á Z K A , I VA B R O U K A LO VÁ Příspěvek, který je pokračováním částí uveřejněných v předchozích číslech časopisu, je věnován problematice navrhování ztužujících prvků včetně jejich zapojení do nosného systému budov. This paper, following the introductory parts published in the previous numbers of this journal, is devoted to design of shear walls including theirs involvement to the bearing system of buildings.

Obr. 1 Grafické rozdělení vodorovného zatížení u staticky určitého systému smykových stěn Fig. 1 Graphic distribution of horizontal force by statically determinate system of shear walls

Ztužující prvky ve výškových budovách přispívají k jejich vodorovné tuhosti a zajištění jejich stability. Správná volba ztužujících prvků je jednou z podmínek spolehlivosti a hospodárnosti celého objektu. Ztužující prvky mohou být tvořeny stěnami, jádry (komunikačními, sanitárními, obvodovými apod.), kombinacemi stěn a jader atd. Ztužující prvky spolu s ostatními nosnými prvky budovy tvoří mnohokráte staticky neurčitý nosný systém. Z hlediska návrhu nosné konstrukce jsou nutné zjednodušené idealizace tohoto systému. Deformační vlastnosti idealizací nosného systému se však nesmí příliš lišit od deformačních vlastností skutečného systému. Přestože existují výkonné výpočetní programy, jsou velmi potřebné jednoduché ručně proveditelné výpočty. Tyto výpočty se uplatní zejména při předběžných návrzích, ale jsou užitečné i při interpretaci a kontrole výsledků výpočtů náročných modelů.

zda je třeba uvažovat rovinný nebo prostorový systém. Jsou rozlišovány staticky určité a staticky neurčité ztužující systémy. U staticky určitých systémů lze zatížení připadající na ztužující stěny stanovit z podmínek rovnováhy. Takový systém např. tvoří tři stěny, jejichž roviny se neprotínají v jedné přímce. Jak je patrné z obr. 1, rozdělení zatížení můžeme stanovit např. graficky rozkladem sil. Staticky určitý systém je též znázorněn na obr. 2. Zde můžeme určit síly v jednotlivých stěnách z výminek rovnováhy. Pro uvedený příklad na obr. 2 platí: Zatížení Wy se na jednotlivé stěny rozdělí takto:

ROVINNÉ

U staticky neurčitých systémů je třeba zavést další zjednodušující předpoklady o přetvoření, neboť tuhost jednotlivých svislých prvků v systému při vodorovném zatížení je obecně různá, tudíž i charakter jejich deformace se vzájemně po výšce mění podle toho, jak se mění podíl přetvárné práce od ohybových momentů (resp. od normálových napětí způsobených ohybovými momenty) a podíl přetvárné práce od posouvajících sil na celkové přetvárné práci vnějších sil. V důsled-

A PROSTOROVÉ NOSNÉ

KONSTRUKCE

Obr. 2 Staticky určitý systém smykových stěn – určení vodorovných sil z výminek rovnováhy Fig. 2 Statically determinate system of shear walls – distribution of horizontal force from equilibrium conditions

Zpravidla se lze setkat se dvěma idealizacemi systému. Obvykle se vychází z předpokladů, že stropní desky jsou tuhé pro přenášení zatížení ve své rovině a jsou kloubově připojeny ke ztužujícím prvkům; jejich deskové působení se zanedbává. Za těchto předpokladů stropní tabule přenášejí vodorovné zatížení do ztužujících prvků. Podle uspořádání ztužujících prvků v půdorysu je třeba rozhodnout,

W1y = Wy x2/(x1+ x2) a W2y = Wy x1/(x1+ x2). Zatížení Wx se na jednotlivé stěny rozdělí takto: W3x = Wx; W2y = – Wx y3/(x1+ x2); W1y = – W2y.

Obr. 3 Spolupůsobení svislých prvků s rozdílnými charaktery deformací po výšce systému Fig. 3 Interaction of vertical members with different deformations along the height of system

44


1/2006

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 ku toho se obecně mění po výšce i podíl jednotlivých svislých prvků na přenášení vnějšího vodorovného zatížení (obr. 3). V praktických případech charakter deformace svislých prvků bývá přibližně stejný. Proto lze vycházet z předpokladu, že poměr tuhosti svislých prvků po výšce budovy je konstantní. Tuhá stropní tabule zajišťuje, že se půdorysná geometrická vazba svislých prvků při působení vodorovného zatížení nemění. Sama stropní deska je při přenášení vodorovného zatížení namáhána ve střednicové rovině v důsledku poddajnosti svislých prvků ohybovým momentem (normálovými napětími tlakovými i tahovými) a posouvající silou (smykovými napětími). V dalším výkladu bude ukázáno rozdělení vodorovného zatížení na jednotlivé ztužující prvky, založené na těchto předpokladech: • ztužující prvky jsou spojeny v jednotlivých podlažích stropními tabulemi, • stropní tabule jsou dokonale tuhé ve své rovině a kloubově připojené ke ztužujícím prvkům, • ztužující prvky jsou tvořeny stěnami, které mají zanedbatelnou tuhost kolmo ke své rovině a zanedbatelnou tuhost v kroucení, tuhost ostatních svislých prvků je nepatrná, • ztužující prvky mají po výšce konstantní průřez, • budovy nemají více než 25 podlaží. Účinkem vodorovného zatížení se stropní tabule vodorovně posune a pootočí (obr. 4a). Zvolíme souřadný systém x, y s počátkem v „těžišti tuhosti“, tj. v bodě 0, pro který platí

$f W $f J gX

(2a)

$gW $g J fW

(2b)

Přemístěním stropní tabule vzniknou ve stěnách vodorovné síly

E fW $f J g W 9 fW

EgX $g J f X 9 gX

(3a) (3b)

Tyto síly musí být v rovnováze s působícím vodorovným zatížením. Pro tuto soustavu sil můžeme tedy psát tři výminky rovnováhy: \

E f ¤ E fW

(4)

W [

Eg ¤ EgX

(5)

EgX S f E fW S g

(6)

X

[

\

¤ E gW fX

¤E

X

fX

gW

W

Dosadíme-li do těchto rovnic vztahy (3a) a (3b), získáme tři rovnice pro tři neznámé, odkud

$f

Ef

(7)

\

¤9

fW

W

$g

Eg

(8)

[

¤9

gX

X

Pomocí těchto hodnot můžeme stanovit ze vztahu (3a) a (3b) vodorovné síly působící v jednotlivých stěnách. Pokud jsou ve ztužujícím systému kombinovány prvky s výraznými smykovými deformacemi a bez nich, mají být při analýze uvažovány jak smykové, tak ohybové deformace. Při posuzování účinku větru jsou u budov obdélníkového půdorysu posuzovány pouze dva směry větru, a to vítr působící ve směru podélných stěn a vítr působící ve směru příčných stěn. Při půdorysném uspořádání ztužujících stěn nesmí nastat výjimkový případ, při němž stěny leží v rovinách protínajících se v jedné přímce. U stěn, jejichž výška je větší než pětinásobek jejich šířky, můžeme uvažovat pouze jejich ohybovou tuhost. Předpokládáme-li stejnou výšku všech stěn, pak za předpokladu pružného působení můžeme vyjádřit tuhost součinem modulu pružnosti betonu Ecm a momentu setrvačnosti stěny Iwall. Beck a Schäfer [5] prokázali, že stropními deskami spojené vertikální části vysokých budov se chovají jako jeden tzv. složený prut. Využitím průřezových hodnot složeného prutu lze postupovat obdobně jako u nosníkových prvků. Prostorový problém soustavy ztužujících prvků lze převést na problém ohybu a kroucení složeného prutu. Vztahy pro rozdělení vodorovného zatížení jsou jednoduché, pokud u průřezů prvků je deviační moment Ixy roven nule a St. Venantova torzní tuhost G Id může být zanedbána. V [4] je uveden postup pro systémy, které obsahují též kloubově připojené rámy.

\

¤9

fW

gW

(1a)

gX

fX

(1b)

(9)

W [

¤9

Obr. 4 Rozdělení vodorovného zatížení na ztužující stěny Fig. 4 Distribution of horizontal loads on shear walls

X

kde Kxi je komplexní tuhost i-té stěny ležící ve směru x, jejíž vzdálenost od osy x je yi, Kyj je komplexní tuhost j-té stěny ležící ve směru y, jejíž vzdálenost od osy y je xj, n(m) je počet stěn ležících ve směru osy x(y). Deformaci stropní tabule lze pak popsat vodorovnými posuvy Δx a Δy a pootočením φ. Bod stropní tabule A o souřadnicích xi, yi (obr. 4b) následkem posunu a pootočení stropní tabule změní souřadnice o: BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

45

NORMY •


P Ř Í K L A DY

VÝPOČTU VODOROVNÉHO

Z AT Í Ž E N Í Z T U Ž U J Í C Í C H P R V K Ů

Příklad 1 Předpokládejme budovu o půdorysu dle obr. 5 a výšce 33 m. Uvažujeme zatížení budovy vodorovnou silou W, kterou rozložíme do složek Wx a Wy. Stěny tloušťky 0,2 m jsou ohybově štíhlé, podíl smykové tuhosti na celkové tuhosti stěny zanedbáváme. Tuhosti stěn pak jsou

Příklad 2 Řešíme budovu o půdorysu dle obr. 6 a výšce 36 m. Smykové stěny tloušťky 0,2 m a délky 6 m jsou ohybově štíhlé (podíl smykové tuhosti na celkové tuhosti stěny zanedbáváme). Stěny mají moment setrvačnosti I a modul pružnosti Ecm. Vodorovné zatížení W má složky Wx = 800 kN a Wy = 1200 kN. Souřadnice středu ohybu vzhledem k osám x0 a y0 jsou:

Posuny a pootočení stropní tabule: Výpočet účinků zatížení při zatížení Wx: Stěna A přenáší zatížení: WA = Wx. Stěna A je umístěna v půdorysu nesymetricky. Vodorovná síla Wx tedy vyvozuje na objekt krouticí moment T = Wx xA který musí přenést stěny B a C; přírůstek vodorovné síly ve stěnách je tedy ±T/lx. Výpočet účinků zatížení při zatížení Wy: Stěny B a C ve směru y mají obě stejnou tuhost, proto se na přenesení vodorovné síly Wy podílejí obě stejně. Celková síla, působící na stěnu B, resp. C, je tedy: Vodorovné síly v jednotlivých stěnách:

Obr. 5 Půdorys s označením smykových stěn A, B, C Fig. 5 Layout with specifying of shear walls A, B, C Obr. 6 Půdorys s označením smykových stěn A, B, C, D, E Fig. 6 Layout with specifying of shear walls A, B, C, D, E

46


1/2006

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 Příklad 3 Vodorovné síly v tomto případě přenášejí ztužující jádra A, B, C (obr. 7 – lit. [4]). Průřezové charakteristiky ztužujících prvků: Jádro A IxA = 30 m4 IyA = 120 m4 xA = 0 m yA = 12,7 m 4 IyB = 120 m4 xB = 0 m yB = -12,7 m Jádro B IxB = 30 m IyC = 140 m4 xC = -0,3 m yC = 0 m Jádro C IxC = 200 m4 Vodorovné zatížení je wx = 50 kN/m a wy = 50 kN/m. Souřadnice středu ohybu vzhledem k osám x a y jsou:

Příklad lze řešit naznačeným jednoduchým postupem, pokud jsou splněny tyto podmínky: • příčné řezy jsou po výšce konstantní a • platí

, kde GID je St. Venantova torzní tuhost, E je modul pružnosti, l je výška budovy a

.

První podmínka splněna je, ověřme druhou podmínku:

kde FA, FB a FC jsou plochy jednotlivých jader.

Druhá podmínka je také splněna; můžeme spočítat účinky vodorovných sil z podmínek rovnováhy v rovině kolmé na osu ztužujících prvků. Posuny a pootočení stropní tabule:

Výsledné síly působící na jednotlivá jádra:

Obr. 7 Půdorys s označením ztužujících prvků A, B, C Fig. 7 Layout with specifying of stiffening elements (cores) A, B, C


1/2006

47

NORMY •


Literatura: [1] ČSN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí [2] ČSN ENV 1991-1-4 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-4: Zatížení větrem [3] ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1 : Obecná pravidla a pravi-

dla pro pozemní stavby [4] König G., Liphardt L.: Hochhäuser aus Stahlbeton, In: BetonKalender 2003, s. 58–69 [5] Beck H., Schäfer H.: Die Berechnung von Hochhäusern durch Zusammenfassung aller aussteifenden Bauteile zu einem Balken, Der Bauingenieur 44 (1969), s. 80–87

Z ÁV Ě R Z uvedeného vyplývá, že výpočty prezentované v článku se uplatní zejména při předběžných návrzích a kontrole výsledků získaných přesným výpočtem náročných modelů. Je třeba připomenout, že

při posouzení stability a výpočtech účinků vodorovných zatížení se má u konstrukcí uvažovat možný účinek nesymetrických zatížení (viz ČSN ENV 1991-1-4). Z hlediska použitelnosti je třeba zvážit účinek výkyvu smykových stěn na uživatele

TEPELNĚ

objektu i připojené prvky pozemních staveb (dveře, okna apod.). Příspěvek byl vypracován za podpory VZ MSM 6840770001. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. tel.: 224 354 633 e-mail: [email protected] Ing. Iva Broukalová, PhD. e-mail: [email protected] oba: Kat. beton. konstrukcí a mostů Fakulta stavební ČVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6

AKTIVNÍ BETONOVÉ PRVKY

Tepelně aktivní stavební systémy by mohly být v budoucnu významným řešením při výstavbě administrativních budov, zredukovaly by náklady za energii a byly zásobárnou vysoce komfortního chladu a tepla. V objektech s tepelně aktivními systémy by nemusely být radiátory, větrací zařízení nebo velké větráky na střeše, protože by v budově bylo teplo v zimě a příjemně chladno v parných letních dnech. Uvedených výhod by bylo možno dosáhnout integrací kombinovaného tepelného a chladicího systému do objektu prostřednictvím prefabrikovaných betonových prvků [1, 2]. V Dánsku byly nedávno vyvinuty a testovány nové tepelně aktivní stavební systémy – prefabrikované betonové prvky se zabudovanými polyetylenovými trubkami, které využívají akumulace tepla v betonu pro vyrovnání tepelného zatížení a schopnosti betonu přizpůsobit se pokojové teplotě absorbováním či uvolňováním tepla v souladu s požadavky. V polyetylenových trubkách cirkuluje voda o teplotě, která by dle požadavků měla být v místnosti. V zimních měsících budou betonové desky ohřívané teplou vodou o teplotě 26 až 29 °C, v létě je naopak bude ochlazovat podzemní či mořská voda, takže budou sloužit jako chladící stropy. Teplota studené vody by neměla být nižší než 18 až 19 °C, protože velké plochy ochlazovaných či ohřívaných povrchů stropů či podlah jsou schopny odlišit relativně malé teplotní rozdíly. Systém také počítá s dynamickou dodávkou tepelné energie, která je založena na počasí ve dne, tzn. že v teplém počasí beton

absorbuje teplo, a poté se jeho teplota vydáním tepla sníží. V létě bude ranní pokojová teplota 21 °C a postupně se zvýší na 24 °C. V noci bude beton ochlazen vzduchem zvenku a potom nastane výměna tepla prostřednictvím půdy nebo podzemní vody. Tepelně aktivní systém je též ideální pro operace při nízkých teplotách podporované tepelnými čerpadly a jinými nízkoteplotními zdroji. Pro stavbu nové scény Královské opery v Kodani, jež má být otevřena v roce 2008, byly navrženy tepelně aktivní betonové desky, které budou v létě ochlazovány mořskou vodou a v zimě vytápěny pomocí tepelného čerpadla. [1] Hummelshoj R. T., Lorenzen K. H.: Thermal active concrete elements, Concrete for the CI, Vol. 39, N. 11, November/ December 2005, pp. 85–86 [2] Haris P.: Energy efficiency, Concrete for the CI, Vol. 39, N. 11, November/December 2005, pp. 87–88

48


1/2006

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 POŽÁRU“ DO PRAXE – ZJEDNODUŠENÉ METODY NAVRHOVÁNÍ 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 “ T O P R A C T I C E – SIMPLIFIED CALCULATION METHODS

Příspěvek je věnován navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru podle zaváděných evropských norem. Pojednává o zjednodušených metodách, které jsou další možností stanovení požární odolnosti konstrukcí. Představují komlikovanější výpočet oproti tabulkovému návrhu, ale získané výsledky jsou přesnější. Článek navazuje na pojednání uveřejněná v předchozích číslech časopisu. This paper is devoted to fire design of concrete structures. The paper deals with simplified cross-section calculation methods representing another way to determine the ultimate load-bearing capacity of heated cross-section. They involve more complicated calculation, but the gained results are more accurate. The article follows papers printed in previous issues of this journal. Pro stanovení požární odolnosti můžeme dle EN 1992-1-2 použít návrh podle tabulek, zjednodušené metody a metodu obecnou. Návrhu s použitím tabulek bylo věnováno pojednání uveřejněné v [8]. V tomto článku se budeme zabývat zjedObr. 18 Rozložení teplot pro kruhový sloup o průměru 300 mm – R90 Fig. 18 Temperature profile for a circular column, 300 mm dia – R90

nodušenými metodami a pro úplnost se zmíníme i o metodě obecné. Zjednodušenou metodou výpočtu se určuje mezní únosnost otepleného průřezu. Pro stanovení únosnosti průřezu při zvětšené teplotě za požáru a porovnání s odpovídajícím namáháním za požáru je možné použít dvě zjednodušené průřezové metody založené na redukci průřezu. V informativní příloze B jsou v EN 1992-1-2 uvedeny metody: • metoda izotermy 500 °C • zónová metoda. Zónová metoda je doporučena pro malé průřezy a štíhlé sloupy. Metody lze aplikovat pro normový (normová teplotní křivka) i parametrický požár (teplotní křivka stanovená na základě požárních modelů a daných fyzikálních parametrů, popisujících podmínky v požárním úseku). Zónová metoda umožňuje vystižení účinků druhého řádu u sloupů. Vliv smyku, kroucení a detaily kotvení jsou pak popsány v informativní příloze D. Zjednodušená metoda výpočtu, uvedeObr. 17 Rozložení teplot v desce tloušťky 200 mm pro R30 – R240 Fig. 17 Temperature profile for a slab (heihgt h = 200 mm) for R90 Obr. 19 Rozložení teplot pro čtvercový průřez 300 x 300 mm – R60 Fig. 19 Temperature profile for a column, h x b = 300 x 300 mm – R60


1/2006

ná v příloze E, je použitelná převážně pro rovnoměrně zatížené trámy a desky. Pro použití uvedených metod je potřeba znát rozložení teplot po průřezu v určité době požárního vystavení. To je možné stanovit zkouškami nebo výpočtem. Pro běžné tvary průřezů jsou v příloze A normy EN 1992-1-2 uvedeny průběhy rozložení teplot při normovém požáru: najdeme zde rozložení tepBS^Z]b\^`]TWZg^`]RSaYcbZ [[ BS^Z]bOQI1K

J A R O S L AV P R O C H Á Z K A , L A D I S L AVA T O Ž I Č K O VÁ

' & % $ @ " # @ "

@'

!

@&

@$

!

"

#

$

%

&

'

DhRtZS\]ab]R]VÂdO\{V]^]d`QVcfI[[K

Obr. 20 Rozložení teplot pro obdelníkový průřez 600 x 300 mm – R60 Fig. 20 Temperature profile for a beam, h x b = 600 x 300 mm – R60

49

NORMY •


Požární odolnost Nejmenší šířka průřezu [mm] Hustota požárního zatížení [MJ/m] Nejmenší šířka průřezu [mm]

R 60 90 200 100

R 90 120 300 140

R 120 160 400 160

R 180 200 600 200

R 240 280 800 240

Tab. 14 Nejmenší šířka průřezu jako funkce požární odolnosti a hustoty požárního zatížení Tab. 14 Minimum width of cross-section as function of fire resistance and load density

C 500 °C

T

500 °C

h fi

h

d

d fi = d

d fi

T

bfi

C

b bfi

bfi b

b

Obr. 21 Metoda izotermy 500 °C Fig. 21 500 °C isotherm method

Hfcd,fi.20

x

Lx

A´s

Lb fi f cd,fi,20

z´

z M u1

z´ d fi As

F s = A s f scd,fi, Q,m

A s1 f sd,fi, Q

M u2

F s = A s2 f sd,fi, Q

b fi

Obr. 22 Výpočet mezní únosnosti ohýbaného průřezu Fig. 22 Calculation of load-bearing capacity of a bending cross-section

lot v desce, sloupech či trámech. Příklady teplotních polí uvedených v normě jsou na obr. 17, 18, 19 a 20. Rozložení teploty platí pro beton se silikátovým kamenivem při normovém požáru. Pokud ovšem chceme atypický průřez nebo průřez jiných rozměrů, který norma neuvádí, je nutné si teplotní pole dopočítat pomocí vhodného programu. Rozšíření a zobecnění průřezů uvedených v této normě lze nalézt v [9]. M E T O D A I Z OT E R MY 5 0 0 ° C Metoda izotermy 500 °C je založena na hypotéze, že beton vystavený teplotě vyšší než 500 °C je ve výpočtech meze únosnosti zanedbán, přičemž beton s nižší teplotou si svou únosnost zachovává a je započítán (obr. 21). Metodu lze použít pro normovou i parametrickou teplotní křivku. Metoda platí pro namáhání průřezu nor50

málovou silou, ohybovým momentem nebo jejich kombinací. Tuto metodu lze uplatnit pouze na prvky konstrukcí, jejichž rozměry splňují podmínky dle tab. 14. Postup lze rozdělit do několika kroků: • je stanovena izoterma 500 °C pro daný čas požárního vystavení (normový požár nebo parametrický požár) • je stanovena nová šířka bfi a nová účinná výška dfi příčného průřezu, při vyloučení betonu větší teploty než 500 °C; přičemž izotermu lze idealizovat pravoúhelníkovým průřezem • je stanovena teplota v těžišti jednotlivých výztužných prutů ležících uvnitř průřezu bfi a dfi. Tato teplota je stanovena např. s použitím teplotních profilů (obr. 17, 18, 19 a 20). Do výpočtu únosnosti lze zahrnout i pruty ležící vně tohoto průřezu, avšak při respektování příslušné snížené pevnosti (obr. 21)

• jsou stanoveny redukované pevnosti ve výztuži • obvyklou metodou je stanovena mezní únosnost redukovaného průřezu (obr. 22) • je porovnán účinek návrhového zatížení s odpovídající mezní únosností Pro stanovení redukované charakteristické pevnosti výztuže v závislosti na teplotě θ lze použít redukční součinitele dle obr. 23. Na obr. 23a jsou graficky zobrazeny redukční součinitelé pro taženou výztuž válcovanou za tepla a tvářenou za studena při εs,fi ≥ 2 % třídy N. Obdobně jsou na obr. 23b zobrazeny redukční součinitelé pro výztuž třídy X a na obr. 23c pro předpínací výztuž. V normě je možné najít tyto hodnoty tabelizované. ZÓNOVÁ M ETODA Při použití zónové metody je průřez prvku rozdělen na zóny a je vyloučena část betonu poškozeného teplotou a dále je stanovena únosnost redukovaného průřezu. Tato metoda, i když je pracnější, je přesnější než metoda izotermy 500 °C, zejména u sloupů. Metodu lze použít pouze pro normovou teplotní křivku a lze ji uplatnit pro namáhání průřezu normálovou silou, ohybovým momentem nebo jejich kombinací. Postup výpočtu je následující: • průřez se rozdělí na několik rovnoběžných zón (n ≥ 3) stejné tloušťky (pravoúhelníkové prvky), např. pro stěnu viz obr. 24 • ve středu každé zóny je stanovena průměrná teplota θi • dále je stanoven redukční součinitel kc,θi tlakové pevnosti betonu pro každou zónu; pokud je třeba, jsou stanoveny moduly pružnosti; součinitele lze stanovit např. z obr. 25 (v normě je opět možné najít tyto hodnoty tabelizované) • je stanovena střední hodnota redukčního součinitele kc,θm zahrnujícího součinitel (1 – 0,2 / n) vystihující změny teploty v každé zóně, ze vztahu:

YQ[ =

− \ \ ∑ YQ W \ W=

kde n je počet rovnoběžných zón v šířce w, w je polovina šířky průřezu, m číslo zóny • požárem poškozený průřez je reprezentován redukovaným průřezem, při vyloučení teplotou poškozené části o tloušťce az po stranách průřezu vystaveného požá-


1/2006

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 Obr. 23a Součinitel ks,θ pro snížení charakteristické pevnosti fyk tažené a tlačené výztuže (třída N) Fig. 23a Coeficient ks,θ allowing for decrease of characteristic strenght fyk of tension and compression reiforcement (class N)

Y a Q

&

$

ru (obr. 26), šířka poškozené části je stanovena u desek, trámů nebo prvků namáhaných ohybem:

¨ ¥ YQ [ ´ · O h e © ¦ µ¸ ©ª § YQ ; ¶ ¸¹

Křivka 1: Tažená výztuž (válcovaná za tepla) při přetvoření εs,fi ≥ 2 %

Křivka 2: Tažená výztuž (tvářená za studena) při přetvoření εs,fi ≥ 2 %

!

"

"

$

&

u sloupů, stěn a dalších konstrukcí, kde se uplatní účinek druhého řádu:

¨ ¥ Y ´ ! · Q [ O h e © ¦ µ ¸ © § YQ ; ¶ ¸ ª ¹ • po stanovení redukovaného průřezu a pevnosti a případného modulu pružnosti za požáru je proveden výpočet mezní únosnosti redukovaného průřezu obdobně, jak je naznačeno na obr. 22 při použití součinitelů γm,fi • je porovnán účinek návrhového zatížení s odpovídající mezní únosností Uvádíme dva příklady výpočtu, ze kterých je patrné zpřesňování výsledků při použití jednotlivých metod. Příklad 1 Posuďte prostě uloženou desku tloušťky 200 mm na rozpětí 4,7 m v suchém prostředí. Stálé zatížení je gd = 6,6 kN/m2, užitné zatížení qd = 5,0 kN/m2. Deska je vyztužena 6∅R14 m2. Požadovaná požární odolnost desky je REI120. Materiály: beton C25/30 a ocel R10505. Krytí výztuže je 25 mm.

QI1K

Y a Q

Křivka 1: Tažená výztuž (válcovaná za tepla a tvářená za studena) při přetvoření εs,fi ≥ 2 %

&

$

Křivka 2: Tlačená a tažená výztuž (válcovaná za tepla a tvářená za studena) při přetvoření εs,fi < 2%

!

"

"

$

&

QI1K

Obr. 23b Součinitel ks,θ pro snížení charakteristické pevnosti fyk tažené a tlačené výztuže (třída X) Fig. 23b Coeficient ks,θ allowing for decrease of characteristic strenght fyk of tension and compression reiforcement (class X) Y a Q

Křivka 1a: Předpínací výztuž tvářená za studena (dráty a lana) třída A

&

$

Křivka 1b: Předpínací výztuž tvářená za studena (dráty a lana) třída B

!

"

Posouzení dle tabulek Dle tabulky je požadovaná tloušťka stěny 120 mm. Deska tento požadavek A splňuje a splňuje tedy kriterium EI. Požadovaná krycí vrstva dle tabulky je 40 mm. Tento požadavek splněn není, neboť vzdálenost středu prutů od povrchu je 25 + 14/2 = 32 mm. Deska dle tabulek nevyhovuje požadavku R90. Zpřesnění tabulkových hodnot Vzhledem k rezervě výztuže můžeme požadovanou tabulkovou hodnotu a redukovat. Napětí ve výztuži při požáru: TWa

%

# $%" ## I;>OK ' "

Křivka 3: Tlačená a tažená výztuž při přetvoření εs,fi < 2 %

"

$

&

QI1K

Křivka 2: Kalená a popouštěná předpínací výztuž (pruty)

Obr. 23c Součinitel kp(θ) pro snížení charakteristické pevnosti (βfpk) předpínací výztuže Fig. 23c Coeficient ks,θ allowing for decrease of characteristic strenght fyk of prestressing steel Obr. 24 Rozdělení stěny vystavené požáru z obou stran na zóny při výpočtu redukované pevnosti a hodnoty az Fig. 24 Division of a wall, with both sides exposed to fire, into zones for use in calcularion of strength reduction and az walues


1/2006

M

kc Q -

kc Q kc, Q

kc Q

k c Q w

w

51

NORMY •


Obr. 25 Součinitel kc,θ vyjadřující snížení charakteristické pevnosti betonu fck Fig. 25 Coeficient kc,θ allowing for decrease of characteristic strenght fck of concrete

Y a Q

Křivka 1: Normální beton s křemičitým kamenivem

&

Křivka 2: Normální beton s vápencovým kamenivem

$

součástí rámové konstrukce ztužené proti účinkům vodorovného zatížení. Délka sloupu je 3,5 m. Sloup je zatížen normálovou silou N0Ed = 1053 kN s nulovou výstředností. Sloup je vyztužen 8∅R14. Na sloup byl použit beton C25/30 a ocel R10505. Krytí podélné nosné výztuže je 35 mm.

!

"

"

$

&

QI1K

C25/30: fcd = 25/1,5 = 16,7 [MPa] Ac = π r2 = π 1502 = = 70 685 [mm2]

M1 k c,Q,M1

k c,Q,M1

k c,Q,M1

R10505 fyd = 500/1,15 = 4 34,8 [MPa] 8∅R14, As = 1232 [mm2]

w2 a z1 w1

a z1 w1

a z1 a z1 w1

w1

Obr. 26 Redukce průřezů vystavených požáru Fig. 26 Reduction of cross-section for sections exposed to fire

Redukční součinitel:

Y a

## # #

Kritická teplota Q`

#

$ # #" Io1K #

Nyní upravíme tabulkový požadavek: a‘ = a + Δa = 40 + 0,1(500 – 540) = = 36 [mm] > 31 [mm] Tento požadavek, i když je mírnější, stále není splněn. Použití zjednodušené metody V tomto případě jak zónová metoda, tak metoda izotermy 500 °C dají shodné výsledky. Tlačená oblast je celá v zóně, kde je teplota menší než 100 °C, tj. pevnost betonu se neredukuje (zónová metoda). Také je splněna podmínka, že je započítán jen beton s teplotou nižší než 500 °C, a to plnou hodnotou (metoda izotermy 500 °C). Stanoví se teplota výztuže v ose výztužných prutů a její pevnost se redukuje odpovídajícím součinitelem (tento postup je společný oběma metodám). Z obr. 17 je patrné, že teplota v ose výztužných prutů, tj. ve vzdálenosti 32 mm od ohřívaného povrchu pro R120 je 560 °C. 52

a z2

a z1

Z obrázku lze také usoudit, že celá tlačená oblast leží v zóně s teplotou nižší 100 °C, tj. pevnost betonu se neredukuje. Redukční součinitel stanovíme z obr. 23a. Pro teplotu 560 °C je ks = 0,54. Materiálové charakteristiky při požární situaci jsou:

Ya TgY

#" ⋅# = % I;>OK ;TW Y T ⋅ # TQRTW = Q QY = = # I;>OK ;TW TgRTW =

=

Průřez je dále posouzen jako při běžném návrhu, ovšem s uvážením redukovaných pevností materiálů:

f=

/a TgRTW & P

TQR TW

=

' " ⋅ % ⋅−! = #I[[K = &⋅⋅⋅ #

Posouzení dle tabulek Pro daný sloup se použije metoda A, neboť konstrukce je vodorovně ztužena a jsou splněny následující podmínky: l0,fi = 0,5l = 0,5 . 3,5 = 1,75[m] < 3 [m] eo,fi = 0 < 0,15 d ρ = As /Ac = 1232/70685 = = 0,017 < 0,04 NRd = As fyd + 0,8 Ac fcd = 1232.434,8 + + 0,8 .70685 .16,7 = 1480 [kN] NEd,fi = η N0Ed = 0,7 .1053 = 737 [kN] μfi = NEd,fi / NRd = 737 / 1480 = 0,498 V tab. určené pro metodu A jsou pro R90 a μfi = 0,5 tyto požadavky: Obr. 27 Metoda izotermy 500 °C pro kruhový sloup průměru 300 mm a pro R90 Fig. 27 500 °C isotherm method for a circular column, 300 mm diameter

;@R TW ' " $& " # % $ "% IY<[K ;3RTW = =

;3R = %⋅ ! = " IY<[K

;3RTW ;@RTW Deska vyhoví požadavku R120. Příklad 2 Posuďte požární odolnost R90 kruhového sloupu o průměru D = 300 mm. Sloup je BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

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 bmin = 300 mm a amin = 45 mm.

ný výpočet konstrukce vystavené požáru. Má vyjadřovat základní fyzikální chováHodnoty v našem případě: ní spolehlivě vystihující očekávané chování konstrukce při požáru. Je třeba použít b = 300 mm = bmin; ověřené teplotní a materiálové modely a = 35 mm < amin = 45 mm vystihující chování betonu a výztuže. Sloup na požární odolnost R90 nevyhoví. Je dovoleno použít dva modely: • model pro vyšetření teplotních polí – Posouzení metodou izotermy 500 °C teplotní odezvu Rozložení teplot po průřezu pro R90 je na • model pro mechanickou odezvu konobr. 18. Dle obr. 27 je patrné že pro R90 strukce. je vzdálenost izotermy 500 °C 37 mm Způsoby porušení, které obecná metood povrchu sloupu. Tj. nová šířka sloupu da nepokrývá, je třeba vyloučit konstrukčbfi = 226 mm. Únosnost betonu v tomto ními opatřeními. Obecnou metodu je průřezu je zachována. Teplota oceli v ose možné použít pro libovolnou požární křivvýztužných prutů je 520 °C. Redukční ku za předpokladu, že jsou známé průběsoučinite ksθ = 0,63 (obr. 23a, křivka 2). hy hodnot materiálových vlastností odpovídajících danému rozsahu teplot a rychRedukovaná pevnost oceli je tedy: losti zahřívání. Ya TgY $! ⋅ # TgRTW = = = !# I;>OK Stanovení teplotní odezvy má zahr nout teplotní zatížení podle EN 1991-1;TW 2, teplotní a fyzikální vlastnosti materiálu závislé na teplotě za případného přispění a pevnost betonu ochranných vrstev. Vliv vlhkosti je možné TQY # TQRTW # I;>OK zanedbat. Výztuž lze zanedbat při výpo ;TW čtu teplotního profilu průřezu. Mechanická odezva má být provedeÚnosnost sloupu: NRd,fi =1,232 . 315 + π1132. 25.10-3 = 1390 > NEd,fi = 737 [kN]. na s využitím metod a principů mechaniky, s uvážením změn mechanických vlastSloup na požární odolnost R90 vyhoví. ností v závislosti na teplotě. Je třeba omezit deformace a zajistit splnění podmíOBECNÁ METODA Pro úplnost zmiňme i metodu obecnou. nek uložení prvků a konstrukce, v rozhoTa nám dá výsledek nejpřesnější, ale výpo- dujících případech uvážit vliv geometricčet je složitější a vyžaduje použití softwaru. ké nelinearity. Dále je třeba ve výpočtu uvážit napětí a přetvoření vznikající změV praxi toznamená vyšší náklady. Obecná metoda má poskytnout reál- nou teploty, jejího nárůstu, popř. rozdílů


1/2006

Literatura: [8] Zavádění EN 1992-1-2. „Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-2: Navrhování na účinky požáru“ do praxe – Ověření požární odolnosti pomocí tabulkových hodnot, Beton TKS, č. 5, roč. 5, ISSN 1213-3116, str. 54–62 [9] Teplotní profily namáhané na účinky požáru, Sb. konfer. Betonářské dny 2005, Hradec Králové, str. 395–400

teplot. Únosnost průřezů prvků nebo celé konstrukce je stanovena s uvážením plasticity podle EN 1992-1-1. Plastické natočení průřezů je třeba vyšetřit s ohledem na zvětšené mezní přetvoření εcu a εsu vznikající v důsledku zvýšené teploty a tlačené oblasti betonu navrhnout se zvláštním zřetelem k zamezení odštěpení nebo odpadnutí betonu. Přesnost výpočtových modelů má být ověřena na základě odpovídajících zkoušek. Tento příspěvek byl vypracován za přispění grantu MSM 6840770001. Ing. Ladislava Tožičková tel.: 224 354 619 e-mail: [email protected] Prof. Ing. Jaroslav Procházka, DrSc. tel.: 224 354 633 e-mail: [email protected] oba: ČVUT Praha, Fakulta stavební Kat. bet. konstrukcí a mostů Thákurova 7, 166 29 Praha 6

53

SPEKTRUM SPECTRUM

REKONSTRUKCE

DIVADLA

LA SCALA

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 a provaziště. Součástí projektu byla též změna přilehlé budovy bývalé banky. Divadlo La Scala bylo založeno pod patronací rakousko-uherské císařovny Marie Terezie a mělo nahradit Královské divadlo opery v Miláně, které v únoru 1776 zničil požár. La Scala byla navržena známým neoklasicistním architektem Piermarinim a otevřena v srpnu 1778 operním představením Antonia Salieriho „LEurope riconosciuta“. Budova La Scaly byla

V

MILÁNĚ

považována za jedno z nejlepších divadel na světě, přesto po 224 letech jeho provozu nastala potřeba divadlo zcela zrestaurovat. Smlouva byla podepsána v březnu a práce začaly v dubnu 2002. Projekt zahrnoval nejen konzervativní restauraci celého objektu, ale i kompletní údržbu a hlavně rozšíření technického vybavení jeviště a oblasti služeb. Historická budova z 18. století prošla konzervační restaurací a byla rozšířena o jevištní věž – nejvýznamnější architektonický zásah, která je navržena v souladu s požadavky na novou technickou strukturu (obr. 1). Její stavbou byla střecha zvýšena až na 37,8 m nad úroveň ulice. Významnou etapou renovace bylo sní-

Obr. 1 Stará a nová La Scala: a) půdorysy, b) příčné řezy [2] Obr. 2 Stavební jáma [2] Obr. 3 Montáž technologií na betonové stěny nového jeviště [1]

54


1/2006

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 4 Model přestavby [2] Obr. 5 Krajina přístavků na střechách původního divadla La Scala [2]

žení jeviště do hloubky 17,2 m s výkopem do hloubky 18,6 m na ploše 906 m2. Veškeré stavební práce na základech byly vzhledem k omezenému přístupu na staveniště a příliš malým pracovním plochám v různých úrovních prováděny ve zvláště obtížných podmínkách. Velmi významné a neopominutelné byly požadavky na snížení hluku a vibrací pro zachování statiky okolních staveb, stejně jako respektování časového harmonogramu všech činností na stavbě (obr. 2). (Denně bylo vykopáno 1 000 m3 zeminy.) Nový objekt jevištní věže je založen na kotvené základové desce. K tomu účelu dodala firma Dywidag (DYWIT SPA) šedesát tyčových kotev o průměru 36 mm a délky 21,2 m a poskytnula technickou asistenci na staveništi a potřebné vybavení. Stavební práce na základech nového objektu divadla probíhaly od července do října 2003. V souladu s požadavky nových technologií bylo zvýšeno horní patro a rozšířeno dolní patro jeviště (obr. 3). Dno orchestřiště se nyní nachází v hloubce 16 m pod úrovní ulice. Podlaha hlediště byla nakloněna tak, aby poskytovala lepší viditelnost na jeviště. V podlažích věže za jevištěm je umístěno šest nových zkušeben s výš-

kou střechy stejnou, jakou má věž. Vertikálním rozšířením věže vznikl hranol umístěný 2,5 m za původní fasádu do Via Verdi (obr. 4). Kromě nově vybudované jevištní věže byl zrestaurován prázdný prostor vnitřního nádvoří a původní živelně stavěné přístavky na střechách divadla (obr. 5) byly odstraněny, aby vytvořily prostor pro nový vizuálně autonomní elipsovitý objekt šaten

Obr. 6 Montáž fasády [1] Obr. 7 Návrh skladby fasády, řezy [1] Obr. 8 Detail kotevního prvku [1]

herců a administrativního oddělení nazvaný Elissoide. Obě nové budovy přesahující střechu jsou postaveny z železobetonu obloženého klasickým Botticinovým mramorem, který je užit i na dalších stavbách v blízkém okolí objektu divadla. Rozdílná váha mramoru, relativně vysoké riziko odlamování kamene a nedostatek místa na staveništi vedl projektanty a konstruktéry fasády k použití předem smontovaných panelů složených z vnitřní prefabrikované betonové vrstvy a vnějšího mramorového obkladu. Eliptická geoBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2006

55

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 10 Detail mramorové fasády na železobetonové konstrukci Obr. 9 Ellissoide z vnitřního nádvoří divadla

metrie byla rozdělena do kruhových oblouků a povrch byl po výšce jednotlivých podlaží rozdělen do tří hlavních pásem, která byla poskládána z panelů o váze 2 t (obr. 6). Každý fasádní panel obložený mramorovými lištami má vnitřní kostru z galvanizované pozinkované oceli s prvky z lisovaných trubek. Izostatické ztužující prvky spojují betonový skelet s vnějšími panely tak, aby mezi oběma povrchy nevznikalo tahové namáhání. Konstrukce v této úpravě může sloužit i jako sluneční clona (obr. 6 až 10). Stávající uspořádání objektu před rekonstrukcí bylo výsledkem nepřetržitých změn, po nichž sice zůstávaly fasády nedotčené, ale měnil se původní územní plán a dispozice nádvoří a rozšíření střech. Obnovení původní stavby znamenalo odstranění částí, které byly během let přidány. Ve vnitřních prostorách byly zrekonstruovány boxy, lóže a chodby starého divadla, vyčištěny omítky, stropy a dekorace. Při tom byly odhaleny některé staré skvosty divadla La Scala, např. mramorová plastika architekta Piermariniho schovaná pod čtrnácti vrstvami nátěrů, Obr. 11 Rekonstruované divadlo, pohled přes Piazza della Scala

56

staré kamenné a terakotové podlahy, mozaiky, vzácné čalounění, a dokonce i systém klimatizace z padesátých let, který zřejmě nebyl nikdy používán. Byla to pravděpodobně první klimatizace nainstalovaná v italském divadle. Klimatizace byla opravena a modernizována tak, aby sloužila ve všech lóžích. V říjnu 2004 byl dokončen nový eliptický objekt navržený architektem Mariem Bottou a rekonstruované divadlo La Scala bylo znovu otevřeno veřejnosti 7. prosince 2004 (obr. 11 a 12). připravila redakce Autoři fotografií: obr. 6 a 12 Jana Margoldová, obr. 10 a 11 Pavla Pauknerová

Obr. 12 Pohled na nové přístavby divadla La Scala ze střechy milánského dómu

Literatura: [1] The Plan, No 009, April 2005 [2] Monografia La Scala, Il Giornale Dell Architettura, Dicembre 2004 [3] www.botta.ch [4] www.dywidag-systems.com


1/2006

SPEKTRUM SPECTRUM

REM KOOLHAAS Rem Koolhaas se narodil roku 1944 v Rotterdamu. Část dětství prožil v Indonésii (1952 až 1956). Ještě před studiem architektury na Architectural Association v Londýně působil v Amsterodamu jako autor scénářů a redaktor listu Haagse Post. Stipendium získané v roce 1972 mu dovolilo pobývat v USA, kde fascinován New Yorkem začal analyzovat dopad kultury velkoměsta na architekturu a vydal knihu „Šílený New York, zpětný manifest Manhattanu“ (Delirious New York, a retroactive manifesto for Manhattan). V Londýně roku 1975 založil společně s Eliou a Zoe Zenghelisovými a Madelon Vriesendorp Office for Metropolitan Architecture (OMA), jejímž cílem bylo nové definování vztahů – stejně dobře teoreticky jako prakticky – mezi architekturou a současnou kulturní situací. Od roku 1978 získal několik zakázek v Holandsku (např. rozšíření parlamentu v Haagu), a to jej přimělo otevřít kancelář i v rodném Rotterdamu, která se v budoucnu stala centrem aktivit OMA. Ve stejném období založil Groszstadt Foundation, nezávislý subjekt podporující výzkum a kulturní aktivity OMA, jako např. pořádání výstav a vydávání publikací. Rem Koolhaas má významný podíl na rozvoji dekonstruktivistické architektury, která se výrazně prezentovala na výstavě uspořádané v Muzeu moderního umění v New Yorku v roce 1988. Měla název Deconstructivist Architecture (Dekonstruktivistická architektura) a soustředila práce sedmi architektů. Jedním z nich byl Rem Koolhaas, dále Frank Gehry, Peter Eisenman, Daniel Libeskind, Zaha Hadid, Bernard Tschumi a rakouský tým Coop Himmelblau [4]. K významným projektům kanceláře OMA patří budova Tanečního divadla v Haagu (1987), která vypadá, jako by byla sestavena z disharmonických, navzájem protichůdných elementů. Disharmonii Koolhaas uplatnil i na budově Kunsthall v Rotterdamu (1992) a později při projektování Grand Palais ve francouzském Lille, obří oválné polyfunkční stavbě. Také ve vile Dal‘Ava u Paříže rozbil těleso stavby do fragmentů, které pak jakoby náhodně pospojoval [5]. Výjimečným designem se vyznačuje také Koolhaasův Bordeaux House (1998) ve Francii, který byl navržen pro vlastníka odkázaného po automobilové nehodě na invalidní vozík (obr. 1). Koolhaasovým záměrem bylo vytvořit tři propojené domy poskládané na sebe. Spodní dům je částečně zapuštěn do země a obsahuje veřejné a společenské místnosti včetně kuchyně a jídelny. Prostřední dům obsahuje hlavní obytný prostor a jeho zdi jsou kompletně proskleny s výhledem na město Bordeaux. Třetí dům je vykonzolován nad spodními podlažími a dramaticky kontrastuje s prostředním patrem. Koolhaas jej navrhl jako betonový, po stranách prosklený, kvádr. V dětském pokoji, který se nachází v horním domě, byl z betonové zdi vyříznut velký kruhový otočný panel, aby místnost získala více světla a vzduchu. Všechna tři podlaží mají betonovou podlahu, stropy z pohledového betonu a z betonu jsou i pracovní desky v kuchyni. Beton v celém domě je doplněn dřevem teplých barevných tónů, sklem, plexisklem a eklektickým nábytkem. Nejvýraznějším prvkem vnitřních prostor je velký výtah pro vozíčkáře s plošinou o rozměrech 3 x 3,5 m, který projíždí domem od suterénu po střechu. Koolhaas k tomu poznameBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

nal: „S pohybem výtahu se postupně mění architektura domu, výtah je jeho srdcem“ [2]. V dubnu roku 2005 byla otevřena nová koncertní hala Casa da Música v portugalském Portu na náměstí Rotunda da Boavista (obr. 2 až 9), jejíž realizace stála 75 milionů eur [7]. Původním záměrem Rema Koolhaase byl projekt průsvitné budovy s ocelovou strukturou. Náklady na stavbu a ztráta efektu transparentnosti, výsledek hustoty nosných prvků, vedly k volbě konstrukce z bílého betonu. Ten však nebyl v této oblasti Evropy běžně používaným materiálem a bylo obtížné najít dostatek zkušených řemeslníků, kteří by pohledový beton dokázali zpracovat ve špičkové kvalitě. Ateliér OMA k projektu vyvinul nové použití běžných materiálů a jejich kombinací: speciální betonovou směs, vlnité sklo působící dojmem záclon, betonové obkladové desky s patinou a zvláštní povrchovou úpravu auditoria. Bílý beton třídy C 40/50, jehož bylo na stavbu použito celkem 35 000 m3, byl připraven podle evropských norem s min. množstvím bílého cementu 380 kg/m3 betonu, z hrubozrnných vápenitých a inertních materiálů, jemných vápenitých a žulových písků a velmi jemného vápenitého fileru (zrna menší než 0,09 mm). Žulový písek dodal bílému betonu našedlou barvu [6]. Nejvýznamnějšími prvky nosného systému budovy Casa da Música jsou 400 mm silný obvodový mnohostěn ze stěnových panelů a dvě podélné stěny hlavního sálu o tloušťce 1 m sloužící jako vnitřní ztužující stěny [8]. Vnější stěnové panely vytváří trojrozměrnou skořepinu a chování každého jednotlivého panelu plošně namáhané konstrukce přispívá k její celkové stabilitě. Ohybové momenty jsou výsledkem působení vlastní váhy panelů a příčného zatížení desky podporované pláštěm budovy. Ohybové namáhání systému Obr. 1 Bordeaux house, pohled do středního podlaží s pístem a otvorem pro „pracovní“ plošinu [2]

1/2006

57

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 2 Náměstí Rotunda da Boavista v Portu s budovou Casa da Música

Obr. 3 Jihovýchodní pohled na budovu Casa da Música se vstupním schodištěm

Obr. 5 Půdorys 4. N.P. s hlavním sálem

58

Obr. 4 Interiér budovy – schodišťová hala

by bylo nepřijatelné bez přídavných podpůrných a ztužujících prvků. Nejdůležitější jsou dva nakloněné pilíře na severní a jižní straně podporující střešní konstrukci. Střechu nad jižním foyer nesou další tři kruhové sloupy, které se opírají do stěnového nosníku v malém auditoriu. Některé tenké volné okraje betonových konstrukcí by mohly mít výrazné deformace, proto byly nahrazeny ocelovými konstrukcemi ze svařovaných příhradových nosníků a vaznic různého příčného průřezu. Tuhost okrajů je významná zejména v místech, kde jsou jimi podporovány velké skleněné plochy oken. Extrémně složitá geometrie betonových desek, schodů, šikmých ploch a stěn na severní straně je výsledným průnikem mnoha navrhovaných typů konstrukčních řešení podpor hlavních nosných vodorovných konstrukcí. Vedle severní podélné stěny hlavního auditoria a vnějšího pláště budovy jsou to také dvě výtahové šachty a nakloněný pilíř, který je součástí vertikálního nosného systému. Desky jsou podporovány přímo svislými prvky, nebo pláštěm budovy a na některých místech také systémem okrajových a obvodových nosníků a trámů. Budova auditoria je založena na pilotách zapuštěných do mírně navětralé žuly. V garážích jsou patky sloupů založeny ve štěrkovém podloží.


1/2006

SPEKTRUM SPECTRUM

Literatura: [1] BETON TKS 3/2005, str. 60 [2] Sarah Gaventa: Concrete Design, str. 36-38, Octopus Publishing Group Ltd 2001 [3] www.arcspace.com/architects/koolhaas/bio.htm [4] www.archiweb.cz/architects.php [5] http://stoplusjedna.newton.cz/stare/200413/so13a00e.asp [6] Structural Engineering International, Volume 15, Number 2, May 2005, str. 68–71 [7] The Plan, No. 10, June 2005, str. 29–45 [8] Ad architektura, ročník I, listopad 2005, str. 11–17

Obr. 6 Hlavní sál

Celková analýza budovy auditoria byla provedena pomocí trojrozměrného výpočetního modelu skládajícího se ze všech prvků nosné konstrukce, který sloužil k určení rozložení vnitřních sil od účinků gravitace, působení teploty, vysychání, seismického namáhání a účinků větru a následně k určení výsledných deformací a průhybů [6]. Konstrukce „Casa da Música“ byla velkou výzvou pro celý tým podílející se na projektu. Architekti, projektanti a statici na něm pracovali společně šest let, aby bylo možno stavbu takových rozměrů a vybavení úspěšně realizovat. V současné době se Koolhaas zaměřuje na projekty v USA a v Asii. Patří mezi ně již dokončený Institute of IT Campus Centre v Illinois (2003) nebo Centrální knihovna v Seattlu (2004). Největším současným architektonickým projektem v Číně je budova čínské televize v Pekingu, která má být dokončena k olympijským hrám v roce 2008. Rem Koolhaas je držitelem Pritzkerovy ceny za architekturu z roku 2000. Za svou činnost získal ještě řadu dalších ocenění, např. Rotterdam Maaskant Prize (1986), Le Moniteur, Prix d‘Architecture za vilu dal‘Ava u Paříže (1991), cenu za nejlepší budovu v Japonsku – Nexus Housing ve Fukuce (1992), cenu Antonia Gaudího za urbanistický projekt pro Lille (1992), cenu nizozemské vlády za Almere Masterplan (1999) nebo Rietveldovu cenu za Educatorium v Utrechtu (1999). Koolhaasův projekt Nizozemské ambasády v Berlíně (2003) se stal vítězem ceny Mies van der Rohe 2005 [1]. kj, jm

Obr. 9 Výpočetní model nosné konstrukce budovy pro analýzu MKP

Obr. 7 VIP salonek

Obr. 8 Východní okraj střechy hlavního sálu s vloženými ocelovými nosníky


1/2006

59

SPEKTRUM SPECTRUM

CO

JE

CCC?

Zakládající betonářské společnosti čtyř sousedících států, České republiky, Chorvatska, Maďarska a Rakouska, se v roce 2004 rozhodly dát vzájemné spolupráci nový rozměr a odstartovaly první velký společný projekt: Středoevropské betonářské kongresy (CCC kongresy) jako pravidelnou, každoroční platformu pro vzájemnou výměnu zkušeností odborníků z oboru betonového stavitelství působících ve středoevropském prostoru. Obr. 2 Odborná výstava na Betonářských dnech Po prvním, úspěšném kongresu v Gra- Obr. 1 Směrnice „Stříkaný beton” zu se bude 2. kongres CCC konat v září t. r. v Hradci Králové a bude věnován betonovým konstrukcím veho stavitelství. Specializované skupiny odborníků studují a stavbám z betonu na sítích dopravní infrastruktury, a to zejmé- a zpracovávají podklady, z nichž jsou připravovány odpovídana v oblasti střední Evropy (viz kalendář akcí str. 64). jící publikace (směrnice, informační listy a přehledy) zaměřeRedakce časopisu požádala představitele betonářských spo- né na širokou problematiku od účasti ve veřejných soutěžích, lečností zúčastněných zemí o krátká úvodní představení, která zajištění kvality až po realizace projektu. Znalosti a vědomospostupně zařadíme do čísel letošního ročníku časopisu. ti jsou mezi odbornou veřejnost rozšiřovány nejen zmíněnými publikacemi ale také prostřednictvím akcí celoživotního vzděláRAKOUSKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST vání inženýrů a na různých specializovaných seminářích a konA B E T O N O V É S TAV E B N I C T V Í V Z E M I N A Š I C H ferencích. JIŽNÍCH SOUSEDŮ (AUSTRIAN CONCRETE Rakouské „Betonářské dny“, tradiční konference pořádaná jedSOCIETY) nou za dva roky, která zahrnuje i výstavu a několik odborných Rakouská betonářská společnost (www.concrete-austria.com) exkurzí, je další důležitou komunikační a informační platformou byla založena už v roce 1907 za účelem začlenit betonové sta- pro zájemce z Rakouska i středoevropských zemí. vebnictví pevně do běžné stavební praxe zejména podporou Letošní Betonářské dny 2006 se budou konat ve Vídni 29. až aplikovaného výzkumu nového materiálu a s ním spojených 31. března. Budou na nich prezentovány následující významné nových technologií a podporou rozšiřování jeho užívání kvalifiko- betonové stavby z různých oborů. vaným technologickým poradenstvím. Tato aktivita byla stavebními inženýry působícími na půdě akademické i v praxi přijata W I E N E R W A L D T U N N E L s velkým nadšením. Do dnešních dnů zůstala betonářská spo- Wienerwald Tunnel, nejdelší a současně technologicky nejnáročlečnost věrná myšlenkám svých zakladatelů. nější tunelářský projekt, jaký kdy byl v Rakousku realizován, je Znalosti a zkušenosti rakouských stavebních inženýrů jsou důležitou částí nově budované čtyřkolejné trati z Vídně do Sant po celém světě vysoce uznávané. Bez betonu jako stavebního Pöltenu, která zkrátí dobu jízdy z 40 na 25 min. Vnitřní tunelová materiálu by moderní stavebnictví nemohlo naplňovat požadav- vyzdívka bude z prefabrikovaných prvků. Západní tunely budou ky, které jsou na ně ze strany veřejnosti kladeny v souvislosti raženy dvěma TBM stroji s plnoprofilovou frézou plochy 89 m2 s ochranou prostředí a sítí služeb zajišťujících zásobování a likvi- (obr. 3) v délce 10,75 km s 23 tunelovými spojkami. Stavba daci, dopravu a hospodářství země jako celku. Svým novátor- začala v polovině roku 2005 a bude dokončena v polovině roku ským přístupem přispívají naši členové k zajištění zodpovědné 2009. výstavby pro příští generace. Obr. 3 Členy Rakouské společnosti pro Wienerwaldtunnel beton a stavební technologii jsou představitelé stavebního průmyslu, zemských vlád a místních samospráv, zástupci odborného školství a technických univerzit, vědeckých a výzkumných organizací, známých stavebních firem a státem akreditovaných zkušeben. Rádi zdůrazňujeme naše partnerské vztahy s ČBS a SSBK. Jednou ze základních aktivit společnosti je připravovat pro své členy přehledové materiály o nejnovějším vývoji jednotlivých oblastí betono60


1/2006

prˇísady

Nárocˇné pro nárocˇny´

transportní beton! Obr. 4 Rannersdorf Tunnel

JIŽNÍ ČÁST VÍDEŇSKÉHO OKRUHU – RANNERSDORF TUNNEL 1900 m dlouhý Rannersdorf tunel je nejdelším a současně technologicky nejnáročnějším úsekem 16km jižní části vídeňského okruhu. Protože zářez hloubeného tunelu je v některých úsecích, vzhledem k jeho navrženému podélnému profilu, celý pod hladinou spodní vody, byla zemina z 27 m širokého obdélníkového profilu tunelu těžena za pomoci dálkově ovládané těžební techniky. Do vyhloubené rýhy bylo pod vodu vybetonováno dno tunelu (obr. 5). Stavba by měla být dokončena letos na jaře. Obr. 5 Historické oblouky mostní konstrukce městské dráhy včleněné do moderní budovy

Jako strˇedneˇ velky´ vy´robce betonárˇské chemie, barev a dávkovacích zarˇízení nabízíme jizˇ 35 let oprávneˇneˇ znalosti o betonu. Nasˇe sluzˇby zahrnují bezplatné návrhy optimalizace receptur, prˇísad a vy´robních procesu˚. Obracejte se na nás!

O B LO U K Y M O S T U M Ě S T S K É D R Á H Y V Č L E N Ě N É D O M O D E R N Í

H O T E L R E N N W E G 16 Oba projekty úzce propojují současnou architekturu a historické konstrukce. Stará konstrukce městské dráhy navržená architektem Otto Wagnerem a zařazená mezi historické památky je včleněna do budovy s 3000 m2 bytové a komerční plochy (autorkou architektonického návrhu je Zaha Hadid – pozn. redakce). Vzhledem k extrémnímu uklonění vnějších stěn byl projekt výzvou pro specializované firmy zaměřené na bednění monolitických konstrukcí. Budova bude dokončena na jaře 2006. I Hotel Rennweg 16, čtyřhvězdičkový hotel s třemi sty pokoji a dalšími službami o celkové podlahové ploše 38 000 m2, kombinuje staré a nové. Budova staré Rakouské státní tiskárny byla celá demolována s výjimkou fasády s dekorativními prvky, za kterou je moderní hotel budován. To je jen krátký přehled současného rakouského betonového stavebnictví. Více najdete na www.concrete-austria.com. V Í C E Ú Č E LO V É B U D O V Y A

Servisní sluzˇby

HISTORICKÉ

Betonárˇská chemie

Barvy do betonu

Zkusˇebna betonu˚ (Laboratorˇ)

Cˇlen skupiny podniku˚ Ha-Be Dipl.-ing. Michael Pauser Österreichische Vereinigung für Beton- und Bautechnik Geschäftsführung tel.: +431 504 1595, fax: +431 504 1596 e-mail: [email protected], www.ovbb.at, www.concrete-austria.com


1/2006

K Panelárne˘ 172 CZ-Karlovy Vary-Otovice 362 32 tel./fax +420 35 3 56 10 83 mobil: +420 602 64 73 80 e-mail: [email protected] 61

www.ha-be.com

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

BETONOVÝ PAMÁTNÍK

HOLOCAUSTU V

BERLÍNĚ

V centru Berlína na ploše 4,7 akrů, jižně od Brandenburské brány byl otevřen Památník holocaustu tvořený 2711 betonovými stélami, které vyhovují náročným požadavkům na vzhled a trvanlivost. Při výběrovém řízení bylo stanoveno, že památník má být zhotoven z železobetonu s minimální pevností v tlaku 40 MPa s přípustnou šířkou trhlin do 0,1 mm na povrchu stély. Komplexní analýza zatěžovacích účinků na stéle ukázala, že zadaným požadavkům by se vyhovělo snáze, kdyby stéla nebyla vyztužena a tvorba trhlin byla regulována pouze vhodnou technologií výroby betonu. Výsledným materiálem, který byl použit na výstavbu památníku, je tmavý vysokopevnostní beton se samozhutnitelnými vlastnostmi [1]. Autorem památníku, je newyorský architekt Peter Eisenman [2]. [1] Müller H. S., Schlüter F.-H.: Betontechnik für die Stelen des Holocaust-Mahnmals in Berlin, Beton- und Stahlbetonbau, H. 10, Oktober 2005, S. 871–879 [2] archrecord.construction.com/projects/portfolio/archives/0507memorial.asp Obr. 1 Pohled na pole tmavých betonových stél Památníku holokaustu v Berlíně Obr. 2 Teplotní gradienty na vyznačených řezech stěnami a vrchní deskou betonové stély během celého roku

VÝZKUM

KOTVENÍ V BETONU

Stále více jsou v konstrukcích k přenosu zatížení do ztvrdlého betonu používány kotvy. Často se využívají kotevní systémy s chemickými maltami. Přesto dosud neexistuje obecný model návrhu těchto kotev pro různé hloubky ukotvení a různé druhy použitých malt. V článku [1] je popsáno chování a návrh upevnění pomocí „chemických“ kotev. Příspěvek se věnuje chování skupin kotev a samostatných kotev umístěných blízko okrajů. Návrhový model je založen na Metodě CC [2] a řeší hlavní příčiObr. 1 Způsoby porušení skupin kotev M8 s konstantním poměrem vzdálenosti kotev a hloubky ukotvení v závislosti na hloubce ukotvení

62

Obr. 3 Výsledky numerické simulace chování, a) rozložení napětí a b) deformace betonového prvku v poledne letního dne

ny selhání kotev s dostatečnou přesností. První část článku [3] se zabývá chováním zatížených kotev rozmístěných ve velkých vzdálenostech od sebe, přihlíží k vlivu vzdálenosti okrajů betonového prvku s trhlinami a bez trhlin. [1] Eligehausen R., Appl J. J., Lehr B., Meszaros J., Fuchs W.: Tragverhalten und Bemessung von Befestigungen mit Verbunddübeln unter Zugbeanspruchung – Teil 2: Dübelgruppen und Befestigungen am Bauteilrand, Beton und Stahlbetonbau, Oktober 2005, H. 10, S. 856–864 [2] Fuchs W., Eligehausen R.: Das CC-Verfahren für die Berechnung der Betonausbruchlast von Verankerungen, Beton und Stahlbetonbau 90, 1995, H. 1, S. 6–9; H. 2, S. 38–44; H. 3, S. 73–76 [3] Eligehausen R., Appl J. J., Lehr B., Meszaros J., Fuchs W.: Tragverhalten und Bemessung von Befestigungen mit Verbunddübeln unter Zugbeanspruchung – Teil 1: einzeldübel mit großem Achs- und Randabstand, Beton und Stahlbetonbau 99 (2004), H. 7, S. 561–571


1/2006

AKTUALITY TOPICAL

UMĚNÍ

PREFABRIKOVANÉHO BETONU – BARVA, STRUKTURA, VÝRAZ

SUBJECTS

MANUÁL

BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FRIEDBERT KIND-BARKAUSKAS, BRUNO KAUHSEN, S T E FA N P O LO N Y I , J Ö R G B R A N DT

D AV I D B E N N E T Nejnovější manuál betonových konstrukcí podává všeobecný a aktuální přehled všech aspektů stavebního materiálu betonu. Stavební manuály z edice Detail patří mezi nejvýznamnější odkazy v odborné literatuře. Manuál betonových konstrukcí představuje potenciál materiálu betonu a obsáhle dokumentuje technické principy užití betonu při výstavbě. Kapitoly publikace zahrnují historii materiálu, vlastnosti betonu, železobetonu a předpjatého betonu včetně ošetření povrchů. Jsou zde též prezentovány základní principy statiky pro velké a malé stavby a požadavky kladené na objekty s ohledem na teplo, vlhkost, zvukovou izolaci a požární ochranu podle posledních norem a předpisů. U příkladů staveb je kromě množství ilustrací a detailních plánů prezentováno široké spektrum využití betonu v novostavbách. Plány budov byly edičním oddělením Detailu pro uvedenou publikaci překresleny ve stejném měřítku.

Beton jako stavební materiál umožňuje modelovat širokou škálu tvarů a úprav povrchů, zvláště u prefabrikovaných prvků. Publikace Umění prefabrikovaného betonu poskytuje systematický přehled různých aplikací betonových prvků v rámci Evropy. Autor David Bennet poskytuje podrobné informace o nových, zejména odlehčených, formách betonu jako například beton vyztužený skleněnými vlákny (GRC: Glass-Fibre Reinforced Concrete), Ductal a průběžně vyztužený beton (CRC: Continuously Reinforced Concrete). Výběr 27 projektů je detailně zdokumentován a nabízí množství inspirujících myšlenek týkajících se designu. Příloha se skládá z přehledu stavebních praxí v konkrétních evropských zemích a dostupnosti betonových prvků. Mezi popsanými budovami je např. Skotský parlament v Edinburghu (architekti Enric Miralles a Benedetta Tagliabue), Synagoga v Drážďanech (Wandel, Hoefer, Lorch + Hirsch) a Ambasáda Mexika v Berlíně (González de León). David Bennet je stavební inženýr a praktikující architekt z Londýna. Je konzultantem a expertem na stavby z betonu, a autorem četných publikací o architektuře a konstrukcích. Publikace: Autor: Vydavatel: Rozsah: Cena:

Publikace: Concrete Construction Manual Autoři: Friedbert Kind-Barkauskas, Bruno Kauhsen, Stefan Polonyi, Jörg Brandt Vydavatel: Birkhäuser – Publishers for Architecture Rozsah: 294 stran, 60 barevných ilustrací, 460 nákresů Cena: 110 Euro

The Art of Precast Concrete Colour, Texture, Expression David Bennet Birkhäuser – Publishers for Architecture 160 stran, 218 barevných ilustrací, 123 nákresů 69,90 Euro

MEZINÁRODNÍ

VÁPENICKÁ KONFERENCE V

Mezinárodní vápenická asociace ILA (International Lime Association) tradičně pořádá vždy po 4 letech své oficiální zasedání, které upřesňuje program činnosti pro další období a zároveň předává agendu sekretariátu svazu do dalšího členského státu. Návazně pořádá mezinárodní odbornou konferenci zaměřenou na oblast výroby a využití vápen a vápenců. V uplynulých 4 letech zajišťoval agendu sekretariátu ILA Svaz výrobců vápna ČR, který v rámci ukončení tohoto svého úkolu podle tradice organizačně zajišťuje konferenci. Ta se bude konat ve dnech 17. a 18. května 2006 v hotelu Hilton v Praze. Podle osvědčené tradice je očekáváno přibližně 350 účastníků ze všech kontinentů. Jsou připraveny přednášky z USA, Švédska, Japonska, Kanady, Belgie, Jihoafrické republiky, Turecka, NěmecBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

PRAZE 2006

ka, Francie, Itálie, Švýcarska a ČR. Součástí akce je i exkurze do naší největší vápenky Lhoist – Vápenka Čertovy schody a společenské akce pro účastníky. Přednášky budou zaměřeny na aktivity vápenického průmyslu v oblasti ekologie a snižování globálního oteplování, na rozvoj techniky a technologie a na optimální využití produktů a jejich přínos pro životní prostředí a hospodářství. Informace: Ing. Vladimír Novotný tajemník Svazu výrobců vápna ČR mobil.: 604 204 598 [email protected]

1/2006

63

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

ČR

NOVI N KY V NAVR HOVÁN Í NA ÚČI N KY POŽ ÁR U Kurz Termín a místo konání: 22. února 2006; od 14:00 do 20:00 hod., FSv ČVUT v Praze Kontakt: www.k134.fsv.cvut.cz, email: [email protected], viz BETON 6/2005 B Í LÉ VANY – VODOTĚSN É KONSTR U KCE Z KONSTR U KČN Í HO B ETON U Školení Termín: březen/duben 2006 Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbz.cz TECH NOLOGI E, P ROVÁDĚN Í A KONTROL A B ETONOV ÝCH KONSTR U KCÍ 5. konference • praxe používání ČSN EN 206-1, obsah navrhované Změny 3 • aktuální stav TKP PK a TKP ČD a předpisů pro vodohospodářské stavby ve vazbě na zavedenou ČSN EN 206-1 • rozmach používání SCC + význam směrnice ERMCO • ostatní betony definovaných vlastností, novinky v technologii betonu • provádění betonových konstrukcí, dopad ČSN P ENV 13670-1 • pohledový a architektonický beton, význam kvalitního bednění • výztuže a vyztužování • vývoj v prokazování jakosti betonu a betonových konstrukcí, certifikace Termín a místo konání: 12. dubna 2006, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbz.cz MOST Y 2006 11. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 27. a 28. dubna 2006, Hotel Voroněž, Brno Kontakt: e-mail: [email protected], viz BETON 6/2005 V ÝROB KY P RO B ETONOVÉ KONSTR U KCE 2006 Seminář Termín a místo konání: 18. května 2006, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbz.cz SANACE 2006 16. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 24. a 25. května 2006, Brno, Rotunda pavilonu A Kontakt: e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz CONCR ETE STR UCTU R ES FOR TR AF F IC N ET WOR K 2. středoevropský betonářský kongres • výstavba, správa a údržba mostních objektů v ČR • mosty v České republice, Evropě a ve světě • stavební činnost v oboru mostního stavitelství Termín a místo konání: 21. a 22. září 2006, Hradec Králové Kontakt: e-mail: [email protected], www.cbz.cz ZAHRANIČNÍ

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

B ETONTAG 2006 Mezinárodní konference a výstava • výzkum a vývoj • výstavba (infrastruktura, pozemní a podzemní stavby) • nová výstavba v zahraničí s důrazem na středo- a východoevropské země Termín a místo konání: 30. a 31. března, Austria Center, Vídeň, Rakousko Kontakt: Sekretariat ČBS, [email protected], www.cbz.cz, [email protected], ÖVBB, fax: +431 504 1596, e-mail: [email protected], www.concrete-austria.com P R E-CONGR ESS CON F ER ENCE: „CONCR ETE AT SLOVAKIA 2002–2006“ Termín a místo konání: 5. a 6. dubna 2006, Žilina, Slovensko Kontakt: Conference secretariat: Žilinská Universita, Komenského 52, 010 26 Žilina, Slovensko, tel.: +421 513 5658; fax: +421 513 5690, e-mail: [email protected], http://svf.utc.sk/kskm/fib2006.thm 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 konference Termín a místo konání: 15. až 17. května 2006, Kodaň, Dánsko Kontakt: e-mail: [email protected], wwwiabse2006.dk, dále viz BETON TKS 5/2005 I NTER NATIONAL CON F ER ENCE ON B R I DGES Termín a místo konání: 21. až 24. května 2006, Dubrovník, Chorvatsko Kontakt: e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 5/2005

64

SECON D fib 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 EU ROP EAN SYM P. ON SERVICE LI F E AN D SERVICEAB I LIT Y OF CONCR ETE STR UCTU R ES ESCS 2006 Mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 12. až 14. června 2006, Helsinki, Finsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.escs.fi, viz BETON TKS 6/2005 STR UCTU R AL FAU LTS & R EPAI R 2006 11. mezinárodní konference Termín a místo konání: 13. až 15. června 2006, Edinburg, Skotsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.structuralfaultsandrepair.com, viz BETON TKS 6/2005 CONCR ETE SOLUTION 2. mezinárodní konference o opravách betonových konstrukcí Termín a místo konání: 27. až 29. června, St. Malo, Bretaň, Francie Kontakt: e-mail: [email protected], www.concrete-solutions.info, dále viz BETON TKS 4/2005 B R I DGE MAI NTENANCE, SAF ET Y AN D MANAGEM ENT 3. IABMAS konference Termín a místo konání: 16. až 19. července 2006, Porto, Portugalsko Kontakt: [email protected], www.iabmas06.com, dále viz BETON TKS 5/2005 SHORT AN D M EDI U M SPAN B R I DGES CSCE konference Termín a místo konání: 23. až 25. srpna 2006, Montreal, Kanada 6 TH fib I NTER NATIONAL P H D SYM POSI U M I N CIVI L ENGI N EER I NG Termín a místo konání: 23. a 26. srpna 2006, Zurich, Švýcarsko Kontakt: Dr. Nebojsa Mojsilovic, Symposium Secretary, Institute of SE (IBK), ETH Hoenggerberg, HIL E 32.1, 8093 Zurich, Switzerland, tel.: +4144 633 3763; fax: +4144 633 1064, e-mail: [email protected], www.phdce6.ethz.ch CON F ER ENCE TEXTI LE R EI N FORCED CONCR ETE – ICTRC 1. mezinárodní konference RILEM a Workshop on Numerical Modelling of Quasi-Brittle Reinforced Composites Termín a místo konání: 6. a 7. září 2006, RWTH Aachen University, Německo Kontakt: e-mail: [email protected], web: http://sfb532.rwth-aachen.de/ictrc, viz BETON TKS 6/2005 R ESPON DI NG TO TOM MOROW‘S CHALLENGES I N STR UCTU R AL ENGI N EER I NG IABSE sympozium Termín a místo konání: 13. až 15. září 2006, Budapešť, Maďarsko Kontakt: http://www.,iabse.hu, http://www.iabse.org/conferences/ budapest2006, e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 4/2005 CONCR ETE STR UCTU R ES: STI M U L ATORS OF DEVELOP M ENT fib sympozium Termín a místo konání: 20. až 23. května 2007, Dubrovník, Chorvatsko Kontakt: Symposium secretariat, fib Croatian Member Group, Janka Rakuse 1, 10000 Zagreb, Croatia, tel.: +385 146 39 329, fax: +385 161 25 100, e-mail: [email protected], www.igh.hr/fib-dubrovnik-2007 (not yet active) F I B ER R EI N FORCED POLYM ER R EI N FORCEM ENT FOR CONCR ETE STR UCTU R ES – F R P RCS-8 8. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 16. až 18. července 2007, Patras, Řecko Kontakt: Symposium secretariat, c/o Prof. Thanasis Triantafillou, Dept. of CE, University of Patras, Patras GR-26500, Greece, tel.: +302 610 997 764; fax: +302 610 996 155, e-mail: [email protected], www.frprcs8.upatras.gr I M P ROVI NG I N F R ASTR UCTU R E WOR LDWI DE – B R I NGI NG P EOP LE CLOSER IABSE sympozium Termín a místo konání: 19. až 21. září 2007, Weimar, Německo


1/2006

ODBORNÉ ZAMĚŘENÍ KONFERENCE

POZVÁNKA NA KONFERENCI A VÝZVA K PŘIHLÁŠENÍ ODBORNÉHO PŘÍSPĚVKU

Česká betonářská společnost ČSSI a ČBS Servis, s. r. o. www.cbz.cz

Jubilejní 5. ročník jarní konference České betonářské společnosti ČBS o technologii betonu, provádění a kontrole betonových konstrukcí je reprezentativní průřezovou konferencí věnovanou nejnovějšímu vývoji technologie betonu a aktuálnímu stavu poznání a zkušeností v oblastech, které dnes procházejí patrně nejrychlejšími změnami: praxe používání ČSN EN 206-1 + její připravovaná Změna 3 + dopad této normy na TKP pozemních komunikací a TKP Českých drah, rozmach používání samozhutnitelného betonu (SCC) + význam směrnice ERMCO o SCC, vzrůst poptávky po pohledovém betonu a jeho problematika aj. Konferenci doprovodí výstava výrobků a technologií firem působících v oboru technologie betonu. TEMATICKÉ OKRUHY KONFERENCE A B C D E F G H

5. konference

TECHNOLOGIE, PROVÁDĚNÍ A KONTROLA BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

Praxe používání ČSN EN 206-1, obsah navrhované Změny 3 Aktuální stav TKP PK a TKP ČD a předpisů pro vodohospodářské stavby ve vazbě na zavedenou ČSN EN 206-1 Rozmach používání SCC + význam směrnice ERMCO Ostatní betony definovaných vlastností, novinky v technologii betonu Provádění betonových konstrukcí, dopad ČSN P ENV 13670-1 Pohledový a architektonický beton, význam kvalitního bednění Výztuže a vyztužování Vývoj v prokazování jakosti betonu a betonových konstrukcí, certifikace

VĚDECKÝ VÝBOR Ing. Vlastimil Bílek, Ph.D., Ing. Václav Brož, Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc., předseda, Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Jan Tichý, CSc., Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Doc. Ing. Jan Vodička, CSc. TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ Středa 12. dubna 2006, Kongresový sál Masarykovy koleje ČVUT v Praze 6, Thákurova ulice 1 VÝZVA K ZASLÁNÍ ANOTACE PŘEDNÁŠKY Program konference vytvoří z části klíčové přednášky vyzvaných odborníků, je přislíbena účast významných zahraničních odborníků. Další příspěvky vybere vědecký výbor z došlých anotací. Při výběru přednášek bude přihlíženo k uvedeným tematickým okruhům konference, hlavním cílem ale bude nabídnout posluchačům to nejzajímavější, co poslední období v oblasti technologie betonu přineslo. Důraz by měl být kladen i na ekonomii a ekologii použitých řešení. KONTAKTNÍ SPOJENÍ, DALŠÍ INFORMACE

12. dubna 2006 Praha, Masarykova kolej ČVUT

Pro další informace se obracejte na: Českou betonářskou společnost ČSSI (ČBS) – koncepce a odborná náplň konference ČBS Servis, s. r. o. organizace konference, možnosti firemní prezentace

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

2006 P REFABRIKACE

Recommend Documents