2010 POZEMNÍ STAVBY

1/2010

POZEMNÍ STAVBY

SPOLEČNOSTI A SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS

CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

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

3/

VYNIKAJÍCÍ BETONOVÉ KONSTRUKCE GRAFICKÝ NEBO FOTOGRAFICKÝ BETON

/ 37

BLOK 16 – BYTOVÝ DŮM V HOLANDSKÉM ALMERE

32 / SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 246 030 153 e-mail: [email protected] www.svb.cz

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.cbsbeton.eu

BAREVNÝ, NE JEN ŠEDÝ BETON

VILLA HEMEROSCOPIUM

20 / 27/

/ 24

LIAPORBETONOVÉ DOMY – BRNO

VILA NAVARRA

SOCIÁLNÍ BYTY V MADRIDSKÉ ČTVRTI CARABANCHEL

/ 17

/ 14

❚

OBSAH

CONTENT

ROČNÍK: desátý ČÍSLO: 1/2010 (vyšlo dne 16. 2. 2010) 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. Michal Števula, Ph.D. ŠÉFREDAKTORKA: Ing. Jana Margoldová, CSc. PRODUKCE: Ing. Lucie Šimečková

Ú V O DNÍ K Jana Margoldová

REDAKČNÍ RADA: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místo předseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. 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, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

/2

S TAV E B NÍ KO NST R U K C E

GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o. Radlická 50, 150 00 Praha 5

VYNIKAJÍCÍ BETONOVÉ KONSTRUKCE

Jana Margoldová BLOK 16 – BYTOVÝ DŮM V HOLANDSKÉM ALMERE SOCIÁLNÍ BYTY V MADRIDSKÉ ČTVRTI CARABANCHEL

/3

ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic

S O F T WAR E / 14

/ 17

LIAPORBETONOVÉ DOMY – BRNO

NOVÝ SOFTWARE NA NAVRHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH PRŮŘEZŮ NA MEZNÍ STAVY ÚNOSNOSTI, POUŽITELNOSTI A ÚNAVY Libor Švejda / 54

Zdeněk Makovský, Daniel Makovský

/ 20

VILLA HEMEROSCOPIUM

/ 24

S P E K TR U M

VILA NAVARRA

/ 27

BETON JAKO BYTOVÝ DOPLNĚK

/ 58

BETON NA DIVADELNÍM JEVIŠTI

/ 60

MATE R I Á LY A T E CH N O L OG I E

/ 30

A K T U A L I TY

Jana Margoldová

/ 32

REŠERŠE ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

GRAFICKÝ NEBO FOTOGRAFICKÝ BETON

/ 37

EUROKÓDY PRO BETONOVÉ KONSTRUKCE

BAREVNÝ, NE JEN ŠEDÝ BETON

VĚD A A VÝZ KUM OŠETROVANIE ČERSTVÉHO BETÓNU – 1. STRATA VODY Z BETÓNU

Peter Briatka, Peter Makýš FINSKÉ BETONOVÉ ŠKOLSTVÍ – TEACHING BY DOING

Lucie Šimečková

/ 45

NAVRHOVÁNÍ NEPŘÍMO ULOŽENÝCH A SLOŽENÝCH KONZOL S POUŽITÍM MODELŮ NÁHRADNÍ PŘÍHRADOVINY

Jiří Šmejkal, Jaroslav Procházka 1/2010

❚

/ 62

Jaroslav Procházka

/ 63

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA

/ 64

F IR E MN Í PR E Z E N TAC E / 40

/ 46

Mott MacDonald VSL Systémy (CZ) Betosan RIB Ing. Software Dlubal Bauma 2010 BETON UNIVERSITY ČBS BETON UNIVERSITY SSBK

technologie • konstrukce • sanace • BETON

TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5 ADRESA VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz

GALERIE HARFA

Zdeněk Zeman

SAZBA: 3P, spol. s r. o. Radlická 50, 150 00 Praha 5

/ 13 / 19 / 29 / 53 / 59 / 61 / 63 / 3. str. obálky / 3. str. obálky / 4. str. obálky

REDAKCE, OBJEDNÁVKY PŘEDPLATNÉHO A INZERCE: tel.: 224 812 906, 604 237 681, 602 839 429 e-mail: [email protected] [email protected] ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 21 EUR (+ poštovné a balné 7,20 EUR), cena bez DPH, studentské 270,- Kč (včetně poštovného, bez DPH) 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. FOTO NA TITULNÍ STRANĚ: RECKLI individuální matrice s žebrovitou strukturou na fasádě domu v Lyonu, Francie, arch. ateliér ARCHIPAT, Lyon BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK

❚

EDITORIAL

MILÉ ČTENÁŘKY A MILÍ ČTENÁŘI teď, když úvodník píšu, je kolem krásná zima. Mám zimu ráda, zvláště když je hodně sněhu a pořádně mrzne. Až budete brát číslo do ruky, bude už možná všechno jinak. Počasí se dá předvídat jen těžko a s nějakou jistotou jen na pár dnů. Přestože se všude mluví o globálním oteplování, letos je i v Praze zima taková, že můžu vzít lyže a pár kroků od domu je nasadit a dvě hodiny si jezdit v krásné bílé stopě, jako bych byla někde na horách. Potom se vymrzlá a spokojená vracím domů. V zimě ten dům mnohem víc vnímám. V létě je dům jen jakousi schránkou našich věcí, během dne se snažíme být co nejvíce venku a dovnitř se utíkáme, jen přijde-li nečekaná bouřka nebo delší období dešťů. V zimě naopak většinu času trávíme uvnitř a po občasných krátkých vycházkách se rádi vracíme do tepla domova. Teprve zima se stává prubířským kamenem dokončených domů. V zimě se nejčastěji ukáže, zda jsou všechny detaily dobře promyšleny a všechny konstrukce nosné i nenosné postaveny tak, jak by měly být. Naše paměť je krátká, pamatujeme si poslední období, kdy zimy byly teplé. Když potom začne mrznout, foukat vítr a padat sníh i v nížinách, máme dojem, že se děje cosi nepatřičného. Klimatologové nás však s klidem ujistí, že v naší středoevropské kotlině se počasí vždy rychle měnilo, že tu někdy hodně pršelo a byly povodně, jindy byla období velmi teplá a suchá a po nich zase přišly tuhé zimy se spoustou sněhu. Někdy sem fouká více od jihu, jindy zase od severu nebo od východu. Požadavky norem se mohou několik let zdát zbytečně tvrdé, když ale po čase přijde počasí, které je zcela v mezích našeho klimatického pásma, jejich dodržení nás může uchránit od drobných ale i velkých nepříjemností a starostí. V tomto čísle jsme se zaměřili na bytové stavby, tedy rodinné domy i rozsáhlé bytové komplexy postavené z betonu. U některých je beton použit v kombinaci s jinými materiá-

ly, protože záměrem investora bylo umožnit obyvatelům přizpůsobit byt jejich požadavkům, případně dispozici v čase měnit. Některé byly navrženy a postaveny pro potřeby určitého stavebníka a změny jsou možné jen v omezené míře. Ve všech případech však muselo být vše velmi precizně navrženo a promyšleno do všech detailů nejen pro výsledný estetický vzhled, beton je většinou ponechán jako pohledový, ale zejména pro postup výstavby. Vše (rozvody, vývody, odpady atd.) muselo být předem vybráno, rozhodnuto a připraveno tak, aby to ve správnou chvíli mohlo být vloženo do bednění a spolu se spoustou dalších prvků konstrukce zalito betonem. A potom se čekalo na odbednění i s vědomím, že opravy jsou téměř nemožné. Jistě, psali jsme už o divadlech, knihovnách, školách či nemocnicích postavených z betonu. Ano, ale obytný dům je jaksi bližší, osobnější. Je obvykle určen pro trvalý život, ne jen pro přechodný pobyt, vyjadřuje osobnost stavebníka a jeho přístup k životu. Skláním se s úctou před těmi, kdo se do projektů bytového domu z betonu kdy pustili a dovedli až do zdárného konce. Zalistujete-li číslem dál, všimnete si jistě jeho změněné úpravy. Začínáme desátý ročník časopisu a tohle číslo už je padesáté páté v řadě. Proto jsme se v redakci rozhodli pro změnu. Stejně jako vzhled věcí kolem nás i úprava tiskovin se postupně vyvíjí a čas od času je potřeba na ten vývoj zareagovat. Nový layout byl připravován přes rok a doufáme, že se nám podařilo promyslet všechny detaily a nebudeme muset mnoho napravovat. Když jsem napsala, že toto číslo je už padesáté páté, uvědomila jsem si, že těch devět ročníků by dalo dohromady docela tlustou knihu o betonu. Betonové stavitelství je stále obor s velkým potenciálem rozvoje. Ještě je toho tolik, co je třeba prozkoumat, porovnat, posoudit, vysvětlit a vyzkoušet. A těch tvarových možností ať se jedná o prefabrikovaný nebo monolitický beton, mosty nebo budovy, stále je co vymýšlet. Moudré knihy praví, že obliba betonu se cyklicky opakuje a že beton ustupuje ze scény ve chvíli, kdy jeho výzkum a vývoj zaostává za rozsáhlou produkcí, ve chvíli, kdy užitné vlastnosti staveb z něj postavených už neuspokojují jejich uživatele. Období recese v průmyslové výrobě je tedy nejlepším časem, kdy dohánět zameškané ve výzkumu, vzdělávání a osvětě. Nabídka kurzů, školení, seminářů a konferencí v oblasti betonu je opravdu bohatá, je z čeho vybírat. Je hodně těch, kteří mají a hlavně chtějí své znalosti a zkušenosti předat ostatním. Zbývá si jen vybrat, přihlásit se a vyrazit. Nemáte-li na školení či konference čas nebo nemůžete přijet, potom je tu časopis. Informace za vámi přijdou, kam chcete. Konkurence se určitě bude snažit být v rozhodujícím čase připravena lépe a zákazník si bude tvrdě vybírat. Venku už zase začalo sněžit a vítr se opírá do okna. Hromady sněhu v ulici dostávají nový čistý nátěr. Těším se, že se ještě párkrát projedu na lyžích nad městem. Pokud u vás není tolik sněhu, jako tady v Praze, přikládám jeden pohled, kterým se těšívám, když je ve městě jen mokro a bláto. Sice už není úplný začátek nového roku, ale přesto bych Vám do něj chtěla za celou redakci popřát vše nejlepší, ať se Vám daří v osobním životě i v profesi. Bude nás těšit, zachováte-li nám svou přízeň. Časopis připravujeme pro vás.

Jana Margoldová fotografie Bára Mališová

2

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

1/2010

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E

VYNIKAJÍCÍ BETONOVÉ KONSTRUKCE IN CONCRETE

❚

❚

STRUCTURES

EXCELENT

Jana Margoldová

V posledních měsících roku vyhlašují betonářské společnosti evropských zemí nejlepší betonové konstrukce postavené v jednotlivých státech. Některé svazy oceňují konstrukce každý rok, některé v dvou až tříleté periodě. Česká betonářská společnost vyhlásila vítěze Soutěže o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2007 až 2008 v ČR na 16. Betonářských dnech, které se konaly koncem listopadu roku 2009 v Hradci Králové. Shodou šťastných náhod se čtenáři časopisu Beton TKS s většinou oceněných staveb už mohli seznámit na stránkách jeho předchozích čísel (tab. 1). Příspěvky o dvou konstrukcích, které ještě nebyly v časopisu představeny, budou připraveny během tohoto ročníku.

fotografie: 1a – Andrea Lhotáková, 1b – Makovský & partněři, s.r.o.

1a

Obr. 1 Výsledky Soutěže o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2007 až 2008 v ČR, a) Národní technická knihovna, b) Liaporové atriové domy Brno, c) Lávka pro pěší přes řeku Svratku v Brně ❚ Fig. 1 Awards for outstanding concrete buildings and structures built during the years 2007-2008 in the Czech Republic, a) National Technical Library, b) Liapor concrete houses in Brno c) Pedestrian bridge over the river Svratka in Brno 1b

1c Tab. 1 Výsledky Soutěže o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2007 a 2008 v ČR [1] concrete buildings and structures built during the years 2007-2008 in the Czech Republic [1]

❚

Tab. 1

Awards for outstanding

Vyhodnocení

Kategorie

Název stavby

Investor

Architekt

Projektant betonové konstrukce

Dodavatel betonové konstrukce

Beton TKS

Titul Vynikající betonová konstrukce

budovy

Národní technická knihovna

Státní technická knihovna

Projektil architekti, s. r. o.

PPP, spol. s r. o. a Helika, a. s.

Metrostav, a. s., divize 6

1/2008, 2/2008, 6/2009

Čestné uznání

budovy

Liaporové atriové domy Brno

Daniel Makovský, Tereza Makovská

Ing. arch Zdeněk Makovský, Ing. arch Daniel Makovský, Makovský & partneři, s. r. o.

Hladík a Chalivopulos, s. r. o.

Makovský & partneři, s. r. o.

1/2010


mosty

Lávka pro pěší přes řeku Svratku v Brně

CTP Invest, spol. s r. o.

Studio acht, spol. s r. o.

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.

Skanska DS, a. s., závod 77 Mosty

4/2008, 4/2009


mosty

Most přes údolí Hačky

ŘSD ČR, správa Chomutov

Pontex, spol. s r. o.

Sdružení Hačka: Max Bögl & Josef Krýsl, k. s., a SMP CZ, a. s.

4/2007

Čestné uznání

mosty

Závěsný most přes Labe u Nymburka

ŘSD ČR, správa Praha

KMS Architects, spol. s r. o.

Pontex, spol. s r. o.

Sdružení: SMP CZ, a. s., Metrostav, a. s.

4/2007

Čestné uznání

tunely a ostatní inženýrské stavby

Malá vodní elektrárna Troja

Povodí Vltavy, s. p.

Pöyry Environment, a. s.

Pöyry Environment, a. s.

Metrostav, a. s., divize 6

5/2010

1/2010

❚


3


❚

STRUCTURES KONSTRUKCE „COCOON“: DARWINOVO CENTRUM FÁ Z E 2 , P Ř Í R O D O V Ě D N É M U Z E U M V L O N D Ý N Ě

1d

1e 1f

4

Jako každoročně oceňovala vynikající betonové stavby na konci roku 2009 anglická Concrete Society. Celkovým vítězem loňského ročníku byla vyhlášena nová západní přístavba Přírodovědného muzea v Londýně označovaná jako „Cocoon – Zámotek“, která se rychle stala středem pozornosti nejen mezi britskými betonáři ale i pro netechnicky orientované návštěvníky muzea. Konstrukce „zámotku“ je tvořena skořepinou ze stříkaného betonu neobvyklých rozměrů. Nové Darwinovo centrum a zvláště jeho část – kokon jsou velmi dobrým příkladem efektivní realizace vysoce funkční a geometricky komplexní konstrukce. Stavební záměr na přístavbu londýnského Přírodovědného muzea měl tři hlavní cíle: zajistit uložení dvaceti milionů studijních vzorků a exponátů, zajistit odpovídající pracovní prostor pro vědce a badatele a umožnit veřejnosti seznámit se s prací badatelů a rozsáhlými sbírkami. Toho mělo být dosaženo vytvořením takových podmínek, aby návštěvník muzea mohl při samostatné prohlídce projít celým objektem „zámotku“ a seznámil se s probíhajícím výzkumem a sbírkovými předměty. Stříkaná betonová skořepina se ukázala nejlepším možným řešením, které vyhovovalo architektonickým i energeticky úsporným požadavkům. Betonový „zámotek“ doslova chrání botanické a entomologické exponáty stejně jako kokon chrání kuklu během její přeměny v motýla. Dilatační spáry na hladké fasádě připomínají vlákna hedvábí na hmyzím zámotku a zdůrazňují tuto podobnost. V prostoru obrovského skleněného atria, připomínajícího chrámovou loď, obaluje skořepina bílého zámotku konvenční konstrukční systém složený z plochých desek, sloupů a smykových stěn. Projektový tým užil při návrhu objektu holistický přístup s minimalizací dopadů na okolní prostředí a mnoha kompromisy ve využití budovy i jejím výtvarném pojetí. To dokazuje, že úzká spolupráce v inovativním vzhledu a konstrukčních technologiích může vyústit v elegantní a vysoce funkční budovu. Přínos Přírodovědného muzea společnosti je obrovský a spočívá v příspěvku k obohacení a rozšíření našeho pochopení přírody a zvýšení uvědomování si nezbytnosti její ochrany a udržení v nenarušené formě. Návrh budovy Osmipodlažní budova v sobě uzavírá obrovské zasklené atrium, ve kterém je umístěn 65 m dlouhý „zámotek“ sbírkové části. Pod atriem je jednopodlažní suterén, ve kterém je umístěno zařízení sloužící k udržování kvality vnitřního prostředí v „zámotku“. Výběr materiálu a konstrukce byl ovlivněn požadavky integrovaného systému ochrany (ISO) sbírkových předmětů proti plísním a škůdcům. ISO vyžaduje, aby se škůdci neživili sbírkami a nerozmnožovali se v nich. Toho lze dosáhnout řízenou teplotou vnitřního prostředí, omezením koutů,

Obr. 1 Výsledky Soutěže o vynikající betonovou konstrukci postavenou v letech 2007 až 2008 v ČR, d) Most přes údolí Hačky, e) Závěsný most přes Labe u Nymburka, f) Malá vodní elektrárna Troja ❚ Fig. 1 Awards for outstanding concrete buildings and structures built during the years 2007-2008 in the Czech Republic, d) Bridge over the Hačka valley, e) Extradosed bridge over the river Labe by Nymburk, f) Small water plant Troja

4

Obr. 2 Konstrukce „Cocoon“: Darwinovo centrum Fáze 2, Přírodovědné muzeum v Londýně, a) výztuž stropní desky a ramp 6. NP, b) stříkání betonu na připravenou konstrukci, c) rýhy pro řízené smršťovací trhliny, d), e) dokončený Cocoon ve skleněném atriu ❚ Fig. 2 Cocoon structure: Darwin Centre Phase 2, Natural History Museum in London, a) slab reinforcement for the sixth floor mezzanine and ramp within cocoon, b) application of sprayed concrete, c) cutting of the control joints, d), e) view of the atrium with completed Cocoon


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

2c

Provided by Courtesy of Arup


2b


2a

2e

škvír a skulin, kde se škůdci mohou ukrývat, a promyšleným návrhem hladkých, snadno čistitelných ploch. Uvažovalo se i o ocelové rámové konstrukci, ta však nevyhověla při posuzování dle požadavků ISO a z hlediska omezujících rozměrových požadavků při dostatečné vysoké opakovatelnosti jednotlivých prvků. Prefabrikovaná betonová konstrukce se ukázala jako příliš drahá a výstavba tvarově náročného bednění pro monolitickou konstrukci by celou stavbu značně prodloužila. Spojitá skořepina ze stříkaného betonu o průměrné tloušťce 250 mm nesoucí vnitřní ploché deskové stropy maximalizovala volný vnitřní prostor s minimem sloupů, což zvyšuje snadnou dosažitelnost všech potřebných obslužných procesů včetně udržování čistoty a pořádku. Betonová masa umožňuje řízení teploty vnitřního prostředí dle potřeb sbírek. Pro rozhodnutí bylo důležité, že skořepina mohla být považována za součást nosného sytému konstrukce i při povoleném užitném zatížení 12,5 kPa, což zvýšilo volný prostor k rozmístění regálů a vitrín pro uložení sbírek. 1/2010

❚



2d


5


❚

STRUCTURES

3a 3b

Geometrie amorfní prostorové plochy včetně všech vnitřních dělících a připojovacích konstrukcí byla vyladěna pomocí speciálního software Rhinoceros pro 3D modelování dle požadavků investora. Bez předchozích informací, jakou metodou bude konstrukce postavena, by bylo nemožné určit polohu rozhodujících řezů konstrukcí a jejích rozměrů pro výstižné popsání celé konstrukce i všech jejích částí. Detailní prostorová konstrukční analýza byla provedena pomocí softvare Sofistic 3D. Konstrukce Vzhledem k matematicky nedefinovatelnému tvaru budovy byly informace o zámotku uloženy jako soubor Rhinoceros 3D. To umožnilo dodavateli extrahovat ty geometrické informace, které byly nejvhodnější pro použitou stavební metodu, např. rastr vodorovných tyčí nezávislé samonosné konstrukce lešení, které procházely skořepinou. Po obvodu zámotku byly umístěny šikmé betonové sloupy, které dočasně během stavby podpíraly stropní desky. Když byla dokončena skořepina a převzala nosnou funkci, byly sloupy zbourány. Tento postup přinesl významné úspory ve srovnání s obvykle používanou dočasnou ocelovou podpůrnou konstrukcí, která byla původně uvažována. Tvar zámotku byl definován pro každé podlaží okrajem vložené stropní desky. Délky výztužných prutů skořepiny ve svislém směru byly navrženy tak, aby nebyly potřeba žádné výrazné ohyby pouze přirozené zakřivení prutů mezi jednotlivými stropními deskami. Podpůrná ocelová síť pro stříkaný beton byla upevněna z vnitřní strany přímo na rastr prutů výztuže bez distančních prvků. To byl posun oproti postupu, který byl použit stejnou projektovou i dodavatelskou společností na obchodním domě Selfriges v Birminghamu (od arch. Jana Kaplického, BETON TKS 2/2005, str. 52, pozn. red.). Na kovovou síť byl přímo nastříkán mokrý beton dopravovaný na místo pomocí pump na beton, čímž bylo vytvořeno jádro konstrukce. Z obou stran, vnitřní i vnější, byla potom konstrukce nastříkána vrstvou betonu suchým postupem, kdy suchá betonová směs přichází do styku s vodou až v trysce stříkací pistole. To umožnilo získat více času před počátkem tuhnutí směsi pro vyhlazení konečného povrchu skořepinové konstrukce.

6


❚

1/2010


3c

Výstavba skořepinové konstrukce ze stříkaného betonu 2 o ploše 2 800 m trvala dvacet dva týdnů, o dva týdny méně, než bylo počítáno v projektu. Byla to výrazně kratší doba, než by vyžadovala kterákoliv jiná stavební technologie. Hodnocení poroty S velkou pravděpodobností se tato konstrukce stane v budoucnosti měřítkem úspěšné spolupráce všech týmů zúčastněných na projektu a výstavbě tvarově neobyčejně náročné konstrukce. Navrhnout a postavit budovu takových rozměrů ve tvaru podobném vejci bylo z oblasti snů. Byla to výzva, která byla přetvořena ve vysoce působivou konstrukci. Plocha s dvojitou křivostí mohla být postavena ekonomicky pouze s použitím technologie stříkaného betonu. Betonová nosná konstrukce je naprosto unikátní a nebývale náročná byla její projektová i realizační fáze. Úspěšného výsledku mohlo být dosaženo pouze za široké a detailní spolupráce stavebníka, architekta a dodavatele. Inovativní přístup byl nezbytnou podmínkou ve všech jednotlivých stupních celého projektu. Zámotek je zdařilou metaforou pro objekt depozitářů přírodovědného muzea. Jeho oblý tvar a hladký smetanově bílý povrch vytváří příjemnou atmosféru pro návštěvníky tohoto významného rozšíření Přírodovědného muzea. Je to ohromující ale harmonický kontrast k původním budovám Muzea z 19. století. Majitel Architekt Projekt Dodavatel Stříkané betony

Přírodovědné muzeum v Londýně CF Moller Architects Arup HBG Construction Shotcrete Services

C E N A P R O B E T O N O V O U FA S Á D U OBLASTNÍHO ARCHÍVU

Architektonickou cenu pro nejlepší fasádu roku 2009 ve Finsku získala betonová fasáda Oblastního archívu v Hameenlinně. Autorem projektu je helsinský ateliér Architects Heikkinen-Komonen Oy. Cena je udělována každé dva roky. Budova Oblastního archívu hraje v městském prostředí Hameenlinny roli významného pohledového i orientačního bodu. Budova má minimalistickou čistou formu a vnější 1/2010

❚

Obr. 3 Oblastní archív v Hameenlinně s Grafickým betonem na fasádě, a), b) vnější pohledy, c) detail betonové fasády, d) členové ateliéru Architects Heikkinen-Komonen Oy na schodišti ve vstupní hale se stěnou pokrytou Grafickým betonem ❚ Fig. 3 Hameenlinna Provincial archives with Graphic concrete on the facade, a), b) external views, c) the detail of the concrete facade, d) members of Architects Heikkinen-Komonen Oy on the stairs in the entrance hall with the wall covered by Graphic Concrete

❚

STRUCTURES

3d

výraz jejích archivních sekcí je založen na jednoduchém užití přírodního betonu s grafickým vzorkem, který jemně a citlivě poodhaluje použitý materiál. Beton použitý na fasádě vyjadřuje neobvyklým grafickým vzorem na jeho povrchu účel budovy a svou strohou hmotností navozuje pocit bezpečné ochrany uvnitř ukrytých cenností. Inspiraci pro grafické vzorky použité na prefabrikovaných fasádních panelech hledali architekti ve čtyři sta let starých dokumentech. Architektura tak vypráví starý historický příběh kraje. Typografické charaktery, texty a ilustrace vybrané ze starých archivních dokumentů grafičkou Aimo Katajamaki pro užití v návrhu povrchu betonové fasády jsou nejen dekorativní, ale otevřeně a přímo odrážejí účel budovy. Proměnlivé opakovaní vzorku v nesynchronizovaném rytmu přes zřetelné hrany jednotlivých panelů dává fasádě jemnou dynamiku. Vnější a vnitřní aktivity jsou masou budovy a její fasádou jasně odděleny. Atmosféra v interiéru archivu je zdůrazněna přítomností nezakrytých nosných konstrukcí z pohledového betonu. Grafický beton přechází z vnějšího povrchu i do vnitřních prostor, a tím jsou tato dvě zcela odlišná prostředí propojena. Nový Oblastní archív v Hameenlinně je projektem s příkladnou spoluprací všech zúčastněných, kde jasná osobní zodpovědnost vedla k vysoké kvalitě konečného výsledku. Propracovaný inovativní návrh budovy byl zkombinován s novými možnostmi estetického vyjádření betonu a jeho vysokou trvanlivostí. Dobře zvládnutá technologicky náročná výroba fasádních panelů spolu s vysokými požadavky na instalační fázi stavební výroby vedly k úspěšnému dokončení budovy, která, přestože má betonovou fasádu pouze s pásem oken v přízemí, svým vzhledem výrazně obohacuje okolní prostředí. Redakce časopisu děkuje ČBS ČSSI, Concrete Society a Graphic Concrete za laskavé poskytnutí informací a fotografií.

Literatura: [1] Materiály ČBS ČSSI [2] Concrete for the Construction Industry, Vol. 43, No. 10, November 2009, str. 14–18, www.concrete.org.uk [3] Materiály Graphic Concrete, www.graphicconcrete.fi


7


❚

STRUCTURES

4a 4b

HOLANDSKÁ OCENĚNÍ PRO BYTOVÉ DOMY

Bytový komplex Australie-Boston Na projektu bytového domu AustralieBoston v Amsterodamu (obr. 4) bylo oceněno použití betonu ze dvou důvodů: • konstrukční – ke starému přístavnímu skladišti byla přistavěna nová budova, jejíž část přesahuje nahoře stávající objekt širokou, 6,5 m vyloženou konzolou, • estetický – fasáda nové budovy je obložena tenkými světlými prefabrikovanými betonovými panely, které pravidelným rastrem podtrhují její industriální vzhled, do panelů byl přidáván drcený mramor a jejich povrch byl opískován. Návrh spojuje stávající budovu skladů a novou část v jeden bytový komplex, který je součástí rozsáhlé rekonstrukce a revitalizace staré přístavní čtvrti. Obě křídla nové části stojí na společném soklu na výšku dvou přízemních 4g

8


❚

1/2010


❚ 4c

4d

4e

podlaží (obr. 4a). V něm jsou obchodní prostory a na jeho střeše je mezi starou a novou částí sevřen vnitřní dvůr se zahradou (obr. 4b). Byty v obou částech, čtyřicet bytů ve staré a devadesát v nové, byly navrženy jen s nejnutnějším vybavením a členěním a ponechávají jejich obyvatelům velkou míru spoluúčasti na řešení výsledné dispozice. V původní části jsou rozvody vedeny centrálně uvnitř celkové dispozice, zatímco v nové části je k jejich individuálnímu vedení využita dvojitá konstrukce fasády. Dvojité stropy pak umožňují nezávislé půdorysné vedení rozvodů v jednotlivých podlažích nad sebou (obr. 4d,e). S katalogem doplňkových konstrukcí, jako jsou pevné i posuvné příčky, mají potom obyvatelé možnost přizpůsobit svůj byt zcela svým představám a potřebám.

STRUCTURES Obr. 4 Bytový komplex Australië Boston, a) pohled z ulice, b) vnitřní dvůr se zahradou, c) pohled od řeky, d, e), instalace vodorovných rozvodů ve stropní konstrukci, f) předpjatá stropní deska 7. NP, g) panoramatický pohled vykonzolované 8. NP ❚ Fig. 4 Australië Boston apartment building, a) roadside view, b) inner yard with garden, c) riverside view, d, e) hidden ducts in an aerated concrete floor, f) cantilever under construction, g) panoramatic view of the building

4f

Vzhled nové konstrukce je ovlivněn širokým použitím betonu. Betonový rastr dominuje i fasádě s velkými skleněnými plochami oken. Fasádní panely jsou z SCC betonu s povrchem upraveným jemným pískováním tak, aby se odkrylo pouze jemné kamenivo a beton získal vzhled přírodního kamene. Betonové konstrukční prvky, které nejvíce ovlivňují celkový vzhled objemové kompozice celého komplexu však zůstávají skryty pohledům. Byty v nové části s výhledem na sever nad přístavní kanál se jakoby vznášejí nad budovou skladiště (obr. 4g). Aby byly co nejméně přitěžovány staré základy a celá původní konstrukce, stojí tato část nové konstrukce na čtyřech betonových sloupech průřezu 0,75 x 1,8 m zcela nezávislých na konstrukci skladů. Předepnutá stropní deska 7. NP 0,8 m tlustá nese konstrukci čtyř vyšších podlaží (obr. 4f). Největší rozpětí vodorovné konstrukce je 17,4 m s přesahem 6,5 m v obou směrech. Pouze pro výstavbu byla dočasná podpůrná ocelová konstrukce navržena tak, aby se mohla opírat o původní nosné sloupy budovy skladů. Investor Architekt Projekt Soutěž Realizace

Ontwikkelingscombinatie Nieuw Amerika / Johan Matser Projectontwikkeling, Ymere Ontwikkeling, Het Oosten Kristal DKV architecten, Dolf Dobbelaar, Herman de Kovel a Paul de Vroom Paul de Vroom, Roel Bosch, Oliver Thill, Isaac Batenburg, Eva Huijgen, ve spolupráci s Cumae rekonstrukce ve spol. s Rappange & Partners Architecten 1998 1998 až 2006 fotografie: Luuk Kramer

1/2010

❚


9


❚

STRUCTURES

5a 5b

5c

10

Schutterstoren Bytový dům „Schutterstoren“ se měl stát výrazným orientačním bodem pro celou rekonstruovanou obytnou čtvrť Meer en Oever ležící v zahradním městě na západě Amsterodamu. Vzhledem k výškovým omezením v územním plánu, který v Amsterodamu platí, nemohl blok vyrůst nad okolní stavby. Zamýšlené role významného orientačního bodu bylo tedy dosaženo jiným způsobem – výjimečným vzhledem. Budova je navržena jako válec zvednutý 6,5 m nad zem, kde je konstrukce kolem úzkého válcového betonového jádra velkoryse vykonzolována. Vyzvednutí hmoty nad okolní terén vyvolává asociaci vodárenské věže a ve spodním průhledu zůstal zachován výhled na jezero z okolní obytné čtvrti. Výrazný vzhled objektu je ještě posílen umístěním věže na vrchol umělého zatravněného náspu, který pod sebou ukrývá zapuštěné kruhové parkoviště se stáním pro 78 aut kolem betonového jádra. S nočním spodním nasvícením stavba působí, jako by plula nad krajinou. Stavba takového typu musí být co nejlehčí, protože hlavní nosný systém tvořený ocelovými sloupy a průvlaky je vlastně navěšen na centrální betonové jádro. Monolitické jádro bylo betonováno do posuvného bednění. Na kvalitu jeho povrchu na prvních 6,5 m z pohledového betonu byl kladen velký důraz, neboť zdůrazňuje význam tohoto prvku pro koncepci celé konstrukce. Bednění bylo sestaveno z úzkých dřevěných prken s hoblovaným povrchem, která zůstala zřetelně otištěna do betonové konstrukce. Aby se dosáhlo snížení zatížení na kraji vyložení, ustupují nosné sloupy za fasádu a její členění tak může být zcela nezávislé na konstrukci. Zatížení kruhové konzoly fasádou je ve spodních dvou patrech přenášeno do jádra přidanými diagonálními ztužujícími tyčemi. Patra nad nimi jsou již postavena tradičním způsobem. Stropní konstrukce tvoří ocelový vlnitý plech zalitý betonem. Nosná konstrukce umožňuje otevřít na standardním podlaží volnou a variabilní dispozici. V betonovém jádru jsou společné přístupové cesty, schodiště a výtahové šachty. Kolem jádra je kruhová chodba se vstupy do bytů. K chodbě přiléhají obslužné a servisní zóny bytů se šachtami svislých rozvodů a svodů a vlastní obytné prostory, jejichž dispozice je volná až k fasádě.


❚

1/2010

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 5d

Obr. 5 Schutterstoren, a) podvečerní pohled, b) koncept, c) noční pohled na betonový dřík se vstupem a garáže, d) betonové jádro a ocelová konstrukce prvních podlaží během stavby, e) řez budovou, f) vstupní hala s výtahy, g) půdorys 8. NP se šesti byty, h) půdorys 11. NP se dvěma byty, i) interiér bytu v 11. NP s otevřenou terasou ❚ Fig. 5 Schutterstoren, a) building by dusk, b) concept, c) entrance and parking garage by night, d) concrete core with steel frame under construction, e) section, f) entrance hall with elevators, g) floorplan with six appartements, h) floorplan with two appartments, i) interior of an appartment

❚

STRUCTURES

5f

5e

2 apartments per floor

6 apartments per floor

2

10

20 m

5g

V této části nejsou žádné nosné stěny, což umožňuje skutečně libovolnou dispozici bytů a dokonce i jejich flexibilní velikost. Pouze tři podlaží se od tohoto způsobu řešení liší. Ve spodních dvou patrech je volné rozvržení do jisté míry omezeno taženými diagonálami a v nejvyšším patře jsou do dispozice vloženy otevřené terasy a lodžie. K rozdělení volných podlaží jsou použity dělící stěny s kovovými sloupky, které jsou snadno nainstalované i v kruhové dispozici a stejně snadno je lze později zase odstranit. Sádrokartonové podhledy zakrývají ocelobetonové střažené stropy a rozvody potrubí. Použitý způsob řešení půdorysu nabízí volnost při realizaci libovolné dispozice bytu i možnost vytváření různě velikých bytů, od 90 až po 275 m² s variantami dispozičního řešení. Pro každý typ vznikla také otevřená loftová varianta. Návrh fasády vychází opět z požadavku na minimální celkovou hmotnost stavby. Celá fasáda je zhotovena z co nejlehčích materiálů. K posílení nepřetržitého kruhového tvaru byly v detailech přidány svislé prvky – hliníkové profily, které jsou komponovány v poměru k fasádě a vizuálně protahu1/2010

❚

1

5

10 m

jí celou stavbu do výšky. Fasádu tvoří zavěšená stěna složená z hliníkových panelů a skleněných tabulí. Je dělena v opakujícím se rytmu průhledných a pevných povrchů, který žádným způsobem neomezuje rozdílné uspořádání bytů uvnitř domu. fotografie: 5a, c, i – Jeroen Musch, Amsterdam, ostatní – Teo Krijgsman, Amsterdam a DKV architecten

1

5h

5

10 m

Investor

Proper Stok Woningen/PMV/ Delta Forte

Architekt

DKV architecten, Roel Bosch, Herman de Kovel, Wico Valk, Paul de Vroom

Projekt

Paul de Vroom, Jörn Schieman, Otto Weyers, Gideon Maasland

Engineering Ingenieursbureau Zonneveld Smlouva

2001

Výstavba

2005 až 2007

Počet bytů

43 až 53

5i


11

6a

6b

6b

6c

Bytový dům ve Velserbroeku Bytový dům byl oceněn, protože jeho architektonický návrh vychází z použití monolitického železobetonu. Zpracování detailů stejně jako výsledný dojem počítá s ponecháním nosných betonových stěn v jejich přirozeném vzhledu. Na břehu vodního kanálu na okraji města Velserbroek (severozápadně od Amsterodamu) vyrůstá dvanáct menších bytových domů, které by měly citlivě navázat na okolní nízkou předměstskou zástavbu. Návrhy jednotlivých domů byly zadány různým architektonickým ateliérům, aby se dosáhlo pestrosti v jejich vzhledu a výrazu. Oceněný dům má čtyři podlaží a v každém z nich po dvou bytech (obr. 6a,b). Hmota objektu je zářezem na obou podélných fasádách rozdělena na dva menší bloky spojené proskleným krčkem s vnitřním schodištěm. Protože byla požadována co největší variabilita dispozičního uspořádání bytů, bylo jejich technické zázemí závislé na rozvodech vody, kanalizace a klimatizaci, jako kuchyně, koupelny atd., soustředěno kolem dvou vnitřních jader, což ponechalo volný vnitřní prostor podél severní i jižní fasády k individuálnímu řešení. Směrem k jihu se byty otvírají nad kanál dlouhými balkóny (obr. 6c). Vzhled domu byl dále propracováván tak, aby co nejvíce vyhověl zadání a současně naplno využil estetické možnosti použitých materiálů, jejichž počet byl záměrně ome12

zen, např. na severní fasádě je dvakrát více úzkých pásových oken, než kolik je v domě podlaží. Dává to domu lehkost i jistou neurčitost, nepochopitelnost. Výrazným charakteristickým rysem domu je použití monolitického betonu v neobvykle širokém rozsahu, který všude zůstal plně viditelný. To kladlo vysoké nároky na promyšlení a samozřejmě precizní provedení všech detailů konstrukčního charakteru i vzhledových, všech prostupů a otvorů v konstrukci, spojů jednotlivých částí a prvků, napojení různých materiálů, tras různých rozvodů a jejich vyústění na povrch atd. Aby se zabránilo vzniku tepelných mostů, jsou čela stropních desek uložena v nosných stěnách v průběžné štěrbině vyplněné tepelnou izolací. Bylo to první použití tohoto systému v sériové bytové výstavbě (2003). Volba betonu jako přiznaného konstrukčního materiálu přinesla i přísné požadavky na dodržování technologické kázně při realizaci objektu, např. při sestavování bednění, betonáži, ošetřování uloženého betonu, odbedňování; vše vyžadovalo maximální nasazení a pozornost. Zvláště důležité to bylo při betonování úzkých a dlouhých meziokenních pásů na severní fasádě. Vše ještě komplikovaly technologické termíny. Aby bylo zajištěno dosažení stejné barvy betonu obou průběžných meziokenních nosníků s přilehlými stěnami alespoň na výšku jednoho podlaží (obr. 6d), byly nosníky betonovány do bednění připraveného mimo stěnu na zemi


❚

1/2010


❚

STRUCTURES 6d

síla zkušenosti 6e 1. pracovní spára přiznaná na fasádě jako drážka, 2. bezpečnostní utěsnění infiltrace, 3. anhydritová stěrka 50 mm,

Mott MacDonald Ltd. je jedna z nejvĚtších svĚtových multi-disciplinárních projektovĚ inženýrských konzultaþních spoleþností

1 2

4. velmi hustá minerální vlna, 5. železobetonová prefabrikovaná stropní deska, 6. pohledový monolitický beton stěny, 7. tepelná izolace 90 mm, 8. parotěsná zábrana,

3 4 5 6 9

7

10

8

9. výplňový pásek, 10. plstěná stlačitelná podložka 5 mm

vedle stavby. Tak bylo zajištěno, že do nich byl ve stejný den uložen stejný čerstvý beton a ten tuhnul a tvrdnul za stejných klimatických podmínek. Po odbednění byly nosníky zvednuty a zasazeny do konstrukce. Výsledkem je homogenní bytový dům vyváženého a přehledného vzhledu, krásný svou tvarovou i materiálovou jednoduchostí. Investor Architekt Projekt Soutěž Realizace

Johan Matser Projectontwikkeling DKV architecten Dolf Dobbelaar, Herman de Kovel, Paul de Vroom 1998 1998 až 2001

Mott MacDonald Praha, s.r.o. je þeská poboþka mezinárodní spoleþnosti 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 stupŁŢ projektové dokumentace, Őízení a supervize projektŢ. Tyto þinnosti zajišŘujeme v tĚchto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodáŐství Životní prostŐedí Geodetické práce GraӾcké aplikace Inženýring a konzultaþní þinnost Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. JiŐí Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 www.mottmac.com, e-mail: [email protected]

fotografie: archiv DKV architecten Obr. 6 Bytový dům ve Velserbroeku, a) fasáda do ulice s hlavním vchodem, b) pohled přes kanál, c) panoramatický výhled z pokoje, d) výstavba monolitické betonové konstrukce, e) detail uložení prefabrikované betonové stropní desky do kapsy v monolitické betonové stěně s přerušením tepelného mostu ❚ Fig. 6 Urban villa in Velserbroek, a) front with main entrance, b) view from the canal, c) interior with panorama, d) concretein situ during construction, e) detail of the floor suspended on the supporting wall with allowance of a continuous insulation gap to avoid thermal bridges

1/2010

❚

BETON

13


❚

STRUCTURES

1

BLOK 16 – BYTOVÝ DŮM V HOLANDSKÉM ALMERE ❚ BLOCK 16 – RESIDENTIAL BLOCK IN ALMERE, HOLLAND Článek popisuje monolitickou železobetonovou konstrukci nového bytového domu neobvyklého tvaru v holandském Almere. V projektu bylo pro výstavbu uvažováno použití tunelového bednění. ❚

The cast-in-site concrete structure of the new residential block in Dutch town Almere is described. The usage

of tunnel formwork was analyzed in the design.

Blok 16 je součástí urbanistického plánu navrženého pro nové prestižní centrum mladého holandského města Almere (vzniklo ve vysušeném poldru, pozn. red.) architektonickou kanceláří OMA. Samostatně stojící výrazný objekt má dvě tváře – reaguje na dvě rozdílné okolnosti (obr. 1 a 2): rozvlněný konec se vzdouvá k přístavu, na opačném konci je pohyb zklidněn a budova zapadá do pravoúhlého rast-

ru okolních vysokých budov se skleněnou fasádou. Monolitická betonová konstrukce stojí na rozsáhlém soklu, ve kterém jsou umístěny kapacitní garáže (návrh OMA). Pěší vstupují do budovy z terasy na střeše garáží. Zvýšené přízemí z poloviny zabírají společné vstupní prostory a sklepy. Ve zbylé části je tělocvična, ze které lze přes parkoviště projít až do samostatného pavilonu 2

fittnes klubu stojícího u kraje podstavce budovy. Nad přízemím je šest podlaží s byty. Návrh Bloku 16 byl založen na využití výhod tunelového bednění pro stavbu monolitické betonové konstrukce. Ve velkých projektech bytových domů je tento způsob výstavby finančně zajímavý. Jeho základní princip spočívá ve využití možnosti současné betonáže společných stěn a stropů. UplatněObr. 1 Celkový pohled na jižní fasádu Bloku 16 nad otevřeným soklem garáží ❚ Fig. 1 General view of the southern facade above the open basement car park in the pedestal Obr. 2 Severní fasáda s pavilonem fitness klub v popředí ❚ Fig. 2 Northern facade with the pavilion of fitness-club in front Obr. 3 Půdorysy, a) 1. poschodí, b) 2. poschodí, c) 3. poschodí ❚ Fig. 3 Layouts, a) 1st floor, b) 2nd floor, c) 3rd floor

14


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

ní této technologie je obvykle omezeno podmínkou stejného průřezu. „Tunely“ mívají i stejnou délku, což vede k pravidelné a poněkud monotónní konstrukci. V tomto případě však proměnná délka tunelů dává konstrukci vzedmutou fasádou výraznou dynamiku. Poměrně malý nárůst nákladů spojený s netradičním užitím tunelového bednění by tak dovolil postavit objekt velmi neobvyklého vzhledu. Dodavatel stavby však dal nakonec přednost technologii velkorozponových stropních desek se stěnovým systémem. Tato zásadní změna ve způsobu výstavby nosné konstrukce neměla žádný dopad na neobvyklý vzhled a charakter budovy. V Bloku 16 jsou pouze ve druhém a v šestém patře chodby v celé délce domu umožňující obyvatelům přístup do jejich bytů. Čtyřicet devět bytů, z nichž většina je mezonetových, je v domě seskládáno jako v prostorovém puzzle (obr. 3 a 4). Z chodby ve druhém patře jsou kromě bytů na tomto patře přístupné mezonetové byty s vnitřními soukromými schodišti do prvního nebo třetího patra (obr. 5), z chodby v šestém patře se obdobně vstupuje do bytů jejichž obytná část je v pátém, šestém, nebo sedmém patře. Obývací pokoje všech bytů v domě tak mohly být situovány na osluněnou jižní stranu. Hlavní společné schodiště v místě největšího vyboulení fasády z jihu a prohloubení ze severu vyplňuje úzký prostor otevřený na výšku přes všechna podlaží (obr. 6). Zvlnění fasády má své funkční opodstatnění. Prohloubení na severní straně zdůrazňuje vstup z terasy a ve vzdutí na jižní fasádě jsou před pokoje některých bytů vloženy lodžie. Tři byty v posledním podlaží v místě nejširší části domu mají vnitřní malá atria. Původně projekt počítal s dřevěným obložením fasády, to se ale během výběrového řízení na dodavatele stavby ukázalo příliš drahým. Jako vhodnější řešení byla navržena výroba a osazení fasádních panelů tak, aby jím každý tunel byl ukončen samostatně. Panely s povrchem z eloxovaného hliníku se od shora dolů a také ve vodorovném směru překrývají podobně jako rybí šupiny. Zvlněním fasády se mezi sousedními panely rozevírají štěrbiny. Ty jsou vyplněny odlišným materiálem, a budova tak má dvě tváře: při pohledu v jednom směru je hladká, měkce zvlněná, avšak při pohledu v protisměru je hrubá, dramaticky vykloněná (obr. 7). 1/2010

❚


3a

3b 3c

15


❚

STRUCTURES

Stříbrný hliníkový povrch fasády se během dne podle osvětlení mění a její zvlněné křivky evokují pohyb šupinatého zvíře. Investor Architekt

Ontwikkelingscombinatie Almere Hart c. v. René van Zuuk Björn Ophof, Marieke van den Dungen, Projekt Kersten Scheller Statika Pieters Bouwtechniek Delft b. v. Dodavatel Dura Vermeer Bouw Hengelo b. v. Užitná plocha Obestavěný prostor Projekt Realizace Náklady

4a

8 740 m2 25 602 m3 1999 až 2002 2002 až 2005 5,6 mil EUR

fotografie: 1, 2, 5, 6 a 7: Christian Richters půdorysy a řezy: René van Zuuk Architekten b. v. Připravila Jana Margoldová podle textu Maartena Willemse, redakce časopisu děkuje ateliéru René van Zuuk Architekten b. v. za laskavé poskytnutí podkladů Obr. 4 Řezy a) podélný, b) příčný ❚ Fig. 4 Sections a) longitudinal, b) cross-section Obr. 5 Chodba se vstupními dveřmi do bytů ❚ Fig. 5 Corridor with entrance doors into flats Obr. 6 Úzká a vysoká schodišťová hala ❚ Fig. 6 Narrow and high staircase hall Obr. 7 Boční pohled „proti srsti“ na zvlněnou jižní fasádu ❚ Fig. 7 Side view „against the hair“ of the wavy southern facade

4b 5

6

Vedle projektů bytových a rodinných domů představených v tomto čísle časopisu doporučujeme vaší pozornosti i několik dalších zajímavých realizací, např. dům nad švýcarským městečkem Vals zcela zapuštěný do horské stráně od architektonického atelieru Christiana Müllera, betonové domy v centru švýcarského Haldensteinu navržené architektem Miroslavem Šikem, zajímavé

16

7

rodinné domy a horské chaty s užitím monolitického betonu v interiérech (krby, kuchyně atd.) navrhuje architektonický atelier afgh (Andrea Fuhrimann, Gabrielle Hächler architekts), velmi neobvyklá je skupina rodinných domů Giardin z různobarevného dusaného betonu na svahu ve švýcarském městečku Samedan od Lazzarini Architekten. Z velkých bytových komplexů stojí jistě

za pozornost bytový dům ve Villaverde z barevného betonu od atelieru Davida Chipperfielda nebo tvarově zajímavé domy z ateliérů OMA a MVRDV. S pomocí různých internetových vyhledávačů si snadno najdete odkazy na webové stránky jednotlivých ateliérů s obrázky a textem o uvedených stavbách.


redakce

❚

1/2010


❚

STRUCTURES

SOCIÁLNÍ BYTY V MADRIDSKÉ ČTVRTI CARABANCHEL ❚ LOW COST DWELLINGS IN CARABANCHEL IN MADRID Článek popisuje projekt sociálního bydlení na okraji španělského Madridu. Monolitická betonová konstrukce bytového domu je co nejvíce zjednodušena tak, aby pro její výstavbu mohl být použit postup obvyklý v průmyslové výrobě. Požadovaná dispoziční variabilita je dosažena pomocí lehkých „přístavků“ zavěšených na fasádě. ❚

Low cost dwelings in

Carabanchel in Madrid, Spain, is described in the article. A simple cast-in-situ concrete core of the structure was built by an industry technique. The light steel structure modules that constitute the additional elements enable volumetric variations due to complete the program requirement

Obr. 1 Dvorní fasády s konzolami „přídavných“ pokojů ❚ Fig. 1 Modules of extra-bedrooms attached to the inner facade

Přes všechna omezení, která si vynucuje zpracování každého projektu ze strany norem, předpisů a různých požadavků a která se pak projevují v jeho výkresové dokumentaci, by měla být uchovávána jedinečnost každého místa, jeho osobitost spojená třeba i s vlastním přirozeným růstem. Taková situace vznikla v Madridu při projektování nové rezidenční oblasti v blízkosti původní čtvrti Carabanchel s jejími vzájemně propojenými náměstími a ostatními veřejnými prostorami. Stejně tak si nová výstavba musela najít svůj vztah k okolním lesům. V reakci na dané podmínky jsou všechny byty srovnány do jednoduchých lineárních jednotek, které hle1/2010

❚

1

dají genius loci, výhledy, při východozápadní orientaci možnost sdílet jih, chráněné prostory pro různé činnosti, příjemné, pohodlné interiéry a exteriér s výrazem. S T R AT E G I E : M I N I M Á L N Í J Á D R O + P Ř Í S TAV K Y

Byty vychází z neměnného jádra a jejich dispozice se mění „přístavky“, které naplňují požadavky programu. Pevné jádro je navrženo s ohledem na výhled do okolí a přiměřené oslunění. Hlavní část bytu zahrnuje obytný prostor a ložnici obrácené k jihu a před přemírou slunce chráněné posuvnou žaluzií. Pás servisních místností je odsunut do zadní části domu. Za tímto pásem se jako obláčky v pro-


storu vznášejí boxy přístaveb tří a čtyřpokojových bytů. Přísné lineární řazení jádra je náhodně rozházenými objemy přístaveb zcela rozmazáno. Byty jsou vlastně „stroje na bydlení“ a jako takové byly navrhovány. Pro omezení komunikačních prostorů v nich a s tím souvisejícím zjednodušením provozu jsou jednotlivé místnosti navrženy tak, aby do sebe vzájemně zapadaly. Projekt sto dvou sociálních bytových jednotek zahrnuje padesát dva bytů s jednou ložnicí, třicet pět se dvěma a patnáct se třemi ložnicemi. Základní bytová jednotka má jednu ložnici a z ní vznikají připojováním vykonzolovaných „přístaveb“ byty se dvěma a třemi ložnicemi. 17


❚

STRUCTURES 2

3 4

Obr. 2 Dvůr se suterénem s ozeleněnou střechou ❚ Fig. 2 Yard with basement under the greenroof Obr. 3 Pavlač mezi zavěšenými rozšiřujícími „přístavky“ ❚ Fig. 3 Courtyard gallery between attached extra-bedroom Obr. 4 Jihovýchodní fasáda bytového domu ❚ Fig. 4 SE facade of the block of flats

V Ý S TAV B A – B E T O N O V Ý MONOLIT

Výstavba objektu odrážela požadavek průmyslové optimalizace. Proto byla hlavní část stavěna z monolitického betonu ukládaného do velmi přesného hliníkového bednění. Přídavné moduly mají lehkou ocelovou konstrukci a umožňují zvýšit objemovou variabilitu bytů. Zprůmyslnění procesu usnadnilo a zkrátilo výstavbu a omezilo produkci nevyhovujících prvků a detailů. Použití lehkého hliníkového bednění výrazně zjednodušilo práci při jeho sestavování a rozebírání, a protože jednotlivé díly byly opravdu lehké, dělníci zvládali manipulaci s nimi bezpečně i bez nasazení drahých jeřábů. Postavení základních sto dvou bytových jednotek tak skutečně odpovídalo realizaci 18

průmyslového systému – hliníkové bednění definovalo základní bytovou jednotku včetně fasády, vnitřních stěn a příček, případně skříní. Stěny měly uvnitř zabudovány všechny rozvody a do vnějších stěn byla vložena izolační mezivrstva. Přídavné ložnice byly osazeny na betonovou fasádu na ukotvené závěsy. Celý proces výstavby byl podobný těm, které jsou používány při výrobě automobilů, kdy každý dělník opakuje jednu jednoduchou činnost, což zvyšuje produktivitu celého řetězce činností. Vše začalo vyznačením rozměrů nosných stěn na horní plochu podlahové desky v přízemí, pokračovalo sestavením svislé výztuže stěn, která byla z velké časti samonosná, pouze distanční podložky ji udržovaly v pře-

depsané vzdálenosti od vnějších povrchů stěn, příp. od izolační mezivrstvy. Stěny byly zjednodušeny a rozděleny pouze do dvou skupin: fasádní stěny silné 240 mm (100 mm betonové vrstvy + 40 mm tepelné izolace + 100 mm betonu; a dělící stěny tloušťky 100 mm. Všechny stěny měly nosnou funkci. Po osazení výztuže a izolačních panelů byly do stěn rozmístěny všechny rozvody s výjimkou vytápění, které je rozvedeno ve stropních panelech. V dalším kroku bylo sestaveno hliníkové bednění, které bylo předtím použito na sousedním úseku, a byl do něj uložen beton. Po odbednění byla osazena okna, vymalovány stěny, položeny plovoucí podlahy a nalepeny obklady v koupelnách a kuchyních. Pracovní postup byl připraven tak,


❚

1/2010


aby během jednoho dne bylo postaveno bednění jedné bytové jednotky a uložen do ní beton a v jednotce s betonem, který již měl předepsanou pevnost, bylo bednění současně rozebíráno a připravováno k sestavení následujícího dne pro další byt. Pokud se nevyskytly nějaké komplikace, byl tedy každý den postaven jeden byt. Výhody průmyslového přístupu představované zrychlením postupu, a tím zkrácením celkové doby výstavby, byly však kompenzovány vyššími materiálovými náklady, protože použití monolitické betonové technologie bylo dražší než konvenční materiály. Systém má i určité nevýhody pro uživatele z hlediska možné budoucí rekonstrukce bytů, protože všechny stěny jsou počítány jako nosné. Možnosti přestavby stejně nejsou nijak velké, protože byty jsou celkem malé, 2 mezi 42 až 66 m , a hlavně jsou pouze pronajímány a nájemní smlouvy jakékoliv stavební úpravy přímo zakazují. Vnější povrchové úpravy bytového domu odpovídají orientaci fasád na různé světové strany tak, aby bylo dosaženo odpovídajícího vnitřního prostředí. Hlavní místnosti (obytný pokoj a hlavní ložnice) každého

bytu mají jihovýchodní nebo jihozápadní orientaci, zatímco kuchyně, koupelny a další ložnice mají severovýchodní nebo severozápadní orientaci. Izolační vrstva je umístěna na osu fasádní stěny, což přispívá k vyšší tepelné setrvačnosti vnitřního prostředí a snižuje jeho citlivost na vnější teplotní výkyvy. V zimě chrání budovu před rychlou ztrátou tepla, zatímco v létě brání vstupu tepla z vnějšího prostředí. Jako doplněk hlavního izolačního systému byly před jižní fasády instalovány posuvné bílé galvanizované zástěny tvořící jakousi druhou ventilační „kůži“ domu. Na jihovýchodní fasádě jsou panely zástěn posuvné vodorovně a na jihozápadní straně svisle, což dovoluje nízkému zimnímu slunci proniknout do místností a naopak brání jejich přehřívání od letních slunečních paprsků dopadajících dovnitř téměř svisle. Severní fasády jsou natřeny bíle a vykonzolované ložnice jsou pokryty bílými galvanizovanými kovovými plechy s mikroperforací, které opět fungují jako odvětrávaná fasáda a chrání vnitřní vrstvy stříkané izolační polyuretanové pěny. Rozvody jsou centrálně ovládané a energie jsou do jednotlivých bytů do-

❚

STRUCTURES

dávány přes systém „terasových“ rozvaděčů, aby při případných opravách nemu-sela být narušena betonová konstrukce. Na střeše je instalován centrální solární systém a do každé bytové jednotky jsou připraveny, z vnějšku skryté, rozvody klimatizace. Centrální řídící jednotky rozvodů jsou umístěny v suterénním podlaží mimo půdorys domu. Ve střeše suterénu jsou velké otvory, kterými vzhůru prorůstají stromy a kolem nich parkují auta obyvatelů domu. Developer Architekt Dodavatel Statický projekt Realizace Zastavěná plocha

EMVS, Empresa Minicipal de la Vivienda y Suelo de Madrid dosmasuno arquitectos (Ignacio Borrego, Nestor Montenegro a Lina Toro), www.dosmasunoarquitectos.com Begar GRUPO JG 2008 4 446 m2

fotografie: 1 až 3 Miguel de Guzmán, 4 Alberto Nevado Redakce časopisu děkuje atelieru dosmasuno arquitectos za laskavé poskytnutí podkladů k přípravě článku. připravila Jana Margoldová

Vaše spojení s vývojem nových technologií TECHNOLOGIE • manipulace s těžkými břemeny • výsuv mostních konstrukcí • letmá betonáž • mostní segmenty • bezesparé předpínané podlahy • šplhavé a posuvné bednění DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ • konstrukcí budov • mostních konstrukcí • sil, nádrží, zásobníků • mostní závěsy GEOTECHNIKA • opěrné stěny • trvalé zemní kotvy • mikropiloty a zemní hřebíky PRODUKTY • závitové tyčové systémy • mostní ložiska

1/2010

❚


VSL SYSTÉMY (CZ), s.r.o. V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel: +420 251 091 680 fax: +420 251 091 699 e-mail: [email protected], http://www.vsl.cz

19


❚

STRUCTURES

LIAPORBETONOVÉ DOMY – BRNO ❚ LIAPOR CONCRETE HOUSES IN BRNO Zdeněk Makovský, Daniel Makovský Článek popisuje dva atriové rodinné domy postavené z monolitického tepelně izolačního lehkého betonu v Žebětíně nedaleko Brna. ❚ Two family patio-houses built from cast-in situ light weight concrete with suitable thermal insulation properties in Žebětín near Brno are presented in the article.

1a

1b

1c

20


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

Architektonický koncept rodinných domů má formu výtvarného díla, které plní funkce rodinných domů. Objekty jsou na mírně svažité a úzké parcele (10,5 x 80 m) částečně zapuštěny do terénu tak, aby svou hmotou nerušily okolní zástavbu. Rytmická řada kubických hmot a prostorů je prostorově disposičním řešením, které vyplývá z technologie litého pohledového tepelně izolačního betonu. Použitý materiál a jeho vlastnosti umožnily vytvořit čistou minimalistickou formu bez opticky zatěžujících detailů. Konceptu byly podřízeny všechny funkce a technologie. Podélné objekty a atria mají dvoumetrový odstup od hranic pozemku, vnější stěny jsou bez oken. Všechny obytné prostory jsou prosluněny přes uzavřená atria. Každý z přízemních nepodsklepených domů má rozměry 6,5 x 24 x 3,15 m, vstupy byly umístěny z mezilehlých atrií na severní straně, klidová zóna s ložnicemi a koupelnou je přístupná z chodby vedoucí podél západní stěny. Obytný prostor s kuchyní uvnitř disposice je přes celoprosklenou stěnu otevřen na jih do atria.

Obr. 1 Do atria otevřená společenská část domu, a), b), c) ❚ Fig. 1 Living room open to the patio, a), b), c) Obr. 2 Chodba podél západní stěny domu the western wall of the house

❚

Fig. 2

Hallway along

Obr. 3 Úzké podélné atrium na východní straně domu pouští denní světlo do ložnic a koupelny ❚ Fig. 3 Narrow atrium along the eastern wall of the building allowing the sun light comes into the bedrooms and the bathroom Obr. 4 Betonový nábytek – jídelní stůl a kuchyňská linka ❚ Fig. 4 Concrete furniture – the dining table and the kitchen unit

3

1/2010

2

4

❚


21


❚

STRUCTURES

5

KONSTRUKCE

Pro stavbu byl použit litý tepelně izolační pohledový beton. Stěny a strop z tohoto materiálu jsou jednovrstvé o tloušťce 450 a 650 mm. Vnitřní stěny, stěny atrií a carport jsou z klasického pohledového železobetonu. Materiálovou celistvost doplňují betonové podlahy a betonové prvky v interiéru i exteriéru jako jsou stoly, kuchyňská linka a vana (tab. 1). Beton je v celém objektu ponechán jako finální pohledová úprava. T E C H N O L O G I E S TAV B Y

Tepelně izolační pohledový beton byl zpracován podle

receptury, která byla vyvinuta a poprvé použita na domě dipl. ing. Patricka Gartmanna v Churu. Složení betonu bylo v Brně přizpůsobeno zdejším vstupním surovinám pro výrobu betonu, podmínkám provádění a konkrétním požadavkům na jednotlivé konstrukce (vlastnosti tepelně izolační, statické, pohledové). Čerstvý beton byl dopravován na stavbu v autodomíchávačích, podle technologického předpisu byl do dvou hodin uložen pomocí badie do velkoplošného bednění DOKA a následně zhutněn ponorným vibrátorem. Odbednění bylo provedeno po třech dnech a povrch betonové konstrukce byl následně ošetřen hydrofobizačním nátěrem. 6

22


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

V L A S T N O S T I P O U Ž I T É H O M AT E R I Á L U

Tepelně izolační vlastnosti materiálu by měly zajistit nízké energetické ztráty – u jednoho domu jsou cca 15 kW. Při tloušťce zdí 450 mm a použití dřevěných oken se zasklením u = 1,1 se jejich energetická bilance pohybuje okolo 28 MWh/rok. Domy jsou vytápěny plynovým kotlem, reálné tepelné ztráty budou prokázány až po první zimě. Investor Autor návrhu Spolupráce Projekt Statika Receptura betonu Podpora receptury betonu Generální dodavatel Zastavěná plocha Obestavěný prostor Datum dokončení

Daniel Makovský a Tereza Makovská Richard Štefl a Štěpánka Vaňáčová Ing. arch. Zdeněk Makovský, Ing. arch. Daniel Makovský, Ateliér Makovský & partneři, s. r.o ., Brno Ing. arch. Adam Sirotek Makovský & partneři, s. r. o., Brno Hladík a Chalivopulos, s. r. o., Brno Dipl.- ing. Patrick Gartmann, Chur Liapor – Lias Vintířov, Ing. Michala Hubertová TBG Betonmix, a.s., Ing. Oldřich Žalud Makovský & partneři, s. r. o., Brno 2 x 156 m2 2 x 490 m3 2008 Ing. arch. Zdeněk Makovský Ing. arch. Daniel Makovský oba: Makovský & partneři, s. r. o. Tomešova 1a, 602 00 Brno tel./fax: 543 211 489, mob.: 608 367 002 e-mail: [email protected] www.makovsky.eu

7

fotografie Manfred Seidl

Tab . 1 Použití betonu na rodinném domě in family house

Konstrukce

Druh betonu

obvodové stěny vnitřní stěny betonový nábytek střecha stěny atrií carport 8

1/2010

❚

Tab. 1 Usage of concrete

Tloušťka konstrukce [mm]

tepelně izolační / liaporbeton pohledový pohledový tepelně izolační / liaporbeton pohledový pohledový

450 200 60, 100 650 200 450

Obr. 5 Pohled z ptačí perspektivy na atriové domy na úzkém pozemku ❚ Fig. 5 Bird´s eye view of the patio-houses on the narrow plot Obr. 6 Západní pohled, podélný řez a půdorys domů ❚ Fig. 6 Wester elevation, longitudinal section and layout of the houses Obr. 7 Koupelna s betonovým nábytkem the concrete furniture

❚

Fig. 7

Bathroom with

Obr. 8 Vnější přístupový chodník podél východní stěny domů ❚ Fig. 8 Outdoor access path along the eastern wall of the houses Obr. 9

Pohled z ulice

❚

Fig. 9

View from the street

9

❚


23


❚

STRUCTURES

1

VILA HEMEROSCOPIUM

❚

HEMEROSCOPIUM HOUSE

Článek popisuje neobvyklou konstrukci vily postavené na úpatí kopců nedaleko Madridu. Nosná konstrukce připomíná hravé stavby ze sirek nebo karet, založené na postupném přesouvání těžiště složené konstrukce s přidáváním dalších a dalších prvků. ❚

Extraordinary structure of the

villa built at the foot of the hills close Madrid is described in the article. Its structure reminds of playful one built of matches or cards deliberately.

Pro Řeky znamenalo označení Hemeroscopium místo, kam zapadá slunce. Narážka na místo, které existuje jen v naší mysli, našich tušeních, které je nestálé, proměnné, ale přes-

to reálné. Západ slunce je dán horizontem, fyzickou vzdáleností, změnou světla a určitým časem. Dům Hemeroscopium spojuje prostor domova se vzdáleným horizontem. Při pohledu z větší vzdálenosti vypadá jako hra s dřívky, které architekt sestavil do zdánlivě nestabilní konstrukce jen na základě vzájemné vyváženosti jednotlivých prvků a částí; uzavírá obytný prostor, pohledy však nechává proklouznout do dálky (obr. 1 až 3). Těžké betonové a ocelové konstrukční prvky používané k velkým akcím svým umístěním v prostoru provokují graObr. 1 Pohled na dokončenou vilu od severozápadu ❚ Fig. 1 NW view of a completed villa

2

Obr. 2 Výhled z ložnice ve 2. NP ❚ Fig. 2 View from a bedroom Obr. 3 Obývací pokoj v 1. NP, stěnu tvoří I nosník ❚ Fig. 3 Living room on the ground floor with a giant I beam as the wall Obr. 4 Středová podpěra ve tvaru otočeného A s nejhmotnějšími betonovými nosníky, pohled z 1. NP ❚ Fig. 4 A central support in the shape of turned A and huge beams Obr. 5 Střední nosník tvaru U, pohled z 2. NP ❚ Fig. 5 A central beam of the U shape

24


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

3

vitaci. Jsou na sebe navršeny ve šroubovici, od nejhmotnějšího dole se postupně s přibývající výškou konstrukce pomalu zmenšují, až nahoře celý systém kulminuje v hrubém kamenném kvádru, který vyvažuje rovnováhu celé stavby (obr. 4 až 6). Celkem je použito sedm základních prvků, pět betonových nosníků (tři nosníky průřezu I, výšky 2,65 m, délky více než 21 m a váhy mezi 53 až 59 t, dva průřezu U, výšky 1,1 m, délky 21 m a váhy 38 až 40 t) a dva ocelové (Vierendelův a Warrenův nosník). Návrh jejich spojů odpovídá jejich konstrukční povaze, vnitřním silám, a jejich napjatost vyjadřuje konstrukční podmínky, ve kterých působí. Hmotné, rozměrné prvky kontrastují se zcela průhlednými příčkami a přísnou jednoduchostí dispozice a způsob, jak je konstrukce z mohutných prvků poskládána, dává domu

4

1/2010

❚

vzdušnost, lehkost, transparentnost a jeho vnitřní prostor nechává plynout životem. Zdánlivá jednoduchost styků konstrukčních prvků ve skutečnosti vyžadovala velmi komplexní analýzu pro návrh měkké výztuže nosníků, jejich předpětí i ocelových předpinacích tyčí pro dodatečné předpětí styčníků (obr. 4 až 6). Projekt konstrukce trval celý rok, zatímco k jejímu postavení bylo potřeba jen sedm dnů. Sestavení však předcházela výroba všech betonových a ocelových prefabrikátů a detailní příprava technologických postupů montáže. Všechno úsilí bylo směřováno na vývoj technik, které by umožnily vytvořit tento jedinečný prostor (postup montáže viz video na www.ensamble.info). Výsledkem tohoto „fantasmagorického“ projektu je nový

5


25


❚

STRUCTURES 6

překvapující jazyk architektury, který spojuje protiklady, kde forma mizí a zůstává jen „nahý“ prostor. Betonový U nosník naplněný vodou odráží světlo jako dlouhý vykonzolovaný bazén, který zdůrazňuje skutečný plavecký bazén o úroveň níže (obr. 2). Je to vše rafinovaná hra, ve které je nosník bazénem, příčkou a stěnou (obr. 3). Dvacetitunový neopracovaný žulový balvan vyvažující celou konstrukci je autorským studiem ironicky nazýván „bod G“, jako výraz síly gravitace a fyzické protiváhy celé konstrukce. Literatura: [1] Anton Garcia-Abril: Hemeroscopium House – Madrid, Spain, The Plan, Architecture & Technogies in detail 036, str. 72–84 [2] materiály arch. studia Ensamble Studio, www.ensamble.info

… 1. Naši předkové zavedli stejně moudře jako účelně, aby výsledky duševní práce byly pomocí písemných záznamů předávány potomkům, aby nezanikly, nýbrž aby dalšími věky narůstaly a aby publikováním v dobách pozdějších dospívaly postupně k nejvyšší vědecké dokonalosti. Nejsme jim proto povinni prokazovat jen nějakou průměrnou vděčnost, nýbrž nekonečnou za to, že to v mlčenlivé ctižádosti neopomněli, ba naopak že se postarali, aby poznatky všeho druhu byly sepsány a předány budoucí paměti.

26

Obr. 6 Sestavená nosná konstrukce objektu structure

Investor Architekt Projekt a realizace Zastavěná plocha Dodavatel Betonové prefabrikáty

2. Kdyby to totiž nebyli učinili, nebyli bychom mohli vědět, jaké činy byly vykonány v Tróji, ani jaké poznatky získali o přírodě Thalés, Démokritos, Anaxagorás, Xenofanés a ostatní přírodovědci, ani jak Sókratés, Platón, Aristotelés, Zenón, Epikúros a jiní filozofové vytyčili lidem cíle pro vedení života, ani by nebylo známo, jaké činy a za jakých okolností vykonali Kroisos, Alexandr, Déreios a ostatní králové, kdyby naši předkové nebyli o tom sebrali údaje a nepředali je v písemných záznamech pro potomstvo na paměť všech.

❚

Fig. 6

A completed

soukromý Anton Garcia-Abril, Ensamble Studio (Elena Perez, Débora, Mesa, Marina Otero, Ricardo Sanz, Jorge Consuerga) prosinec 2005 až červen 2008 400 m2 Materia Inorganica Prainsa Prefabricados

připravila Jana Margoldová fotografie Roland Halbe

3. A tak jako se mají vzdávat díky jim, mají se naproti tomu hanět ti, kdo jejich knihy vykrádají a vyhlašují to za své, stejně jako je třeba i ty, kdo se neopírají o duševní výsledky vlastní spisovatelské práce, nýbrž kdo se při závistivé povaze vyžívají v hanobení cizích děl, nejenom volat k pořádku, ale i odsuzovat k trestu pro bohaprázdný život. Však se také připomínává, že předkové tyto věci velmi vážně stíhali. A není nevhodné vylíčit, jak se nám to dochovalo, jaké byly výsledky těchto soudů. … (Marcus Vitrivius Pollio: Deset knih o architektuře, Kniha sedmá, Předmluva)


❚

1/2010


VILA NAVARRA

Vila Navarra byla navržena podle přání sběratele uměleckých děl a obchodníka Enrika Navarry jako stavba určená jednak pro bydlení a jednak pro uměleckou galerii. „Záměrem bylo vytvořit vilu, která bude uměleckou galerií dostupnou po internetu“, shrnuje Rudy Ricciotti, „a nebude přístupná veřejnosti. Abstraktní místo zahalené tajemstvím.“ Vila má půdorys jednoduchého obdélníku o délce 40 a šířce 10 m, je postavena v jedné výškové úrovni a přímo navazuje na jezírko o stejných půdorysných rozměrech, které se „natahuje“ do okolní krajiny (obr. 2). Dominantním prvkem vily je střecha z ultravysokopevnostního vláknobetonu: obrovská sluneční clona rozpínající se 40 m mezi stromy. 7,8 m dlouhá konzola skrývá dům před divokou krajinou francouzského departmentu Var, pouze tenká linka průčelí prozrazuje její skromnou přítomnost. Díky výjimečné konstrukci střechy byl projekt výzvou, která vedla od původního zadání až k uměleckému dílu. Současně se projekt stal prototypem a jeho výstavba reálným studijním případem. „Pro všechny byla střecha příležitostí přemýšlet o ní jako o ohýbané konstrukci, vždyť konzola je jejím typickým příkladem. A tady ani nebylo použito předpětí, jak je to ve většině takových případů běžné, takže to bylo skutečně důkladné otestování kvality materiálu“, vysvětluje inženýr Mouloud Behloul, odborník na UHPFCs. 7,8 m dlouhá konzola dělá střechu výjimečnou a její provedení je prvním na světě.

❚

❚

STRUCTURES

VILLA NAVARRA

Ve městě Le Muy, v departmentu Var na jihu Francie, nedávno dokončil architekt Rudy Ricciotti vilu a uměleckou galerii pro sběratele a obchodníka Enrico Navarru. Vila Navarra je situována ve svažitých kopcích a minimálně zasahuje do svého okolí. Je charakteristická střechou vyrobenou z Ductalu, ultra vysokopevnostního vláknobetonu (UHPFCs) vyvinutého společností Lafarge. Střecha je jako obrovská sluneční clona, 40 m dlouhá s konzolou 7,8 m mající tloušťku v okraji 30 mm. ❚

In the town of Le Muy, located in the Var département in the south of France,

architect Rudy Ricciotti recently completed a villa and art gallery for art collector and dealer, Enrico Navarra. Nestled in the sloping hills to blend in with the surrounding Provencal landscape and reduce the building´s impact on the site, the Villa Navarra is characterized by its roof made out of Ductal, the ultra-high performance concrete developer by Lafarge. The structure is like an immense visor, 40 m long, with a 7,8 m cantilever, 30 mm thick at its tip.

N ÁV R H

Střecha Vily Navarra je složená ze sedmnácti panelů položených vedle sebe a využívá všechny kvality UHPFCs. Romain Ricciotti, stavební inženýr se specializací na matematické modelování, při návrhu tvaru a dimenzí panelů zohlednil následující faktory: problematiku transportu, váhu jednotlivých prvků, změny díky klimatickým podmínkám, odolnost proti větru a teplotní roztažnost (jedná se o region, kde je často slunečné počasí ale i větrno). Povrch střechy je ponechán holý, neizolovaný, aby se v co největší míře využil povrchový vzhled a vodovzdorné vlastnosti UHPFCs panelů. „Volba panelů z UHPFCs nebyla náhodná, a to nejen kvůli konzole. Výjimečné vlastnosti tohoto materiálu a prefabrikace vyřešily řadu architektonických a technických problémů: redukovanou tloušťku, transport a manipu1/2010

❚

1

laci, vodovzdornost, aj. Současně se podařilo stavbu začlenit do okolního dubového lesa. Toho je dosaženo jednak pomocí odrazu okolní krajiny vodní plochou jezírka a skleněnými plochami na fasádě, a jednak i omezeným vizuálním vlivem díky redukované tloušťce střechy,“ vysvětluje Romain Ricciotti. Všechny panely mají rozměry 9,25 a 2,35 m. Jsou to desky tloušťky 30 mm lemované bočními žebry, nejvyššími v místě vnitřní podpory a pozvolna se snižujícími až na tloušťku desky v obou krajích (obr. 3a, 4b). V horní rozšířené části každého žebra jsou dva ocelové pruty 2 HA 25, S500. Na konci konzoly (v délce 1,41 m) jsou důmyslně vynechá-


Obr. 1 Pohled na konzolu of the cantilever

❚

Fig. 1

View

ny otvory tak, aby byla snížena hmotnost okraje konzoly a aby co nejvíce světla dopadalo do prostoru terasy. „Výsledný návrh má optimální mechanické chování podobné chování ocelových konstrukcí", komentuje Romain Ricciotti. P R E FA B R I K A C E – U M Ě N Í BEDNĚNÍ A LITÍ

Výroba bednění a metoda lití jsou rozhodujícími faktory pro výrobu prvků s přesnými tvary. 27


❚

STRUCTURES 3a

3b

2

Mechanické vlastnosti betonu závisí na směru kovových vláken, a protože vlákna se seřadí ve směru proudění tekutiny, byla provedena podrobná studie proudění tekutin. Neobyčejně jemná struktura UHPFCs, jehož největší částice nejsou větší než 0,5 mm, umožňuje takové hydraulické chování, při kterém dojde k požadovanému nasměrování vláken. Pro výrobu panelů na Vilu Navarra byl beton do forem naléván odzadu dopředu, do profilovaných žeber na okrajích podélně a na střední desku příčně. Bednění bylo odstraněno po propařování, které se použilo pro urychlení tuhnutí a tvrdnutí betonu. Tím bylo dosaženo hladkého a lesklého povrchu, který byl následně přeleštěn. „Nejsložitější věcí bylo spojit technologii z leteckého průmyslu použitou na výrobu bednění s přesnými licími metodami k regulaci směru kovových vláken tak, aby vyhovovaly navrhované konstrukci a odvést přitom mistrovskou práci, jak po stránce řemeslné tak i umělecké,“ dodává Rudy Ricciotti. S E S TAV E N Í S T Ř E C H Y

Transport třítunových panelů nákladními automobily v svažitém terénu a jejich pokládka na místo byly výzvou pro všechny zúčastněné strany. Montáž vyžadovala vedle názorů odborní28

ků z praxe, také metodologický přístup kameníka. Panely byly postupně zdviženy pomocí jeřábu, položeny přes dva nosníky, přitlačeny bokem k předcházejícímu a definitivně uloženy. Byly spojeny na pero a drážku v rozšířené části žebra a spára mezi nimi byla zainjektována pryskyřicí. K zadnímu nosníku byl každý panel připevněn čtyřmi tyčovými kotvami M16, přišroubovanými křídlovými matkami (obr. 3b, 4a). V místě druhé podpěry byla vložena jednoduchá neoprenová podložka. VÝHODY POUŽITÉHO M AT E R I Á L U

Ultravysokopevnostní vláknobeton má pokrokové vlastnosti, které umožňují realizovat architektonické návrhy, u kterých to doposud bylo obtížné. Díky specifickému složení má výjimečnou pevnost v tlaku. Použití speciálních kovových vláken dává Ductalu houževnatost při namáhání v tahu a ohybu (ductile properties – odtud jméno): jeho pevnost v tahu za ohybu je výrazně vyšší než u běžného betonu. UHPFCs se dá snadno používat a nabízí řadu nových možností. Protože neobsahuje tradiční kamenivo a je tekutý, přizpůsobuje se sebenepatrnějším detailům bednění a může vytvořit neobyčejně jemné a tenké tvary, které nelze získat u tradiční betonové

konstrukce. Výsledný povrch kopíruje strukturu bednění s nezvyklou přesností a může tak získat celou řadu podob. UHPFCs je odolný proti korozi, obrušování, znečištění, povětrnosti a teplotním šokům a jeho životnost je delší než tradičního betonu. Ultra vysokopevnostní vláknobeton tvoří nedílnou součást přístupu udržitelného rozvoje. Jeho mechanické vlastnosti, dlouhá životnost, estetické kvality a vysoká pevnost pomáhají redukovat vliv konstrukce na životní prostředí v celém životním cyklu budovy. Pro výrobu je zapotřebí méně surovin a energie a produkce CO2 je nižší oproti výrobě tradičního betonu. Jedná se o velice kvalitní a trvanlivý stavební materiál vhodný pro realizaci těch nejodvážnějších představ architektů. Stavba Vlastník Projekt Výrobce prefabrikátů Dodavatel UHPFCs Realizace Plocha

Villa Navara, Le Muy, jižní Francie Enrico Navarra Rudy Ricciotti Architecte, Romain Ricciotti Bonna Sabla Lafarge Ciments 2007 až 2008 2 240 m

Redakce děkuje ateliéru Rudy Ricciotti architects a společnosti Lafarge za poskytnuté informace a fotografie. fotografie Philippe Ruault připravila Lucie Šimečková


❚

1/2010


❚

STRUCTURES

4a

1

4b

3

2

5

4

Legenda: 1 tyčové kotvy M16, 8x8, 4 ks v každém panelu 2 kotevní trám 3 žebro 4 neoprenová podložka 5 lamely mezi otvory v kraji konzoly Pozn.: Výkresy, které jsme dostali k dispozici, jsou z května 2006. Kóty jsou pouze informační, pro představu o tvaru a rozměrech konstrukce. Mohou se lišit od stavu skutečného provedení. Kóty jsou uvedeny v cm. Obr. 2 Stín konzoly na terase ukazuje otvory v krajích panelů pro snížení jejich hmotnosti ❚ Fig. 2 Cantilever´s shadow shows clever open design to save weight Obr. 3 Pohled na střechu, a) žebra jsou nejvyšší v místě největšího momentu nad podporou a snižují se směrem ke krajům,

1/2010

❚

4c

až na tloušťku desky v kraji konzoly, b) kotvení panelů ocelovými tyčemi (čtyři v každém panelu) ❚ Fig. 3 View of the roof, a) ribs are higher where the supports are located and gradually becoming thinner, meeting the thickness of the plate at its tip, b) anchorage of panels by rods


Obr. 4 Panel z UHPFCs, a) pohled shora, b) podélný řez, c) příčný řez nad střední podporou ❚ Fig. 4 Panel from UHPFCs, a) view of the panel from above, b) longitudinal section, c) cross section over the support

29

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

GALERIE HARFA

❚

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

HARFA GALLERY

1

Zdeněk Zeman Projekt víceúčelového obchodního centra Galerie Harfa vychází vstříc potřebám moderního nakupování. K dosažení vzdušných prostor využívá technologii dodatečného předpínání stropů tam, kde tradiční technologie narážejí na své reálné meze. ❚

Multipurpose commercial center

Harfa Gallery satisfies to the needs of modern shopping. The technology of post-tensioned floors is applied to achieve the column free space where the traditional technologies reach their reasonable limits.

Objekt Galerie Harfa se nachází v pražských Vysočanech mezi ulicemi Českomoravská a Ocelářská, tedy v lokalitě, která v posledních letech dramaticky mění svoji tvář. Tuto změnu započaly demolice bývalých výrobních hal ČKD a výstavba sportovní haly Sazka Arény (dnes O2 Aréna), se kterou je projekt Galerie Harfa v těsném sousedství a se kterou bude tvořit multifunkční komplex obchodů, kanceláří a sportovních a zábavních prostor. Strategickou polohu doplňuje i nedaleká stanice metra a výborná dostupnost ostatních prostředků hromadné dopravy. 30

Půdorysně má stavba tvar pravoúhlého trojúhelníku a zahrnuje komerční část o třech nadzemních podlažích a parkoviště o dvou podzemních podlažích. K západnímu vrcholu trojúhelníku budou přiléhat dvě křídla kancelářských budov o třinácti podlažích. Stavba je rozdělena na osm dilatačních celků. Nosnou konstrukci tvoří železobetonový monolitický skelet s částečně předepjatými průvlaky, které jsou navrženy u větších rozponů a zatížení. Pro ploché předpínané průvlaky byl aplikován čtyřlanový přepínací systém VSL SO 6-4 v plochém ocelovém či plastovém kanálku se soudržností, s aktivní a pasivní kotvou. Pro přechodové předepjaté průvlaky a v místech konstrukčních nepravidelností a značných rozponů byl navržen multilanový předpínací systém VSL Ec v kulatém ocelovém kanálku se soudržností, s aktivní a pasivní kotvou, kde se počet lan vyskytuje v modifikacích 12 a 19. Celkem se jedná o přibližně 90 t předpínací výztuže, více než 10 km kabelových kanálků a asi 800 kusů aktivních a pasivních kotev. Pro ukládku přepínací výztuže byla

zčásti využita metoda prefabrikace kabelů v místech, kde z prostorových důvodů nebylo možno prostrkání lan přímo na ploše bednění. Ukládka předpětí probíhala v součinnosti s prováděním ostatních profesí, což na stavbě takového rozsahu vyžaduje dokonalou flexibilitu a koordinaci, která zase předpokládá včasnou stavební připravenost. Činnosti deseti pracovníků, které zde dodavatel předpjetí nasadil, probíhaly nezřídka i na čtyřech stanovištích současně. Po montáži aktivních kotev do čela bednění se na připravené podpory ustavil kanálek v požadované délce kabelu. Následně byla směrem od budoucího pasivního kotvení prostrkávána lana a bylo připraveno pasivní (mrtvé) kotvení. Po osazení injektážích a odvzdušňovacích napojení ve vrcholech kabelu a v oblasti kotvení byla uložena horní měkká výztuž. Z důvodu statiky objektu probíhala napínání lan u některých kabelů, zejména u multilanového systému, v několika krocích. Protože velké síly vnášené do konstrukce vyžadují působení protiváhy, proběhlo zde postup-


❚

1/2010


2

3

4

5

Obr. 1 Pohled na rozestavěnou budovu centra, listopad 2009 ❚ Fig. 1 View of commercial centre under construction, November 2009 Obr. 2 Uložené kabely předpětí, 1. NP Fig. 2 Placed tendons, 1st floor

❚

Obr. 3 Napínání kabelů systému VSL SO 6-4 ❚ Fig. 3 VSL SO 6-4 tendon stressing Obr. 4 Stropní konstrukce s prostupem pro napínání ❚ Fig. 4 Slab with void for stressing Obr. 5 Typický detail vyvedení aktivního kotvení VSL Ec 6-12 do podhledu ❚ Fig. 5 Typical detail of stressing anchorage VSL Ec 6-12 located beneath the slab

né napínání vždy až po betonáži dalšího patra. Specifickým jevem pro předpínání v budovách je napínání lan z prostupů deskou, kdy se pro napínání vynechá nezbytně nutný otvor v desce pro přístup ke kotvení. Přerušená výztuž se po napnutí kabelu doplní a kapsa dobetonuje. Dalším specifikem je předpínání trámu z podhledu stropní desky, kdy přístup ke kotvám není možný shora 1/2010

❚


a je zde nutné řešit přístup pomocí montážní plošiny se systémem uchycení napínacího lisu během napínacích prací v minimálních prostorových podmínkách. Tímto způsobem bylo třeba napínat zejména v podzemních podlažích, v prostoru budoucích garáží. V průběhu napínání kabelů se započalo též s injektážemi, což je opět činnost závislá na konkrétních konstrukčních požadavcích v průběhu stavby, ale také na klimatických podmínkách, jelikož není možné injektovat při okolní teplotě nižší než +5 ˚C. Pomocí dodatečného předpínání je možné efektivně a flexibilně řešit konstrukční anomálie, jako jsou netypické velké rozpony polí, resp. vyložení konzol a přechodové desky a trámy. V případě projektu Galerie Harfa byly tyto vlastnosti předpjatých betonových konstrukcí maximálně využity, přičemž předpjaté prvky spolu s okolní železobetonovou konstrukcí tvoří společně harmonický celek. Předpínací práce na projektu Galerie Harfa byly započaty v červenci loňského roku. Předpínací práce probíhaly od prvního betonážního úseku


plynule v souladu s předpokládaným harmonogramem postupu prací, přičemž byly zúročeny zkušenosti dodavatelů projektu, monolitu a předpínacích prací z předcházejících významných realizací. V době přípravy článku byl již veškerý předpínací materiál uložen, byly dokončeny napínací práce do úrovně 1. NP včetně a probíhalo napínání v 2. NP. C & R Development, s. r. o., člen skupiny Lighthouse Group Generální projektant HELIKA, a. s. Projekt betonových společnost PPP, spol.s r.o. konstrukcí a založení sdružení firem Metrostav, a. s., Dodavatel a PORR (Česko), a. s. Dodavatel monolitických Metrostav, a. s., divize 6 konstrukcí Dodavatel dodatečného VSL Systémy (CZ), s. r. o. předpínání Investor

Zdeněk Zeman VSL SYSTÉMY (CZ), s. r. o. V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel.: 251 091 685, fax: 251 091 699 e-mail: [email protected], www.vsl.cz

31



BAREVNÝ, NE JEN ŠEDÝ BETON ❚ COLORED, NOT ONLY GREY CONCRETE Jana Margoldová Článek upozorňuje na možné vlivy a okolnosti, které mohou způsobit změny požadovaného odstínu betonu barveného anorganickými pigmenty na bázi oxidů železa. ❚

The article

draws attention to various possible effects and interferences that can cause differences in the demanded shades of concrete coloured by anorganic iron oxide pigments.

Praktické konstrukční a mechanické vlastnosti betonu jsou široce uznávané, avšak kvůli svému vzhledu je tento univerzální stavební materiál částí odborné i neodborné veřejnosti stále podceňovaný. V posledních letech je architekty postupně objevován potenciál barevného betonu, který poskytuje přidanou hodnotu každému, kdo s ním pracuje – dodává trvalé zlepšení estetických vlastností běžnému konstrukčnímu materiálu. Barevné betonové stavby jsou přitažlivější, zajímavější a současně se odlišují od ostatních [1, 3 a 5]. Barevný beton je v zahraničí na trhu už několik let. Jeho výroba se jen o málo liší od produkce betonu v jeho přirozené šedé barvě. Pro dosažení požadovaného kvalitního výsledku je třeba uvážit všechny okolnosti, které výsledný barevný odstín betonu mohou ovlivnit. PIGMENTY

cementové pasty, povětrnosti, slunečního světla a běžné úrovni záření dopadajícího na Zemi. Pro použití v betonu se nesmí rozpouštět ve vodě a reagovat s ní, ale naopak se musí v připravovaném čerstvém betonu během míchání jemně a stejnoměrně rozptýlit. Uvedeným požadavkům vyhovují dobře anorganické pigmenty, zejména pigmenty oxidů kovů (tab. 1). Barevné pigmenty jsou dostupné ve formě prášku a pigmentových přípravků, např. granulí, kompaktního prášku nebo suspenzí (obr. 1). Aplikace pigmentů ve formě pigmentových přípravků je výhodnější při výrobě většího množství barevných betonů z hlediska minimální změny konzistence betonu, bezprašného prostředí a snadnějšího dávkování. Barevné oxidy železa běžně používané pro barvení betonu pokrývají v různých barevných směsích většinu oblíbených barev a jejich odstínů (tab. 2, obr. 2 a 3).

1a

Pro získání odstínů bílé, zelené a modré barvy jsou používány jiné druhy pigmentů. Čisté světlé barvy, např. žlutá, dopadnou lépe, je-li pro beton použit bílý cement. A beton svítivých barev, podobných jaké se používají pro plastové výrobky, ten není jednoduché ani snadné vyrobit. Je to dáno jednak vstupními látkami a jednak charakterem povrchu (texturou) hotové betonové plochy. Barvicí síla pigmentů je důležitá kvalitativní charakteristika, která je podstatná pro určení jejich nákladové efektivnosti. Barvicí síla je definována jako schopnost pigmentu propůjčit svou barvu mediu, které má být obarveno. Obr. 4 ukazuje dva červené prášky: cihelný prach a červený oxid železa. Použijeme-li oba k obarvení laboratorních betonových vzorků, můžeme porovnat zřejmý rozdíl v jejich barvicí síle. Požadavky na zpracovatelnost pigmentů v betonárnách se během posled-

1b

1c

2

3

Při plánování barevného odstínu betonu je třeba mít přesnou představu o požadované barvě, které chceme přidáním pigmentů dosáhnout. Volba správného pigmentu je pro kvalitu výsledného produktu velmi důležitá. Roky sledování barevných betonů vystavených různým klimatickým podmínkám po celém světě ukázaly, že anorganické pigmenty mají zvláště dobré vlastnosti z hlediska dlouhodobé stálosti barevného odstínu. Pigmenty musí dlouhodobě odolávat agresivnímu působení silně alkalické Tab. 1 Nejdůležitější barevné pigmenty na bázi oxidů kovů ❚ Tab. 1 The most important iron oxide pigments

Barva bílá černá červená žlutá hnědá zelená modrá

32

Pigment oxid titaničitý černý oxid železa červený oxid železa žlutý oxid železa hnědý oxid železa zelený oxid chromu kobaltová modř

Tab. 2

Odstíny barev

❚

Tab. 2

Coloured shades

Barva

Odstíny

čevená

červenožlutý až modročervený

žlutá

zelenožlutý až červenožlutý

hnědá

světlý žlutohnědý až tmavý červenohnědýý

černá

světlešedá až antracitová


❚

1/2010

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ 4a


Obr. 1 Formy pigmentu, a) prášek, b) granule, c) suspenze ❚ Fig. 1 pigments, a) powder, b) granulates, compacted pigments, c) slurry Obr. 2 Barevné odstíny betonů vzniklé mícháním pigmentů space achievable in concrete by mixing oxidic pigments Obr. 3

Široká barevná škála betonů

❚

Fig. 3

❚

Fig. 2

Forms for Total colour

Wide colour range of concrete

Obr. 4 Srovnání barvicí síly, a) cihelného prachu a čeveného pigmentu z oxidu železa, b) dva pigmenty různé barvicí síly ❚ Fig. 4 Comparison of tinting strength, a) brick powder and red oxide pigment, b) two pigments with different tinting strength Obr. 5 Vliv barvy cementu (bílý a šedý) na výsledný odstín barvy betonu ❚ Fig. 5 Influence of the cement colour (white and gray) on the final shade of concrete Obr. 6 Vliv barvy kameniva na výsledný odstín barvy betonu of the aggregate colour on the final shade

❚

Fig. 6

Influence

4b

ních let změnily. Léta se k barvení betonu používala prášková forma pigmentů. Své místo na trhu si už našly i pigmentové suspenze vysokých koncentrací. Při jejich použití se nezvyšuje prašnost prostředí, dá se s nimi jednoduše zacházet a byla vypracována metodika jejich dávkování pomocí odměrných válců a hydrometrů. Při použití vhodných pump mohou být suspenze do směsi přidávány i z větší vzdálenosti. Suspenzi lze připravit ze suchých pigmentů v betonárně, nebo ji koupit jako polotovar od dodavatele. Tyto barevné kaly obsahují relativně velké množství vody, která zvyšuje jejich přepravní cenu oproti lehčím práškovým pigmentům. Je třeba počítat i s tím, že zrnka pigmentu se v suspenzi, pokud není pravidelně promíchávána, usazují na dně a dochází k nestejnoměrné koncentraci v rámci daného objemu. Barevný kal může při nechráněném převozu či skladování také zmrznout. Uvedené nevýhody tekuté formy pigmentů vedly k dalšímu vývoji suchých forem pigmentů. V poslední době jsou užívány zejména tzv. pigmentové granule. Byly vyvinuty speciálně pro průmyslové použití pigmentů na stavbách. Potlačují nevýhody předchozích forem a umožňují jednoduchou manipulaci, přepravu a skladování, nezatěžují okolní prostředí prachem a lze je snadno přesně dávkovat. Pro individuální výrobu barevného betonu v malém množství je možno použít pigmenty dávkované v sáčcích z vodorozpustného materiálu. Výhodou tohoto procesu je úplné využití pigmentu obsaženého v sáčku. 1/2010

❚

světlé kamenivo

světlé kamenivo

světlé kamenivo

tmavé kamenivo

tmavé kamenivo

tmavé kamenivo

Neexistuje všeobecně platný návod na to, která kombinace dodání pigmentu a dávkovacího systému je nejlepší alternativou pro konkrétní případ. Pro optimální vyhodnocení procesu je nutné zvážit místní specifika a různé ekonomické zájmy. Pouze důsledné posouzení individuálních podmínek může zaručit, že starostlivá příprava se odrazí v dobré kvalitě výsledného díla. Vliv barvy cementu na barvu betonu Šedá dokáže ztlumit jas kterékoliv výrazné zářivé barvy. Proto barevné betony a betonové prvky vyráběné z běžného Portlandského cementu nikdy nebudou mít tak jasné barvy, jako betony vyrobené s použitím bílého cementu (obr. 5). Zvýšení čistoty barvy získané použitím bílého cementu závisí na barvě použitého pigmentu. Jdeli o černý pigment, potom nebude rozdíl v tom, zda byl použit šedý nebo bílý cement. U tmavohnědých a červených pigmentů už se rozdíl projevuje a u žlutých a zelených pigmentů je výrazný. Pro získání čistšího a jasnějšího barevného odstínu je třeba přidat více bílého cementu. Zrnka bílého cementu nepohlcují světlo, jako šedá. Naopak světlo se od nich odráží a dopadá na zrnka pigmentu nebo kameniva, a tím se barva stává jasnější. Odraz barvy z pigmentových zrn dopadá na bílý povrch cementových zrn a odráží se na nich a synergicky se tak zesiluje barevný vjem. Je důležité si uvědomit, že šedá barva cementu se také může měnit od světlé až po tmavě šedou v závis-


šedý cement 4% pigmentu

bílý cement 4% pigmentu





6

5

losti na vstupních surovinách. Když se u dodavatele změní šarže cementu nebo se změní dodavatel, vždy je třeba počítat s možnou změnou barvy cementu, což významně ovlivní konečnou barvu betonových prvků. Vliv barvy kameniva na barvu betonu Při výrobě barevného betonu a/nebo betonových prvků jsou zrna kameniva pokryta cementovou pastou. Může se stát, že zrna výrazně zbarveného kameniva u povrchu prvku nebudou zcela zakryta a výsledný barevný povrch betonu bude narušen přirozenou barvou kameniva. I když u nových konstrukcí se to nemusí zdát tak významné, jejich postupným stárnutím může docházet k setření nebo odloupnutí povrchové vrstvičky cementové pasty a vystoupení více zrn na povrch, a tím ke změně barevného odstínu příp. ztrátě jeho jasu. Vidíme potom směsný odstín, který vznikl promícháním barvy cementové pasty a barvy odhaleného kameniva. Stejně jako cement má přirozená barva písku větší vliv na výsledné barvy světlých betonů než tmavých (obr. 6). 33



2% pigmentu

2% pigmentu

2% pigmentu

4% pigmentu

4% pigmentu

4% pigmentu

6% pigmentu

6% pigmentu

6% pigmentu

8% pigmentu

8% pigmentu

8% pigmentu

7a

7b

Obr. 7 Vliv množství použitého pigmentu na sytost odstínu výsledného betonu, a) porovnání vzorků, b) křivky intenzity barevného odstínu v závislosti na % obsaženého pigmentu ❚ Fig. 7 Influence of the pigmentational level on the final shade, a) comparison of specimens, b) color intesity curves vs. pigment concentration Obr. 8 Vliv hodnoty vodního součinitele na výslednou barvu betonu ❚ Fig. 8 Influence of the water-cement ratio on the colour of the concrete Obr. 9 Vliv barvy použitého pigmentu na zpracovatelnost betonu (slump test), stejný vodní součinitel 0,56 ❚ Fig. 9 Influence of the colour of pigment on Slump test results, water/cement ratio value 0,56 Obr. 10 Vliv množství použitého cementu na barvu betonu ❚ Fig. 10 Influence of the cement content on the colour of the concrete Obr. 11 Vliv podmínek tvrdnutí betonu na jeho výslednou barvu ❚ Fig. 11 Influence of the hardening conditions on the shade of concrete Obr. 12 Výkvěty po nějaké době zmizí samy ❚ Fig. 12 Efflorescence disappears after a certain time by itself

bez pigmentu

w/c = 0,3

w/c = 0,3

4% pigmentu

bez pigmentu

w/c = 0,35

w/c = 0,35

4% pigmentu

bez pigmentu

w/c = 0,4

w/c = 0,4

8

Vliv formulace požadavku na barvu betonu Znalost optimální koncentrace pigmentu umožňuje snížit náklady, protože se nepoužívá více pigmentu, než je skutečně potřeba k dosažení požadovaného konečného odstínu barvy. Jestliže je do betonové směsi přidáván pigment, zpočátku vzrůstá intenzita barvy lineárně s přidaným množstvím pigmentu. Od určitého množství přidaného pigmentu je však barva betonu už tak sytá, že přidáním další 34

4% pigmentu 330 kg/m

Obr. 13 Stěna z barevných betonových cihel postavená v roce 1970 a vystavená působení povětrnosti porovnávaná po 25 letech s referenčními vzorky ❚ Fig. 13 Concrete coloured brick wall compared with unweathered reference sample, start of weatherinh in 1970, photo 1995 4% pigmentu

9

3


3


3


3


3


3

10

dávky již sytost barvy nenarůstá a zvyšovaní množství pigmentu je již neekonomické. Při použití pigmentů s vysokou barvicí schopností je obvykle dostatečná dávka do 5 % obsahu pojiva (obr. 7). U slabších pigmentů však ani několika násobně vyšší dávka nemusí zajistit stejnou sytost výsledné barvy betonu. Množství pigmentu, které v takovém případě zajistí požadovanou sytost výsledné barvy, může dosáhnout hodnot, které je třeba už započítávat do celkového objemu jemných složek v betonu, protože jinak by jejich přidání mohlo mít negativní dopady na mechanické vlastnosti betonu. Nadbytečná záměsová voda se z betonu odpařuje a nechává po sobě drobounké dutinky ve formě jemných pórů, které po vyschnutí tvoří světlý šlem. Je to jako bílá pěna na čerstvě natočené sklenici piva, když vlastní nápoj je žlutý. Jemné póry rozptylují dopadající světlo, a tím zesvětlu-

jí vnímanou barvu betonu. Šlem se dá odstranit zbroušením tenké povrchové vrstvičky. Pokud však nebude povrch obroušen v celé ploše, bude zásah velmi pravděpodobně zřetelný. Čím vyšší je vodní součinitel čerstvého betonu, tím světlejší bude výsledný beton (obr. 8). Změna sytosti barevného odstínu se v souvislosti se změnou vodního součinitele se projeví stejně na barevném i přirozeně šedém betonu. Pro zajištění bezproblémového procesu výroby a uložení betonu se jeho konzistence během výroby celého požadovaného množství může pohybovat pouze v úzkém intervalu, což znamená, že obsluha betonárny musí pozorně sledovat množství použité vody. S automatizací výroby betonu jsou změny sytosti jeho barevného odstínu způsobené kolísáním vodního součinitele při výrobě spíše výjimečné. Je však třeba upozornit na skutečnost, že pigmenty různých barev mají


❚

1/2010

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ 2 °C bez pigmentu

35 °C bez pigmentu

2 °C 4% pigmentu

35 °C 4% pigmentu

2 °C 4% pigmentu

35 °C 4% pigmentu

2 °C 4% pigmentu

35 °C 4% pigmentu

2 °C 4% pigmentu

35 °C 4% pigmentu


12

13

11

Literatura: [1] Scale of shades, opusC 1/2009, str. 62–67 [2] Materiály Lanxes Deutschland GmbH, www.lanxess.com, www.bayferrox.de, www.colored-concrete-works.com [3] Lopez A., Tobes J. M., Zerbino R., Barragán B.: Barevný samozhutnitelný beton – receptura a charakterizace, BETON TKS 1/2009, str. 44–50 [4] Carvalho de Arruda Coelho F.: Vliv přidání anorganických pigmentů na trvanlivost betonu, BETON TKS 4/2009, str. 44–47 [5] Margoldová J.: Most mezi staletími, BETON TKS 4/2009, str. 42–43 [6] Přikryl J.: Zkoušení světlostálosti anorganických pigmentů v betonu, BETON TKS 6/2009, str. 63–65 [7] Pečur I., Juradin S., Duvnjak M., Lovrič T.: Vliv pigmentů na vlastnosti betonu, BETON TKS 6/2009, str. 66–69

různé vlastnosti, které ovlivňují chování čerstvého betonu spíše než vlastnosti vyzrálého betonu [3, 7]. Laboratorní zkoušky ukázaly (slump test), že čerstvé betony vyrobené s přidáním 3%, resp. 6% podílu barevných pigmentů měly při stejném vodním součiniteli různou konzistenci (obr. 9), [2]. Nejvýznamnějším nositelem zbarvení betonu je cementová pasta, nikoliv kamenivo. Protože se množství použitého pigmentu vždy určuje jako procentní podíl použitého pojiva, bude mít beton s vyšším množstvím pojiva při stejném podílu pigmentu vždy sytější barvu než beton s menším množstvím pojiva (obr. 10). VÝROBA BAREVNÉHO BETONU

Dávkování a rozptýlení pigmentů v betonu Kvalita betonových konstrukcí hraje stále důležitější roli ve stavebním prů1/2010

❚

myslu a vysoce kvalitní barevný beton se nedá vyrábět bez přesného dávkování a rovnoměrného rozptýlení zrn pigmentů v čerstvém betonu. Z hlediska rozmíchání pigmentů je velmi důležité vědět, kdy může být pigment do připravované betonové směsi přidán. Výrobci pigmentů doporučují míchat nejprve 15 s pigment pouze s kamenivem a po té teprve přidat pojivo. Potom už je postup přidávání jednotlivých složek směsi stejný jako u nebarveného betonu. V každém případě je třeba zabránit tomu, aby se všechny složky začaly míchat současně, nebo aby byl nejprve smíchán písek a pojivo. Pro rovnoměrné rozptýlení zrn pigmentu v mase betonu je také důležitá doba míchání. Každá míchačka má dle svého typu a výkonu předepsánu minimální dobu míchání. Je-li např. celková doba míchání doporučována 1,5 až 2 min, časové rozložení jednotlivých kroků by mohlo být následující: • písek + pigment: přibližně 10 až 20 s • písek + pigment + pojivo: přibližně 15 až 20 s • písek + pigment + pojivo + voda: přibližně 1 až 1,5 min Vliv podmínek při tvrdnutí betonu na jeho barvu V tvrdnoucí cementové matrici, která vzniká reakcí vody a cementu, rostou krystaly produktů hydratace různé velikosti v závislosti na teplotě, ve které


beton zraje. Velikost těchto krystalů je následně rozhodující pro to, jakým způsobem se bude od povrchu betonu odrážet dopadené světlo, případně jak se bude na povrchu rozptylovat. Při vyšší teplotě se tvoří jemnější jehličky krystalů, ty budou později dopadající světlo více rozptylovat a povrch betonu se tak bude zdát světlejší než povrch betonu, který zrál za nižších teplot a mohly se vytvořit větší krystaly hydratačních produktů. Tento jev je výrazný, zejména srovnáváme-li barevný odstín propařovaného betonu a betonu tvrdnoucího za běžných teplotních podmínek. Samozřejmě, že naopak beton, který zraje při teplotách blízkých nule (zimní období), bude mít na pohled tmavší povrch než stejný beton vyrobený uprostřed letních veder (obr. 11). Barevný rozdíl bude patrný, pokud části konstrukce, které byly betonovány za různých teplotních podmínek, budou po dokončení stavby vedle sebe ve stejných světelných podmínkách. I k tomu je třeba přihlédnout při plánování procesu výstavby objektu. Stárnutí barevného betonu Změny barvy povrchu se v průběhu času projevují na konstrukcích z barveného ale i přírodního šedého betonu. Příčin může být několik a jejich dopady lze rozdělit na dočasné (např. výkvěty) a trvalé (např. odhalování zrn kameniva) změny barvy povrchu. 35



14a

14b

Obr. 14 Referenční projekty, a) vinařství Antión, La Rioja, Španělsko, architekt Jesús Marino Pascual, 12 000 m3 betonu, 120 t žlutého pigmentu, b) most Arsta ve švédském Stockholmu [5], c) stanice lanovky z Mayrhofenu v Zillertálském údolí na vrchol Ahornu, architekt Antonius Lanzinger ❚ Fig. 14 Reference projects, a) Bodega Antión, La Rioja, Spain, architect Jesús Marino Pascual, 12 000 m3 of concrete, 120 t of yellow pigment, b) New Arsta Bridge, Stockholm, Sweden [5], c) Station of the Mayrhofen Ahornbahn in the Tyrolean Ziller Valley, architect Antonius Lanzinger

14c

Výkvěty Výkvěty (efflorescence) jsou kletbou, která visí nad všemi výrobci betonových prvků a zejména těch barevných, kde je na vzhled povrchu kladen zvlášť velký důraz. Je zřejmé, že bílé vápenaté usazeniny jsou na barevných površích daleko nápadnější než na přírodním šedém nebo dokonce bílém betonovém podkladu. Výkvěty jsou výsledkem souhrnu dějů úzce spjatých s vlastnostmi betonu, zejména s transportem solí rozpuštěných v záměsové vodě jeho pórovou strukturou (primární efflorescence). Hlavním zdrojem výkvětů na povrchu betonů je hydroxid vápenatý a jeho reakce s oxidy uhlíku obsaženými ve vzduchu. 36

Tvorbu výkvětů lze omezit snížením vodního součinitele, avšak nelze zaručit její úplné potlačení, neboť v pórech konstrukce se mohou srážet i kapičky rosy nebo vlhkosti, která dovnitř pronikla za deště (sekundární efflorescence) [2]. Porosita betonu také hraje důležitou roli. Čím hutnější je beton, tím nižší má sklon k tvorbě výkvětů. Usazený uhličitan vápenatý na povrchu betonu zvolna reaguje s oxidem uhličitým rozpuštěným v dešťové vodě a vytváří kyselý uhličitan vápenatý, který je naopak ve vodě rozpustný. Tímto způsobem výkvěty s povrchu betonu pomalu mizí (obr. 12). Kyselé složky atmosféry také rozpouštějí vápenaté usazeniny na povrchu betonů.

Stárnutí povrchové vrstvy Na povrchu betonu bývá vrstvička obsahující jemná zrna kameniva a cementu. Její tloušťka závisí na složení směsi, způsobu hutnění uloženého čerstvého betonu ad. Tato vrstva tvrdé cementové malty je postupně mechanicky i povětrností obrušována až se po letech na povrchu zvolna objevují větší zrna kameniva a ovlivňují vnímání celkového barevného odstínu povrchu konstrukce. Barevné betonové povrchy vyrobené z kameniva vhodné barvy a vystavené 25 let působení povětrnosti vykazují velmi malé odlišnosti oproti referenčním vzorkům (obr. 13). Z ÁV Ě R

Pokud jsou pro výrobu barevného betonu používány kvalitní a stabilní anorganické pigmenty, a je dodržován doporučený technologický postup, je výsledné zbarvení materiálu stejnoměrně syté a trvalé a jeho odstín se během let mění jen nepatrně (obr. 14), [2, 4, 6]. fotografie archiv společnosti Lanxes Deutschland GmbH


❚

1/2010



GRAFICKÝ NEBO FOTOGRAFICKÝ BETON Grafický beton je technologie úpravy povrchů prefabrikovaných betonových prvků rozšířená zejména ve Finsku, Francii a Německu [1, 2, 3 a 4]. V Německu je častěji používán název fotografický beton. Použitý princip výroby je v obou případech stejný. Vybraná část betonového povrchu je ovlivněna zpožďovačem tuhnutí betonu, který je nanesen na folii předem vloženou do formy. Po odformová-

ní prvku je folie sloupnuta a celá plocha je ostříkána vodou. Vypláchnutím nezhydratovaného cementového tmelu na místech ovlivněných zpožďovačem se tím odhalí použité kamenivo. V Německu jsou pro zobrazený motiv častěji zpracovávány individuální předlohy, obvykle fotografie – odtud název, zatímco finští architekti dávají přednost rostlinným a zvířecím motivům, případně zcela abstrakt1a

ním geometrickým vzorům. Ve Finsku byla popsaná technologie vyvinuta až do úrovně průmyslové výroby, takže tam už nejde o individuální projekty ale o zcela běžnou produkci prefabrikovaných stěnových prvků používaných na fasády i vnitřní stěny objektů občanské vybavenosti a bytových domů. Použití grafického betonu zvolna proniká i do dalších evropských zemích. 1b

1c

1/2010

❚


37



2c 2d

2a 2b

Jako odezva na již uveřejněné články o grafickém betonu přišlo do redakce časopisu v minulém roce několik dotazů na tento typ úpravy betonového povrchu. Požádali jsme proto paní architektku Juttu Teluvio z finského ateliéru Graphic Concrete o informaci o nových projektech, které v posledních dvou letech dokončili. Protože jsme se rozhodli zaměřit toto číslo na bytovou výstavbu, jsou i ukázky použití grafického betonu, které Vám představujeme, na bytových domech – dva z nich stojí v Helsinkách (obr. 1 a 2) a jeden v belgickém Leuvenu (obr. 3). 38

Grafický beton si získal mezi finskou odbornou veřejností na konci loňského roku velké uznání, neboť fasádě Oblastního archívu ve městě Hamellinně byla udělena první cena ve finské soutěži o nejlepší betonovou fasádu (viz str. 6). Zájemce o tuto úpravu betonových stěn můžeme potěšit zprávou, že v Čechách už byly úspěšně dokončeny budovy s grafickými motivy na betonových fasádách, které byly realizovány pravě technologií Graphic Concrete, a další projekty jsou připravovány.

Obr. 1 Bytový dům v ulici Posliinikatu, Helsinky, Arkkitehtitoimisto Jukka Turtiainen Oy, a) nároží, b) detail atiky Obr. 2 Detaily použití betonu a grafického betonu na fasádě domu v ulici Von Daehnin katu v Helsinkách, Arkkitehtitoimisto Hedman & Matomäki Oy, a), b) úpravy nároží, c) d) spodní sokly


❚

1/2010


Literatura: [1] Grafický beton – nová alternativa betonových fasád, BETON TKS 2/2005, str. 30–32 [2] Malier Y.: Samozhutnitelný beton ve Francii, BETON TKS 2/2005, str. 56–58 [3] Grafický beton, BETON TKS 1/2009, str. 56–59 [4] Fotografický beton na fasádě Nemocnice Sv. Marie v Hamburku, BETON TKS 1/2009, str. 42–43


3a

3c

3d

3e

3b

Obr. 3 Bytový dům v ulici Hogeschoolplein v belgickém Leuven, architekti BOB 361, Goedele Desmet and Ivo Vanhamme, a) celkový pohled, b) střídání stejného motivu na betonových parapetních panelech i skleněném zábradlí balkonů, c) balkóny před dokončením, d) detail povrchu betonu, e) návrh opakované jednotky plochy grafického vzoru

připravila Jana Margoldová fotografie archiv Graphic Concrete

1/2010

❚


39

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH

OŠETROVANIE ČERSTVÉHO BETÓNU – 1. STRATA VODY Z BETÓNU ❚ FRESH CONCRETE CURING – 1. WATER LOSS FROM CONCRETE Peter Briatka, Peter Makýš Betón, rovnako ako každý iný materiál či látka, podstupuje objemové zmeny. Objemové zmeny súvisia ako s teplotnou rozťažnosťou, tak aj so zmrašťovaním, ktorého hlavnou hnacou silou je zmena relatívnej vlhkosti betónu. Konštrukčné riešenia objemových zmien betónu existujú, no ich použitie nie je často možné, ba dokonca ani vhodné. V technológii betónu sa tak pozvoľna vytvorila oblasť zaoberajúca sa ošetrovaním betónu. Ošetrovaním betónu by sa mali potlačiť účinky určitých činiteľov objemových zmien. Táto práca sa zaoberá ošetrovaním betónu, no nie v zmysle záporných teplôt resp. typickej zimnej betonáže. Práca je rozdelená do troch navzájom na seba nadväzujúcich častí. 1. časť sa zaoberá stratou vody z betónu do okolitého prostredia, tj. vysychanim odparovaním. Aj v kruhoch odbornej verejnosti stále pretrváva hlboko zakorenená domnienka, že z betónu sa voda iba odparuje a že obyčajným pokropením betónu vyparenú vodu doplníme a nič sa nedeje. Keby sme túto polopravdu pre zatiaľ aj ignorovali, kto vie určiť, koľko vody je potrebné betónu dodať a v akých časových intervaloch kropenie opakovať? Uvedené parametre súvisia s intenzitou odparovania vody z betónu, ktorej sa venuje táto časť práce. ❚

Concrete as well as every other material or stuff undergoes

volume changes. The volume changes relate with both thermal expansion and shrinkage of which the main driving force is change in relative humidity of concrete. The structural designs of volume changes of concrete exist, but usage of them is often not feasible, moreover sometimes neither adequate. In concrete technology, there has slowly been created a branch focused on concrete curing. By curing, the effects of certain volume changes agents should be mitigated. This work deals with concrete curing

cia spĺňajúca pôvodné požadované návrhové parametre. Z iného uhla pohľadu je cieľom ošetrovania betónu dosiahnutie jeho najvyššej možnej pevnosti [1]. Syntézou oboch prístupov dospejeme ku komplexnému významu ošetrovania betónu, ktorým je maximálne využitie potenciálu čerstvého betónu a realizovanej konštrukcie na spoľahlivú funkčnosť počas čo najdlhšieho obdobia. Spomínaný potenciál je determinovaný všetkými doposiaľ vykonanými činnosťami v projektovej príprave ako aj v realizačnej fáze. V zásade je ošetrovanie betónu finálnym procesom zhotovovania betónových konštrukcií. Jeho správna voľba a technologické prevedenie má preto rozhodujúci význam z hľadiska sumy doposiaľ vynaložených prostriedkov na zhotovenie konštrukcie. Vo všeobecnej rovine je možné ošetrovanie betónu rozdeliť do dvoch základných skupín. Prvou a tou jednoduchšou je ochrana proti mechanickému poškodeniu statickým zaťažením a proti poškodeniu formujúcej sa štruktúry cementového kameňa účinkami dynamického zaťaženia otrasmi alebo vibráciami. V tomto prípade platí, že kryštály vznikajúce z CSH gélu a formujúce budúcu štruktúru cementového kameňa sú náchylné na dynamické zaťaženia resp. vibrácie. Vnesením takejto formy zaťaženia do tuhnúceho betónu by došlo k zásadnému porušeniu väzieb medzi kryštálmi navzájom a na rozhraní cementový kameň – kamenivo, čo by logicky viedlo k zníženiu výslednej pevnosti betónu. Z hľadiska statického zaťaženia je potrebné poznamenať, že veľkoplošné doskové konštruk-

but not in the meaning of low (negative) temperatures or classic winter concreting. The paper is divided into three interlocking parts. The first part is devoted to water loss from concrete into the environment i.e. to drying by evaporation. Even among the vocational community there still persist deep-rooted belief that water from concrete is only being evaporated and by simple sprinkling concrete we refill water lost and nothing is happening. Even if we ignore this misconception for now, who can state how much water has to be supplied to concrete and in how long time intervals to repeat the sprinkling? Mentioned characteristics relate with intensity of water evaporation which this paper is focused on.

O Š E T R O VA N I E Č E R S T V É H O B E T Ó N U

Ošetrovanie čerstvého a mladého betónu je súbor opatrení a procesov, ktorých cieľom je umožnenie hydratácie cementu v podmienkach čo najbližších tým ideálnym (20 °C a RH 100 %). Výsledkom by mala byť trvanlivá betónová konštruk-

2a

1

2b

40


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

cie si vyžadujú relatívne včasné zaťaženie pri realizácii úpravy povrchu a prerezaní kontrakčných škár. Z tohto dôvodu je nevyhnutné v každom okamihu zaťaženia mladého betónu spĺňať podmienku σ(t) ≤ fc (t). Druhou skupinou je zabránenie vzniku ťahových alebo tlakových napätí vo vznikajúcej alebo už existujúcej štruktúre betónu, ktorá v danom okamžiku nemá dostatočnú pevnosť na to, aby ich dokázala preniesť. Ťahové alebo tlakové napätia vznikajú v dôsledku objemových zmien, samotného materiálu alebo jeho zložiek, vyvolaných nepriaznivým pôsobením vonkajšieho prostredia. Napätia v celom kompozite sú spôsobené objemovými a dĺžkovými zmenami súvisiacimi s priebehom vývinu hydratačného tepla (schematicky podľa obr. 1) a snahou tuhnúcej resp. tvrdnúcej konštrukcie o dĺžkovú kontrakciu (obr. 2).

❚


3

S T R ATA V L H K O S T I B E T Ó N U – V Y S Y C H A N I E

Ďalším faktorom generujúcim ťahové napätia, no pôsobiace len v určitej zložke betónu, je vysýchanie cementového tmelu. Vznik a rozvoj napätí týmto mechanizmom súvisí so stratou vody z povrchu konštrukcie (vysychanie) a spotrebou vody na hydratáciu cementu (autogénne vysychanie). Povrchové vysychanie, spôsobené nižšou relatívnou vlhkosťou (RH) ako je vlhkosť cementového tmelu, je možné rozdeliť do troch fáz (obr. 3). V prvej fáze sa z povrchu odparuje tenká vrstvička „vypotenej“ vody. Táto fáza nie je ničím zaujímavá, nakoľko sa jedná o klasické odparovanie vody z voľnej vodnej hladiny, čo potvrdzuje aj obr. 4, kde je jasne vidno konštantnú a zhodnú rýchlosť odparovania vody počas prvej fázy. Akonáhle sa ale vypotená voda úplne odparí, odparovanie prechádza do fázy číslo dva. Oblasť odparovania sa presúva do najvrchnejšej vrstvičky tuhých častíc, kde sa stratou vody začínajú formovať kapilárne menisky. S prebiehajúcim odparovaním sa polomery meniskov zmenšujú. V pórovom roztoku tak vznikajú ťahové napätia. Zatiaľ neexistuje pevná štruktúra cementového tmelu, a preto ťahové napätia spôsobujú kolaps systému. Viskózny systém sa zmrašťuje prevažne v smere pôsobiacej gravitácie a pevné častice klesajú nižšie (konsolidujú), čo vytláča pórový roztok do vrchných vrstiev a odparovanie pokračuje ďalej. Konsolidáciou systému sa zvyšuje difúzny odpor proti stúpaniu pórového roztoku k povrchu konštrukcie. Zároveň sa znižuje aj stlačiteľnosť systému. Z tohto dôvodu vznikajú väčšie kapilárne napätia, ktoré ťahajú pórový roztok ku povrchu. Vyšším napätiam pevné častice opäť podliehajú a ich kostra sa stáva výrazne hutnejšou. Keď už systém nie je schopný konsolidácie (kritický bod), oblasť odparovania sa presúva do vnútra cementového tmelu. V tomto bode vznikajú trhliny, keď už systém nie je schopný ďalšieho sadania (konsolidácie) a kapilárne napätia dosahujú najvyššie hodnoty. Odparovanie však pokračuje ďalej treťou fázou. Oblasť odparovania sa presúva hlbšie do cementového tmelu, čo znamená neustále spomaľovanie jeho tempa, pretože sa „stráca“ priamy kontakt kapilárnych pórov s okolitým prostredím. Je potrebné poznamenať, že prechod z druhej do tretej fázy nie je možné jednoznačne určiť, pretože, zatiaľ čo veľké póry na povrchu sú vyprázdnené, malé póry zostávajú saturované a vodu k odparovaniu uvoľňujú až neskôr. Spôsobené je to spojitým rozdelením veľkostí zŕn cementu, a tým pádom aj spojitým rozdelením veľkosti pórov. Strate vody z betónu sa venovala a v súčasnosti sa naďalej venuje veľká pozornosť, obzvlášť na teoretickej úroni a skú1/2010

❚

4 Obr. 1 Tempo uvoľňovania hydratačného tepla [2] heat liberation [2]

❚

Fig. 1 Rate of

Obr. 2 a) Schematická objemová a dĺžková teplotná rozťažnosť, b) objemová změna betonu v praxi ❚ Fig. 2 a) Schematic volume and length thermal expansion, b) concrete volume change in practice Obr. 3 Tri fázy straty vody odparovaním do okolitého prostredia ❚ Fig. 3 Three phases of water loss by evaporation into the environment Obr. 4 Špecifické množstvo odparenej vody [3] water loss by evaporation [3]

❚

Fig. 4 Specific

maním v laboratórnych podmienkach simulujúcich reálne podmienky na stavenisku. Ako si teda stratu vody zo systému (z betónovej konštrukcie) vysvetliť? Strata vody z betónu je reakcia na určitý podnet z okolia konštrukcie, ktorého účinok sa v čase mení. Podnetom sa v tomto prípade rozumie stav prostredia charakterizovaný relatívnou vlhkosťou (RH), teplotou tesne nad povrchom betónovej konštrukcie (TS) a rýchlosťou prúdenia vzduchu (vW ) tiež v oblasti tesne nad konštrukciou. Prvotný koncept odparovania vody z betónu predstavil Menzel a vyjadruje ho vzťah (1). V tomto modeli je podnetom rozdiel tlakov vodnej pary medzi betónom a okolitým prostredím a rýchlosťou prúdenia vzduchu. Rozdiel tlakov v sebe zahŕňa aj teplotu prostredia v zmysle závislosti relatívnej vlhkosti od teploty ovzdušia. Tento model prešiel určitým vývojom, výsledkom ktorého je, v súčasnosti, dobre známy a odbornou verejnosťou akceptovaný nomogram straty vody z betónu v dôsledku odparovania (obr. 5). E E = 0, 44 ⋅ ( pVS − pVA ) ⋅(0, 253 + 0, 096 ⋅ vW )

[lb.ft-2.hr], (1) -2

kde EE značí intenzitu odparovania vody [lb.ft .hr], pVS parciálny tlak nasýtenej vodnej pary na povrchu konštrukcie [psi], pVA parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu [psi], vW rýchlosť prúdenia vzduchu vo výške 20 in. nad konštrukciou [mph]. ⎛ 17,3 ⋅T ⎞ ⎜ ⎟ 273,3 + T ⎠

pS = 0,61⋅ e⎝

[kPa],

(2)

kde pS je tlak nasýtenej vodnej pary [kPa] a T teplota [°C]. Intenzitu odparovania vody EE v anglosaských jednotkách


41

VĚDA A VÝZKUM

❚


(vzťah 1) možno jednoduchým prepočtom vyjadriť aj v metrických jednotkách pomocou zmeny koeficientov ako je to uvedené vo vzťahu (3). E E = 0, 313 ⋅ ( pSS − r ⋅ pSA ) ⋅ (0,253 ⋅ 0,06 ⋅ vW ) [kg/(m2.h)], (3)

kde pSS značí tlak nasýtenej vodnej pary na povrchu betónu [kPa] zo vzťahu 2, pSA tlak nasýtenej vodnej pary vo vzduchu [kPa] zo vzťahu 2, r vlhkosť vzduchu vyjadrená ako RH/100, vW rýchlosť prúdenia vzduchu vo výške 0,5 m nad konštrukciou [km/h]. Pre jednoduchšie výpočty priamo na stavenisku bol odvodený vzťah 4, ktorým je možné vypočítať intenzitu odparovania vody bez výpočtov tlakov vodných pár. 2,5

E E = (TS

2,5

− r ⋅ T A ) ⋅ (1+ 0, 4 ⋅ vW ) ⋅ 10

−6

2

[kg/(m .h)]

(4)

V zjednodušenom vzťahu (4) vystupuje premenná TS, čo je teplota povrchu betónu, resp. teplota tesne nad povrchom. Teplota v tejto oblasti je v skutočnosti ovplyvnená nielen teplotou prostredia (TA), ale aj intenzitou slnečného žiarenia (IGR) (priameho aj difúzneho) a pohltivosťou betónu. Pohltivosť betónu sa v jeho skorom veku výrazne mení a to skoro skokom medzi dvomi štádiami. V prvom štádiu je na povrchu betónu tenká vrstvička tzv. vypotenej vody, ktorá zabezpečuje výraznú reflexiu slnečného žiarenia, preto je pohltivosť relatívne nízka. Keď sa ale „vypotená“ voda odparí, absorpcia žiarenia výrazne vzrastie a teplota betónu aj vzduchu v jeho tesnej blízkosti sa zvýši. Menzelov model matematicky nezahŕňal vplyv slnečného žiarenia na intenzitu odparovania vody, no v reálnych podmienkach je potrebné tento faktor zakomponovať do výpočtu. Prvotnou myšlienkou je, že časť slnečného žiarenia je absorbovaná betónom, tým betón prijíma energiu absorbovaných fotónov a zvyšuje svoju vnútornú energiu. Zvýšenie vnútornej energie sa prejaví zvýšením teploty. Ako prvá sa od slnečného žiarenia zvýši povrchová teplota a následne, v závislosti od teplotného gradientu po výške prierezu, dochádza ku zmene tepelného toku v priereze. Pre odparovanie vody z betónu podľa vzťahu (4) má význam zaoberať sa len zvýšením povrchovej teploty betónu. Zohľadnením vplyvu slnečného žiarenia je potom možné povrchovú teplotu betónu TS vyjadriť vzťahom (5) [6]. c ⋅I υ TS = T A + a GR − 0 [°C], (5) hS,cv

hS,cv

kde ca označuje koeficient pohlcovania slnečného žiarenia 2 (ca = 1 – cr), IGR je intenzita globálneho žiarenia [W/(m .h)], 2 hS,cv koeficient prestupu tepla [W/(m .K)] a υ0 teplo vydáva2 né povrchom konštrukcie [W/(m .h)]. 2

hS,cv = (5, 3 + 3, 6 ⋅ vW + 4).1,162 [W/(m .K)],

(6)

kde vW je rýchlosť prúdenia vzduchu vo výške 0,5 m nad konštrukciou [m/s]. Pri výpočte teploty tesne nad povrchom konštrukcie (TS) je potrebné zohľadniť nielen kladné prírastky spôsobené slnečným žiarením ale aj záporné prírastky vplyvom odparovania vody. Záporný prírastok, čiže pokles teploty, je ekvivalentný skupenskému teplu vyparovania LE vzťah (7). LE = m ⋅ l E [J],

(7)

kde LE značí skupenské teplo vyparovania [J], m hmotnosť odpareného pórového roztoku [kg] a lE merné skupenské teplo vyparovania [J/kg] – pre vodu (2 257 kJ/kg). Odtiaľ sa dá pomocou mernej tepelnej kapacity betónu c 42

5

[J/(kg.K)] vyjadriť pokles teploty ΔTE podľa vzťahu (8), kde m [kg] je hmotnosť betónu. Merná tepelná kapacita sa udáva 900 až 1 000 J/(kg K), no uvedená hodnota je platná pre zatvrdnutý betón, čo však nie je možné použiť do výpočtov pre čerstvý resp. mladý betón. Po zistení skutočnej mernej tepelnej kapacity čerstvého (mladého) betónu sa dá vyjadriť ΔTE a následne doplniť do vzťahu pre výpočet teploty tesne nad povrchom konštrukcie, čím sa získava vzťah (9) s možnosťou aplikácie do vzťahu (4) alebo do grafického vyjadrenia intenzity odparovania pomocou nomogramu (obr. 5). Treba však poznamenať, že očakávaný prínos spresnenia teploty povrchu konštrukcie je minimálny vzhľadom na vysoké teploty prostredia. Δ TE =

LE

[°C]

(8)

c⋅m c ⋅I υ TS = T A + a GR − 0 − ΔTE [°C] hS,cv hS,cv

(9)

ZISTENIA

Zo vzťahu (4) resp. príslušného nomogramu (v metrických jednotkách) vyplýva intenzita odparovania vody z betónu do okolitého prostredia. Pri laboratórnych skúškach plastického zmrašťovania podľa ASTM C 1579-06, kedy sa sledoval aj úbytok hmotnosti vzorky (množstvo odparenej vody), sa ukázalo, že pri daných normových okrajových podmienkach prostredia (TA = 36 ± 3 °C; RH = 30 ± 10 % a vW = 24 ± 2 km/h) 2 sa nezhoduje výpočtová intenzita straty vody 0,2 kg/m 2 (obr. 5) so skutočne nameranou 1 kg/m (obr. 6 a 7). Výrazná diferencia vo výsledkoch je badateľná najmä v prvej fáze odparovania voľnej vody z povrchu čerstvého betónu. Vieme, že v počiatočnej fáze sa odparuje voľná voda z povrchu konštrukcie, a preto nie je zistenie vôbec prekvapivé. Presunom oblasti odparovania hlbšie do cementového tmelu sa meraná intenzita odparovania vody z čerstvého


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

❚


2 Strata vlhkosti [kg/m ]

betónu ešte viac znižuje, čo vyvoláva približovanie očakávanej intenzity odparovania ku skutočne nameranej. Z pozorovaní vyplýva, že model možno relatívne spoľahlivo aplikovať pri návrhu ošetrovania betónu až po približne desiatej až dvanástej hodine veku betónu. Ošetrovanie betónu do tejto doby je nutné navrhovať na základe straty vody vypočítanej iným spôsobom. Ak teda chceme dôsledne a efektívne ošetrovať betón vo veľmi skorom veku a zabrániť tak prejavom negatívnych vplyvov straty vody z betónu v čase začínajúceho a pokračujúceho tuhnutia musíme poznať a zohľadniť všetky technológie ošetrovania betónu v horúcom počasí.

6

Čas [hod]

2 Intenzita odparovania vody [kg/(m h)]

V Ý Z N A M O Š E T R O VA N I A B E T Ó N U V H O R Ú C O M POČASÍ

7

Vysokou teplotou sa pre účely tuhnutia, tvrdnutia a ošetrovania betónu rozumie teplota prevyšujúca teplotný interval bežných podmienok, tj. (20 ± 5) °C a obzvlášť teplota nad 30 °C. Ako už bolo uvedené, betón je potrebné ochraňovať pred účinkami vysokej teploty z dôvodu, že expozícia betónu takýmto podmienkam vyvoláva nielen nadmernú stratu vody (obr. 9), ale aj radikálne zvyšuje tempo hydratácie. To negatívne vplýva na štruktúru kryštalických produktov hydratácie a zmenšením ich špecifického povrchu znižuje dlhodobé pevnosti (obr. 8) a naopak zvyšuje permeabilitu betónu (pôsobí aj vznik pórov (obr. 10) stratou vody z cementového tmelu).

Čas [hod]

Obr. 5 Nomogram intenzity odparovania vody z povrchu betónovej konštrukcie [4] ❚ Fig. 5 Nomograph of intensity of water evaporation from the surface of concrete structure [4] Obr. 6 Nameraný priebeh straty vody (odparovanie) curve of water loss (evaporation)

❚

Fig. 6 Measured

Obr. 7 Intenzita straty vody odparovaním ako funkcia času ❚ Fig. 7 Intensity of water loss by evaporation as a function of time

Obr. 10 Vplyv podmienok prostredia na tvorbu pórov [5] ❚ Fig. 10 Influence of the environmental conditions on pores development [5] Obr. 11 Vplyv podmienok prostredia na tvorbu trhlín [5] ❚ Fig. 11 Influence of the environmental conditions on cracks formation [5]

Pevnosť v tlaku [MPa]

2 TEmpo odparovania [kg/(m h)]

Obr. 8 Vplyv podmienok prostredia na pevnosť betónu v tlaku [5] ❚ Fig. 8 Influence of the environmental conditions on compressive strength [5]

Obr. 9 Vplyv podmienok prostredia na tempo odparovania vody [5] ❚ Fig. 9 Influence of the environmental conditions on rate of water evaporation [5]

9

10

11

1/2010

Celková plocha trhlín [%]

3

Kumulatívny objem pórov [mm /g]

8

❚


43

VĚDA A VÝZKUM

❚


Obrázky 8 až 11 dokumentujú vplyv teploty a relatívnej vlhkosti prostredia ako i rýchlosti prúdenia vzduchu na vlastnosti zatvrdnutého betónu resp. na procesy, ktoré majú priamy vplyv na úžitkové vlastnosti betónu. Pri ošetrovaní betónu teda zohrávajú nezanedbateľnú, skôr naopak významnú, úlohu. Pretransformovaním teploty T, relatívnej vlhkosti RH a rýchlosti prúdenia vzduchu vW, ako podmienok prostredia, do jednej reprezentatívnej veličiny sa dá návrh metódy ošetrovania a príslušných parametrov podstatne zjednodušiť. Za najvhodnejšiu veličinu sa považuje tempo odparovania vody z jednotky plochy povrchu konštrukcie. Za predpokladu, že sa nevykonajú opatrenia zabraňujúce odparovaniu vody platí, že odparené množstvo vody má byť do betónu naspäť dodané. Množstvo vody potrebnej na jednotku plochy ošetrovaného betónu sa určí z už prezentovaného výpo-

Literatúra: [1] [2] [3]

[4] [5]

[6] [7]

[8]

Českomoravský beton: Beton – suroviny, výroba, vlastnosti, 2. vydanie, 2005 Schindler A. K.: Prediction of concrete setting, Department of civil engineering, Auburn university, USA, 2003 Lura P., Pease B., Mazzotta G. B., Rajabipour F., Weiss J.: Influence of shrinkage-reducing admixtures on development of plastic shrinkage cracks, Technical paper, ACI Materials Journal / March-April, ACI, USA, 2007 Wylie K.: Cold-Weather Concreting, NMRMCAA meeting in Albuquerque, USA, November 7, 2007 Almusallam A. A.: Effect of environmental conditions on the properties of fresh and hardened concrete, Cement & Concrete Composites, 23, USA, 2001, pp. 353-361 Halahyja M. a kol.: Stavebná tepelná technika, osvetlenie a akustika, 1. vydanie; Alfa, Bratislava, 1970 ASTM C 1579-06 Standard test method for evaluating plastic shrinkage cracking of restrained fiber reinforced concrete (Using a steel form insert) Wylie K.: Cold-Weather Concreting, NMRMCAA meeting in Albuquerque, USA, November 7, 2007

čtu alebo nomogramu, ktoré (ak sa jedná o ošetrovanie vo veľmi skorom veku) by mali byť upravené resp. spresnené. Druhým prístupom k ošetrovaniu betónu je vytvorenie takých podmienok, aby ku strate vody nedochádzalo alebo aby bola čo najmenšia. K O N V E N Č N É O Š E T R O VA N I E

• Prekrývanie alebo postrek povrchu konštrukcie materiálmi s vysokým difúznym odporom či už vo forme výrobkov (fólie) alebo hmôt (polymérne postreky). • Prekrývanie konštrukcie materiálmi nasiaknutými vodou pôsobiacimi ako bariéra v odparovaní vody z betónu a zároveň schopnými udržiavať povrch betónu nasiaknutý vlastnou vlhkosťou. • Vlhčenie povrchu betónu postrekom vodou alebo ošetrovanie pomocou tzv. generátorov hmly. • Chránenie konštrukcie pred priamym slnečným žiarením a intenzívnym prúdením vzduchu. P R O G R E S Í V N E O Š E T R O VA N I E

• Vnútorné ošetrovanie betónu nahradením určitého množstva hutného kameniva nasiaknutým pórovitým kamenivom „SLWA“. • Vnútorné ošetrovanie dodávaním vody z nasiaknutých superabsorpčných polymérov „SAP“ pridaných do betónu.

Ing. Peter Briatka Technický a skúšobný ústav stavebný Studená 3, 821 04 Bratislava e-mail: [email protected] Doc. Ing. Peter Makýš, PhD. Stavebná fakulta STU Katedra technológie stavieb Radlinského 11, 813 68 Bratislava

OMLUVA V minulém čísle jsme opomenuli uvést jméno autora fotografií k článku Nový farní kostel Sv. Jakuba v italském Folignu uveřejněném na stranách 21 až 23. Je jím pan Moreno Maggi, za opomenutí se mu velice omlouváme. Současně v článku Beton pro nejvyšší průmyslové budovy v České republice byly v tab. 4 Sledování vývoje tekutosti tří směsí v čase na straně 43 uvedeny chybné hodnoty teplot posuzovaných směsí (o jeden řád vyšší). Uvádíme tabulku se správnými hodnotami a zároveň se velice omlouváme autorovi článku. Tab. 4 Sledování vývoje tekutosti tří směsí v čase (rozliv cementového tmelu z kužele výšky 90 mm) of consistency of 3 mixes in time

Označení receptury 1 – se zpomalovačem 2 – základní 3 – s upravenými dávkami jemných příměsí

44

teplota směsi [°C] rozliv (průměr koláče) [mm] teplota směsi [°C] rozliv (průměr koláče) [mm] teplota směsi [°C] rozliv (průměr koláče) [mm]

15 23,6 230 23,3 235 26,8 223

30 22,2 238 22,9 240 25,0 233

60 22,0 248 22,7 248 23,9 240

❚

Tab 4

Doba zrání [min] 90 120 22,0 21,2 250 243 21,9 21,3 243 248 23,2 22,7 240 235

Monitoring of development

150 20,9 235 20,9 245 22,2 230

365 – – 20,7 220 – –


409 20,7 213 – – – – ❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

❚


FINSKÉ BETONOVÉ ŠKOLSTVÍ – TEACHING BY DOING

1

2 Obr. 1 Model pavilonu v měřítku 1:10

Ve Finsku jsou součástí výuky betonu na řadě škol i ateliéry nebo kurzy, kde mají studenti možnost seznámit se s učivem i po praktické stránce, stát se součástí týmu, pozorovat a především ovlivňovat celý výrobní proces od počátku až po dokončení finálního výrobku. Např. studenti prvního ročníku architektury na Technické univerzitě v Helsinkách se v rámci povinných předmětů seznamují se všemi běžnými stavebními materiály. Kolem padesáti studentů architektury a krajinářství se každoročně účastní čtyřtýdenního kurzu zaměřeného na beton. Již několik let je cílem tohoto kurzu navrhnout 2 železobetonový pavilon o ploše 30 m a vyrobit betonový model v měřítku 1:10. Každý tým o čtyřech až pěti studentech si vybere místo uvnitř zadaného území na pobřeží Helsinek a snaží se, aby podoba navrženého pavilonu odrážela atmosféru a smyslové zážitky zadaného místa – experimentováním s prostorem, konstrukcí a povrchem. Studenti kurzů stavebního inženýrství na Technické univerzitě v Tampere zase mohou navštěvovat ateliér zaměřený na beton, kde poznávají architektonické možnosti beto1/2010

❚

nu při výrobě „fasádní“ betonové desky. Dvou až čtyřčlenné týmy navrhují betonové desky o rozměrech 400 × 400 × 40 mm, vyrobí pro ně formy, namíchají beton, odlijí je a provedou povrchové úpravy. Cílem učební metody „teaching by doing“ je zkombinovat teorii a praxi. Studenti nejsou pouhými pozorovateli, mají možnost aktivně se účastnit, vše si „osahat“ a zažít. Poznat zblízka celý proces výroby a zjistit možnosti betonu jako stavebního materiálu. Současně se naučí spolupracovat v týmech a uvědomí si důležitost všech fází výroby pro úspěšné dosažení cíle. Přestože oba projekty vznikly již před několika lety a jejich téma se nemění, každým rokem studenti přicházejí s novými nápady a přístupy.

Obr. 2 Studenti při přípravě formy pro desku Obr. 3 a), b) Dokončená deska

3a

připravila Lucie Šimečková

Literatura: [1] Väisänen P.: Aistipavilonki – Ensimmäisen vuosikurssin betonityö 2009 otainiemen arkkitehtuurin laitoksella, Betoni 4/2009, str. 36–39 [2] Pesonen M.: Columbo blue, barbed wire, kosketus, shakki, verilöyly... – TTY:N Arkkitehtuurin laitoksen betonistudio 2009, Betoni 4/2009, str. 40–43


3b

45

VĚDA A VÝZKUM

❚


NAVRHOVÁNÍ NEPŘÍMO ULOŽENÝCH A SLOŽENÝCH KONZOL S POUŽITÍM MODELŮ NÁHRADNÍ PŘÍHRADOVINY ❚ DESIGN INDIRECT SUPPORTED AND COMBINED CORBELS WITH STRUT-AND-TIE MODELS Jiří Šmejkal, Jaroslav Procházka

N E P Ř Í M O U L O Ž E N É K O N Z O LY

Článek uvádí modely náhradní příhradoviny pro analýzu nepřímo uložených lokálních a průběžných konzol a vícenásobných konzol. Doporučení pro jejich vyztužení jsou uvedena na základě nelineárních analýz, praktických zkušeností a závěrů experimentů. Návrhové modely náhradní příhradoviny vycházejí z ČSN EN 1992-1-1, DIN 1045-1 a dalších odborných publikací. V závěru je zhodnocen vliv nepřesností při výrobě a montáži prvků s konzolami.

❚

The article

introduces strut-and-tie models for the analysis of indirect supported local and continuous corbels and composite corbels. Based on the non-linear analyses, experiences and measurements, the recommendation for their detailing are given. The strut-and-tie design models are based on ČSN EN 1992-1-1, DIN 1045-1 and other special publications. The influences of production and assembling inaccuracies of the elements with corbels are evaluated in the end of the article.

1a

1b

2

3

46

Konzoly mohou být z hlediska jejich poměrného vyložení krátké nebo dlouhé. Z hlediska zatížení mohou být konzoly přímo nebo nepřímo zatížené a z hlediska napojení na konstrukci mohou být uložené přímo (konzoly přímo uložené) nebo mohou být zavěšené (konzoly nepřímo uložené). Principy návrhu přímo uložených konzoly byly uvedeny v [7]. Nepřímo uložené konzoly (zavěšené konzoly) jsou z hlediska návrhu složitější než přímo uložené. Nepřímo uložené konzoly mohou být umístěny např. při spodním líci trámů (obr. 1) nebo mohou být průběžné (obr. 2) nebo vícenásobné (obr. 3). Způsob uložení zavěšené konzoly velmi zásadním způsobem mění geometrii modelu náhradní příhradoviny. Na obr. 4 jsou zobrazeny nejčastější případy, kdy těžiště opření tlačené diagonály se uvažuje v těžišti krajní podélné výztuže podporujícího prvku. Zatížení konzoly se přenáší hlavní tlačenou betonovou diagonálou do styčníku 1, který je oproti přímo uložené konzole posunut do oblasti uzavřené výztuží podporujícího prvku (obr. 5). Ve styčníku 1 se setká-


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

vají dvě betonové vzpěry a jedno táhlo. Jedná se o styčník CCT [6], ve kterém se uvažuje pevnost betonu porušeného trhlinami. Táhlo představují přilehlé větve třmínků, které vynášejí zatížení k hornímu líci podporujícího prvku (proto se někdy uvádí zavěšená konzola místo nepřímo uložené konzoly). Třmínky podporujícího prvku tedy musí přenést nejen tahy od posouvající síly a kroucení podporujícího prvku, ale navíc i tah ze styčníku 1 odpovídající zatížení na konzole. Posunutím styčníku 1 do oblasti za třmínkovou výztuž podporujícího prvku se výrazně zkracuje rameno vnitřních sil a prodlužuje rameno vnější síly. Z tohoto důvodu jsou nepřímo uložené konzoly především konzoly dlouhé (viz [7]). Umístění styčníku 1 vychází z předpokladu zakotvení tažené větve třmínku pomocí podélné krajní výztuže podporujícího prvku [1]. Vzhledem k opření tlakové diagonály lze bezpečně předpokládat, že styčník CCT je umístěn v krajní podélné výztuži podporujícího prvku v úrovni jejího horního povrchu (obr. 5a, b). Pokud je podporující prvek namáhán ohybem a v místě uložení konzoly dojde k rozvoji trhlin v oblasti tažené podélné výztuže, doporučuje se redukovat pevnosti betonu v místě styčníku 1. Nosníky s nepřímo uloženou konzolou mají nejčastěji tvar L průřezu nebo obráceného T průřezu (v místě konzoly). U těchto podporujících nosníků se musí vynášet zatížení z konzoly k hornímu líci nosníku. U oboustranných konzol se symetrickým zatížením se obvykle vynášející výztuž stanoví z celkového svislého zatížení konzol (ΔTt = FEd) a přidá-

❚


vá se ke standardní smykové výztuži. U jednostranných konzol nebo u nesymetricky zatížených konzol se stanoví přírůstek tahu ve svislých třmínkách v místě konzoly podle vztahu (obr. 4): ⎛ a ⎞ ⎟, Δ Tt = FEd ⎜⎜1+ ⎟ ⎝ bb ⎠

(1)

kde ΔTt je přírůstek tahové síly v přilehlé větvi svislého třmínku od zatížení konzoly, a rameno vnější síly FEd a bb osová vzdálenost větví svislých třmínků. Uvedená hodnota vychází z předpokladu přenesení síly FEd do bližší větve svislých třmínků, kde z momentové rovnováhy vodorovného řezu celým prvkem v úrovni horního líce konzoly k těžišti této větve stanovíme tlakovou sílu Δ Fc působící na opačné straně průřezu než je konzola (obr. 4). Podle [13] je vztah pro více vyložené konzoly (pro které platí a/b ≥ 0,5) velmi konzervativní a lze jej upravit na vztah: ⎛ 5 3a ⎞ ⎟, Δ Tt = FEd ⎜⎜ + ⎟ ⎝ 8 4bb ⎠

(2)

Pro vztah (2) je nutným předpokladem splnění podmínek: • výška konzoly je výrazně menší než celková výška průřezu podporujícího prvku, • pro vyložení konzoly platí a/b ≤ 0,5. Do hodnoty vyložení konzoly a/b ≥ 0,5 platí ΔTt = FEd. Srovnání obou vztahů je na obr. 6 (převzato z [4] a [13]). Pro konzolové pásy se doporučuje užívat konzervativní vztah (1).

Obr. 1 a) Konzola nepřímo uložená na nosníku, b) konzola nepřímo uložená na průvlaku, nelineární analýza programem ATENA ❚ Fig. 1 a) Indirect supported corbel on the beam, b) indirect supported corbel on the beam, nonlinear analysis by ATENA program Obr. 2 Spojitá, nepřímo uložená konzola ❚ Fig. 2 Continuous indirect supported corbel Obr. 3 Nepřímo uložená vícenásobná konzola, pohled zdola ❚ Fig. 3 Indirect supported combined corbel, bottom view

z

Obr. 4 Nepřímo uložená konzola – model náhradní příhradoviny, a) jednostranná konzola, b) oboustranná konzola ❚ Fig. 4 Indirect supported corbel – S&T model, a) one side corbel, b) both sides corbel

z

z

z

4a

4b

Obr. 5 Nepřímo uložená konzola, a) jednostranná konzola – styčník 1 – CCT, b) oboustranná konzola – styčník 1 – CCT ❚ Fig. 5 Indirect supported corbel, a) one side corbel – nodal point 1 – CCT, b) both sides corbel – nodal point 1 – CCT

FEd

a av

Ft1 Fc

y1

cnom

cnom Fc 0

z

d

y1

Fc

0

z

d

cnom

1

1/2010

Fc

Ft1

cnom 5a

FEd

a av

2x1

1

x1

5b

❚


47

❚

VĚDA A VÝZKUM

SCIENCE AND RESEARCH bb

T FEd

a

b

lK

bb

av

t

1+ 2,0

a bb

Mt =FEd (a+0,5bb)

Tt =FEd(1+a/bb) FEd

5 3a 8 4bb

1,0

zK

1,5

Fc =FEd cot

Fc

7

8

C

1 h K - xK a

aK

Obr. 9 Redukce kroucení průvlaku s nepřímo uloženou konzolou ❚ Fig. 9 Torsion reduction of the beam with indirect supported corbel

C

Obr. 10 a) Spojitá nepřímo uložená konzola pro uložení schodišťového ramene, b) spojitá konzola desky, platí pro napětí pod styčnou deskou σ ≤ 0,08 fck ❚ Fig. 10 a) Continuous indirect supported corbel for placing of stairs arm, b) continuous corbel band of the plate, only for σ ≤ 0,08 fck

T

TH

b)

h dK K

Obr. 8 Model pro návrh nepřímo uložené konzoly – metoda poruchové trhliny ❚ Fig. 8 Design model for indirect supported corbel – failure crack method

trn9b zajištěný nosná zálivka smyčkami výztuže

A

zK

Obr. 7 Model náhradní příhradoviny s šikmým výztužným prutem ❚ Fig. 7 The S&T model with inclined reinforcing

TH

a)

C

h d´

Obr. 6 Přírůstek tahové síly v krajní větvi třmínku v závislosti na poměrném vyložení konzoly ❚ Fig. 6 Relation between tension force increase outside stirrup arm and corbel overhang

nosná zálivka

TH

H Ed

xK

6

9a

Tt Ft 45°

1,0

FEd

TD =FEd /sin

a bb 0,5

očekávaná poruchová trhlina

TH

svařovaný styk

nosná zálivka C TH

c) zakotvení tahu pomocí spojkou připojeného výztužného prutu

9

P O S T U P N ÁV R H U N E P Ř Í M O U L O Ž E N É K O N Z O LY PODLE ČSN EN 1992-1-1

Základní model pro návrh nepřímo uložené konzoly podle ČSN EN 1992-1-1 [1] je na obr. 4. Návrh vnitřních sil u nepřímo uložené konzoly vychází obdobně jako u přímo uložených konzol [7] z podmínky rovnováhy ve styčníku 1 ve svislém směru (obr. 5). Odtud stanovíme šířku tlačené oblasti x1 v těžišti krajní podélné výztuže podporujícího prvku. Z momentové rovnováhy ve styčnía FEd

ku 1 stanovíme výšku tlačené oblasti y1. V dalším stanovíme rameno vnitřních sil z a rameno vnějších sil a. Z jejich poměru dopočteme sklon tlačené diagonály θ. Hlavní tahovou sílu stanovíme z rovnováhy ve vodorovném směru ve styčníku 2. Z rovnováhy ve svislém směru stanovíme tlakovou sílu v betonové diagonále. Jako u dlouhé konzoly je nutné navrhnout svislé třmínky v oblasti mezi lícem podporujícího prvku a vnitřním lícem styčné – ložiskové desky. Při návrhu použijeme vztahy uve-

DETAIL "A" 4ds c 2

FEd "A" z

10a

c1 dbr c1 ds 10b

48


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

dené v [6] a [7]. Obdobně jako u přímo uložené konzoly je doporučeno uvažovat s vodorovnou silou minimální velikosti H Ed = 0,2 FEd. Nepřímo uložená konzola představuje rámový roh s kladným působením ohybového momentu (rámové rohy viz následující kapitoly). Při návrhu rámových rohů se doporučuje vkládat šikmou výztuž, která je účinnější pro redukci vznikající poruchové trhliny než soustava ortogonální výztuže. Stejný princip můžeme použít i při vyztužování nepřímo uložených konzol. Model náhradní příhradoviny se šikmou výztuží je na obr. 7. Šikmá tahová výztuž vynáší zatížení konzoly do oblasti blízké těžišti průřezu podporujícího nosníku. Model náhradní příhradoviny je kinematický a není schopen přenášet žádná vodorovná zatížení. Proto jej nelze nikdy použít pro přenos celého zatížení (maximálně 50 % celkového zatížení) a je nutné jej kombinovat s modelem na obr. 4a nebo 4b. Použijeme-li kombinovaný model, je obtížné stanovit, jakou část zatížení přenáší model podle obr. 4 a jakou část model podle obr. 7. Reálné rozdělení zatížení vyplývá z poměru tuhostí jednotlivých modelů, které jsou obtížně stanovitelné. Proto lze použít dle [4] zjednodušení a navrhnout vyztužení obou modelů na 60 % celkového svislého zatížení. Vodorovné zatížení je možné přiřadit pouze k modelu podle obr. 4. Velmi důležité je překontrolovat dostatečné zakotvení tahové výztuže v příslušném styčníku. Při horním líci navrhujeme tahovou výztuž ve formě smyček a při návrhu kotvení lze využít kladný vliv tlaku pod styčnou deskou. Pro zakotvení šikmé výztuže je v rohu konzoly velmi málo prostoru a běžné kotvení smyčkami nevyhovuje. Obvykle je nutné řešit zakotvení šikmé tahové výztuže kotevními spojkami nebo přivařenou kotevní deskou. Pokud v návrhu nevyužijeme únosnost šikmé tahové výztuže vzhledem ke krátké délce na zakotvení, je vhodné vkládat konstrukční šikmé pruty ve formě smyček. V praxi se při návrhu zavěšených konzol často používá jiný model (obr. 8) [12], který vychází z předpokládaného průběhu poruchové trhliny. Předpokládá se, že poruchová trhlina vychází z taženého rohu konzoly a směruje šikmo ke spodnímu líci podporujícího prvku. Sklon trhliny lze uvažovat v souladu s [1] hodnotou 45º, maximálně však do poloviny šířky podporujícího trámu. Při experimentech je obvykle poloha poruchové trhliny posunuta směrem k vnitřní hraně styčné desky, předpokládaná poloha však dává nepříznivější výsledky, a proto se takto uvažuje. Šikmá trhlina oddělí z celkového prvku část konzoly (barevně zvýrazněno na obr. 8 žlutou barvou), kterou předpokládáme dokonale tuhou. Při návrhu nejprve odhadneme výšku tlačené oblasti x k z rovnováhy ve vodorovném směru xk =

Ft − H Ed 0,8 b fcd

,

(3)

kde Ft je tahová síla v hlavní tažené výztuži, b šířka konzoly nebo šířka oblasti, na které se roznáší zatížení konzoly, HEd vodorovné zatížení konzoly a fcd návrhová pevnost betonu prvku. Pro předběžný návrh množství hlavní tahové výztuže (a tím i Ft) lze použít běžné návrhové tabulky. V těžišti tlačeného pasu předpokládáme styčník 1 (obr. 8). Z rovnováhy ve styčníku 1 stanovíme tahovou sílu v krajní větvi třmínku podporujícího prvku Ft = FEd a z momentové rovnováhy stanovíme skutečnou velikost síly Ft 1/2010

❚

❚


Ft zk = FEd a + HEd (zk + d' + Δh) – Tt(a – ac),

(4)

kde zk je rameno vnitřních sil konzoly zk = hk – d' – 0,4xk, a rameno vnější síly FEd, jehož hodnota je a = ak + hk – xk a ak vzdálenost mezi působištěm FEd a lícem podporujícího prvku. Ostatní veličiny jsou patrné z obr. 8. Uvedený postup modelu s poruchovou trhlinou nepřináší ve srovnání s metodou náhradní příhradoviny žádné výhody. Naopak, tento model je založen na Bernoulliho hypotéze zachování rovinnosti deformovaného průřezu, která není splněna, protože se jedná o poruchovou oblast. Model uvažuje odtrhávanou část konzoly jako tuhé těleso, což také neodpovídá skutečnosti. Vypočítané vnitřní síly jsou v modelu s poruchovou trhlinou jen mírně nižší, protože uvažovaná ramena vnitřních sil jsou větší než v modelu náhradní příhradoviny. I model náhradní příhradoviny představuje velké zjednodušení skutečnosti. Jedná se o zjednodušené řešení poruchové oblasti, které je na straně bezpečnosti. Pro přesná řešení poruchových oblastí je nutné použít software, umožňující nelineární výpočty a modelování výztuže dle skutečného návrhu prvku (např. program ATENA). Při jednostranně zatížených konzolách vznikají v podporujících prvcích – průvlacích nebo trámech krouticí momenty. Krouticí momenty lze zredukovat pomocí speciálních zakotvení podle obr. 9. Při návrhu je vždy nutné uvedené zakotvení posoudit a posoudit prvek na všechny montážní stavy, při kterých ke kroucení bude docházet, pokud nebude prvek vhodně montážně podepřen. Příklady z obr. 9 redukují kroucení podporujícího prvku pouze v konečném stavu, nikoliv při montáži. U nepřímo uložených konzol platí stejné zásady vytužení jako u dlouhých konzol [7]. P R Ů B Ě Ž N É K O N Z O LY A S M Y K O V Ě N E V Y Z T U Ž E N É K O N Z O LY

Nepřímo uložené průběžné konzoly se užívají pro uložení deskových prvků s ozubem, např. schodišťová ramena, vložená desková dilatační pole apod. (obr. 10b). Průběžné konzoly u desek obvykle nemají smykovou výztuž konzoly a místo vodorovných výztužných smyček se konzola vyztužuje pouze svislými třmínky. Průběžné konzoly bývají méně zatížené. Při napětí pod styčnou deskou do hodnoty σ ≤ 0,08 fck, může být styčná deska posunuta blíže k okraji než u klasické konzoly. Její umístění je omezeno minimální vzdáleností jejího okraje od hrany konzoly a minimální vzdáleností působiště zatížení od středu ohybu svislého třmínku. Pokud uvažujeme roznášení v betonové krycí vrstvě pod úhlem 45º, tlačená betonová diagonála zasahuje až k líci konzoly a není ovinuta výztuží jako u klasických konzol. Předpokládá se tedy, že příčná tahová napětí v betonu nepřekročí pevnost betonu v tahu (obr. 10a). Z tohoto důvodu také není nutné navrhovat svislou a vodorovnou třmínkovou výztuž vlastního konzolového pásu, pro kterou není v běžných konzolových pásech dostatečné místo. Při návrhu průběžné konzoly je nutné jako u klasické konzoly navrhnout taženou výztuž při horním líci a překontrolovat únosnost tlačené betonové diagonály s tím, že vznikající příčné tahy musí spolehlivě přenést beton v tahu. Styčník 1 se jako u nepřímo uložených konzol předpokládá nad těžištěm podélné výztuže (obr. 5). Z polohy styčníku 1 vyplývá geometrie modelu a sklon tlačené betonové vzpěry θ. Pro zjednodu-


49

❚

VĚDA A VÝZKUM

B

Půdorys 250

250

Řez B-B

250

255

250

570

400

200 200

570

570

A

A

180

590

590

570

180

250


50

80

500

80

120

Řez A-A

50

120

B

250

255

11b

11a Obr. 11 a) Vícenásobná konzola, b) nelineární analýza vícenásobné konzoly programem ATENA – průběh minimálního hlavního napětí v betonu, c) průběh napětí ve výztuži ❚ Fig. 11 a) Multiple corbel, b) nonlinear analysis of the multiple corbel by the software system ATENAdevelopment of the minimum main stress in concrete, c) stress development in the reinforcing bars Obr. 12 Vícenásobná konzola, a) příklad, b) model náhradní příhradoviny ❚ Fig. 12 Multilple corbel, a) example, b) S&T model Obr. 13 Konzola a ozub nosníku, a) s vodorovnými smyčkami, b) se svisle kotvenou výztuží ❚ Fig. 13 Corbel and gerber beam, a) with horizontal loop reinforcement, b) with vertical anchored reinforcement

11c

šení návrhu můžeme stanovit únosnost ve smyku konzolového pásu jako smykem namáhané desky podle vztahu: 1/3

VRd, c = [CRd, ck(100ρl fck)

]bwd ≥ vminbwd

(5)

kde fck je pevnost betonu v tlaku [MPa], k = 1+ 200 / d ≤ 2,0 , kde d [mm]; ρl = Asl / (bwd) ≤ 0,02; Asl plocha tahové výztuže, která je dostatečně zakotvena za posuzovaným průřezem (zasahuje do vzdálenosti ≥ (lbd + d) za posuzovaný průřez); bw nejmenší šířka konzolového pásu [mm] a CRd,c = 0,18 / γc = 0,12. Podle článku 6.2.2 (6) normy [1] lze svislou zatěžovací sílu redukovat součinitelem β. Hodnotu součinitele stanovíme jako

β = av / 2d,

(6)

kde av je vzdálenost mezi vnitřním lícem styčné desky a osou přilehlé větve třmínku podle obr. 4 a d účinná výška konzolového pásu. Přitom posouvající síla VEd stanovená bez redukce musí splňovat podmínku (7) VEd = 0,5bwd v fcd ,

(7)

kde fcd je návrhová pevnost betonu v tlaku a v = 0,6(1 – fck / 250) je redukční součinitel pevnosti betonu při porušení smykem. 50

V Í C E N Á S O B N É K O N Z O LY

Vícenásobné konzoly jsou konzoly, na kterých je uloženo více prvků – průvlaků, vazníků nebo trámů (obr. 11a). Konzoly jsou zatíženy více silami v různých působištích. Pro návrh vícenásobných konzol je možné využít pouze speciální software na nelineární prostorové výpočty (např. ATENA 3D – obr. 1b, 11b a 11c). Pokud podobný software při návrhu vícenásobné konzoly není dostupný, použijeme pro návrh vícenásobný model náhradní příhradoviny. Pro každé zatížení sestavíme zvláštní model náhradní příhradoviny. Společná místa, jako je např. opření konzoly do sloupu – styčník 1 nebo hlavní tahová výztuž, musíme řešit společně pro všechny modely. Vícenásobná konzola je na obr. 11 a 12. Např. pro konzolu na obr. 12a je model náhradní příhradoviny na obr. 12b. Při návrhu se nejprve stanoví výška tlačené oblasti x1 dle vztahu: x1 =

FEd 1 b σ Rd, max

+

FEd 2 b σ Rd, max

,

(8)

kde b je šířka konzoly, FEd1 a FEd2 jsou vertikální zatížení konzoly. Obdobně jako u jednoduché konzoly stanovíme ramena vnějších sil a1 a a2. Hlavní tahovou sílu stanovíme z momentové podmínky a silové podmínky ve svislém směru ve styčníku 1 a dopočteme výšku tlačené oblasti.


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

FEd 1 HEd1+2

FEd2

FEd2

❚


a1

a2

FEd1

FEd2

HEd1+2

Ft1

4

5

Fc5 Fc1 Fc

12a

Fc3

1

y1

FEd1 HEd1

x1 FEd

2

O2

h

d/

z d hk

Ft2 Fc2

a1/2

12b

U prostorově zatížených vícenásobných konzol se postupuje obdobně. Zatížení rozložíme do základních směrů a řešíme každou oblast zvlášť. Zatížení se směrem k podporujícím prvkům sčítají. U konzoly zatížené více silami je nutné vždy překontrolovat kroucení konzoly při nesymetrickém zatížení. Veškerá výztuž zachycující krouticí účinky se musí v plné hodnotě přidat k navržené výztuži podporující konstrukce. Dále je nutné u složených konzol uvažovat všechny zatěžovací stavy včetně montážních. V L I V N E P Ř E S N O S T Í P Ř I V Ý R O B Ě A M O N TÁ Ž I PRVKU S KONZOLAMI

Při návrhu konzol a ozubů je nutné zohlednit výrobní a montážní tolerance. I při dodržení přípustných tolerancí při výrobě prvků a při velmi pečlivé montáži může být rameno vnějších sil působících na konzole významně odlišné od hodnoty uvažované ve statickém výpočtu. Mezi výrobní tolerance prvku musíme uvažovat i nepřesnost v uložení výztuže. Poloha výztuže ovlivňuje i geometrii použitého modelu náhradní příhradoviny [11]. Pro lokalizaci místa uložení je doporučeno použít úložné prvky např. neoprénová či jiná ložiska. Při menších zatí-

x sloup s konzolou

x sloup s konzolou

c4 a1

a aK

a0

d3 a 1 r3 c3 c4

c1 a VK

d2

a1

nosník s ozubem

c2 x

(9)

kde a je délka uložení; σEd napětí v betonu pod ložiskem σEd = FEd / (a1 . b1); a1 základní (čistá) délka ložiska, pro kterou platí a1 = FEd / (b1 . fRd), ne však menší než hodnota uvedená v tab. 1 podle [1] a [5]; FEd návrhová hodnota reakce v uložení; b1 šířka ložiska, pokud je b1 = 600 mm a prvek je uložen do maltového lože nebo na neoprénové či jiné ložisko, lze uvažovat rovnoměrné roznesení v příčném směru; fRd návrhová hodnota pevnosti v uložení: fRd = 0,4 fcd pro suché uložení bez ložiska nebo malty, fRd = fbed ≤ 0,85 fcd pro všechny ostatní případy; fcd návrhová pevnost betonu v tlaku, uvažuje se menší z hodnot konzoly a ozubu; fbed návrhová pevnost materiálu ložiska; d2 vzdálenost ložiska ke kraji podporujícího prvku pro redukci odštěpení prvku: • při vyztužení vodorovnými smyčkami (obr. 13a) platí d2 > a2 ≥ c1 + c 2,

d3 a 1 c3 a VK

1/2010

a = a1 + d2 + d3 + Δd ,

a0

c1

13a

ženích lze použít i maltové lože. Ložiska koncentrují zatížení do styčné plochy, která musí být dostatečně vzdálena od hrany prvku, aby nedošlo k ulomení jeho hrany. Pod ložiskem uvažujeme rovnoměrné roznesení zatížení. Délku uložení a (obr. 13) lze vyjádřit následovně

r2 d2 c2 nosník s ozubem

x

x

a aK

x

13b

❚


51

VĚDA A VÝZKUM Tab. 1 Minimální hodnota a1 [mm] of a1 [mm]

❚

SCIENCE AND RESEARCH ❚

Tab. 1

Minimum value

Poměr σEd / fcd

Typ uložení Liniové uložení (desky) žebrové stropy Soustředěná a vaznice podpora nosníky

≤ 0,15 25

0,15 ÷ 0,40 30

> 0,4 40

55

70

80

90

110

140

Tab. 2 Předpokládaná neúčinná vzdálenost a2 [mm] k vnějšímu konci podporujícího prvku ❚ Tab. 2 Distance a2 [mm] assumed ineffective from outer end of supporting member

Materiál podporující konstrukce Železobetonová konstrukce < C30/37 Prostý beton a železobeton < C30/37

liniové uložení soustředěná podpora liniové uložení soustředěná podpora

Poměr σEd / fcd ≤ 0,15 5

0,15 ÷ 0,40 10

> 0,4 15

10

15

25

10

15

25

20

25

35

Tab. 3 Předpokládaná neúčinná vzdálenost a3 [mm] k vnějšímu konci podporovaného prvku ❚ Tab. 3 Distance a3 [mm] assumed ineffective beyond outer end of supported member

Způsob vyztužení styčníku Spojitá výztuž nad vnitřní podporou Rovná výztuž nebo vodorovné smyčky ukončené za ložiskem Svislé výztužné smyčky

Způsob uložení Liniové uložení Soustředěná podpora 0 0 15 5 nejméně však cnom cnom + vnitřní poloměr 15 smyčky (r2 nebo r3)

Tab. 4 Přídavek Δa2 pro odchylku světlé vzdálenosti mezi líci podpěr ❚ Tab. 4 Allowance Δa2 for deviations for the clar distance betwen the faces of the supports

Materiál podporující konstrukce Δa2 Ocel a prefabrikovaný železobeton 10 ≤ L / 1200 ≤ 30 mm Zdivo a monolitický železobeton 15 ≤ L / 1200 + 5 ≤ 40 mm Kde L [m] je rozpětí mezi podpěrami

Literatura: [1] ČSN EN 1992-1-1 Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, ČNI 2006 [2] Reineck, K. H.: Modellierung der D-Bereiche von Fertigteilen. BetonKalender 2005, Ernst & Sohn, A Wiley Company, 2005, ISBN 3-433-01670-4 [3] Bachmann H., Steinle A., Hahn V.: Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau. BetonKalender 2009, Ernst &Sohn A Wiley Company, 2009, ISBN-10-3-433-01854-5 [4] DIN 1045-1(08/2008) Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion, DIN Deutsches Institut für Normung s. V. Beuth Verlag GmbH, Berlin [5] DAfStb Heft 525 Beuth Verlag GmbH, Berlin, září 2003 [6] Šmejkal J., Procházka J.: Navrhování s použitím modelů náhradní příhradoviny, Beton TKS 5/2009, str. 80-85 [7] Šmejkal J., Procházka J.: Navrhování konzol s použitím modelů náhradní příhradoviny, Beton TKS 6/2009, str. 48-53 [8] ČSN P ENV 13670-1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení ČNI 2001 [9] ČSN EN 730205 Geometrická přesnost ve výstavbě. Navrhování geometrické přesnosti. ČNI 1995 [10] ČSN EN 13369+ změna A1 Společná ustanovení pro betonové prefabrikáty, ČNI 2006 [11] Šmejkal J., Procházka J.: Statický výpočet konzol a ozubů a výrobní tolerance prvků. 16. konf. Betonářské dny 2009. Hradec Králové, ČBS Servis, s. r. o., 2009 [12] Paul J. a kol.: Navrhování betonových konstrukcí podle ČSN 731201, SNTL 1968, Praha [13] Graubner C. A.: Zur Bemessung von Stahlbetonbalken bei unsymetrischer Belastung aus Konsolenbänder, Bauingenieur 59 (1984), Spinger-Verlag 1984, BRD

Obr. 14 Montážní tolerance, a) poloha sloupu, b) světlá vzdálenost mezi sloupy ❚ Fig. 14 Montage tolerances, a) column position, b) net distance between columns Obr. 15 Tolerance polohy osy ložiska, a) pro návrh konzoly, b) pro návrh ozubu ❚ Fig. 15 Tolerance of the bearing axis, a) for corbel design, b) for Gerber beam design

L+

Lx +

lo

lK + lK

Ly +

lO+

x 14

15

• při vyztužení se svisle kotvenou výztuží (obr. 13b) platí d2 > a2 + r 2 ≥ c1 + c 2 + r 2; roznášení v betonové krycí vrstvě je uvažováno pod úhlem 45º, c1, c2 je betonové krytí výztuže podporujícího prvku, a2 předpokládaná neúčinná vzdálenost k vnějšímu líci podporujícího prvku, hodnota a2 podle [1] a [5] je v tab. 2; d3 vzdálenost ložiska ke kraji podporovaného prvku pro redukci odštěpení prvku: • při vyztužení vodorovnými smyčkami platí d 3 > a3 ≥ c 3 + c4, 52

• při vyztužení svisle kotvenou výztuží platí d 3 > a 3 + r 3 ≥ c 3 + c 4 + r 3, c3, c4 je betonové krytí výztuže podporovaného prvku, a3 předpokládaná neúčinná vzdálenost k vnějšímu líci podporovaného prvku, hodnota a3 podle [1] a [5] je v tab. 3; Δd celková mezní odchylka uložení, kterou lze vyjádřit 2 2 Δ d = Δa2 + Δa3 , Δa2 mezní odchylka pro světlé vzdálenosti mezi podporujícími prvky (tab. 4), Δa3 mezní odchylka délky podporovaného prvku Δa3 = ln / 2 500, ln délka podpíraného prefabrikátu – prvku a r2 a r3 jsou vnitřní poloměry zakřivení


❚

1/2010

VĚDA A VÝZKUM

❚


výztuže ve svislém směru podpírajícího a podporovaného prvku. Význam uvedených a dalších veličin je patrný také z obr. 13. Pro jednotlivé prostě uložené prefabrikáty bez možnosti redistribuce je doporučeno zvětšit délku uložení a podle rovnice (9) o 20 mm. Pokud se použijí posuvná ložiska, je nutné délku uložení příslušně upravit podle délky předpokládaného posunu. Při výrobě prvků dochází k nepřesnostem. Podle [10] je výrobní délková tolerance tyčových prvků

ΔL = ±(10 + L / 1000) ≤ ±40 mm,

(10)

kde L je délka prefabrikátu. Pro průřezové rozměry velikostí odpovídajících konzole a ozubu je návrhová odchylka rozměru ±15 mm. Návrhová odchylka v poloze výztuže je +15 mm a -10 mm [8]. Při montáži sloupů dochází rovněž k nepřesnostem. Přípustné odchylky v uložení prvků jsou definovány v [8] a [9]. Poloha sloupu ve vodorovném směru má návrhovou odchylku ± 25 mm (obr. 14a). Návrhová odchylka délky volného prostoru mezi sloupy, a tím i mezi líci konzol, je větší z hodnot L/600 a ± 25 mm (obr. 14b). Návrhová odchylka svislosti sloupů je větší z hodnot ± H/300 a ± 15 mm. Pro vodorovné dílce platí vodorovná odchylka od osy ± 25 mm a prostor mezi prvky – větší z hodnot ± L/500 a ± 15 mm, maximálně 40 mm. Poloha osy ložiska má toleranci Δ vůči okraji prvku podle [8]. Hodnota Δ je větší z hodnot ± L/20 a ± 15 mm podle obr. 15. Ve většině případů ozubů a konzol v pozemním stavitelství bude rozhodovat hodnota tolerance Δ = ± 15 mm. Polohu osy ložiska potřebujeme při výpočtu konzoly a ozubu, v obou případech budeme uvažovat nepříznivější hodnotu, tedy posun osy k okraji prvku. Ke změně návrhového modelu D-oblastí vedou i odchylky v poloze výztuže a rozměrové odchylky průřezů jednotlivých oblastí. Pro analýzu uvedených odchylek chybí dostatečné soubory měření a v době návrhu oblastí nebudou většinou k dispozici. Proto je vhodné posunout při návrhu oblasti působiště síly nebo reakce o 1/6 a1 k vnějšímu líci ložiska.

Navrhování ŽB průřezů podle nových evropských norem Nový software RIB RTcDesign poskytuje nezávislý a samostatně funkční statický návrh a posouzení běžných prutových nebo deskových železobetonových průřezů pozemních a mostních staveb. Podle nových norem řady ČSN EN tak lze velmi rychle a efektivně zajistit únosnost kritických řezů nosné konstrukce a dle požadavků na její životnost dále

Z ÁV Ě R

Nepřímo uložené – zavěšené konzoly jsou běžné konstrukční prvky při použití prefabrikovaných konstrukcí. Jejich řešení je náročnější ve srovnání s přímo uloženými konzolami. Obecně konzoly představují z hlediska bezpečnosti a spolehlivosti konstrukce velmi významné prvky. Proto je nutné jejich návrhu věnovat maximální pozornost. Na dokumentaci pro konzoly je nutné uvádět všechny závazné parametry a předpoklady, které jsou při návrhu použity. Pro vytvoření modelu náhradní příhradoviny obou oblastí je nutné uvážit toleranci polohy osy uložení a toleranci v umístění hlavní výztuže prvku. Působiště zatížení je tedy vhodné volit nikoli v ose uložení, ale ve vzdálenosti přibližně jedné třetiny délky uložení a1 od vnějšího líce uložení.

na mezních stavech použitelnosti vyhodnocovat šířku a stabilitu trhlin, napětí, popř. navrhovat i na mezní stav únavy. Informujte se o zaváděcí nabídce RTcDesign. Více podrobností se dozvíte na: www.rib.cz RIB stavební software s.r.o.

Tento příspěvek vznikl za podpory grantu GAČR 103/08/153.

Zelený pruh 1560/99 Ing. Jiří Šmejkal, CSc.

CZ-140 00 Praha 4

ŠPS statická kancelář

telefon: +420 241 442 078

Lísková 10, 312 16 Plzeň

telefax: +420 241 442 085

tel.: 739 613 929, mob.: 777 241 470

e-mail: [email protected]

e-mail: [email protected] Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Odborná společnost pro vědu, výzkum a poradenství ČSSI Komornická 15, 160 00 Praha 6 tel.: 222 938 907, mob.: 602 825 789 e-mail: [email protected]

1/2010

❚


53 RIB.indd 1

20.1.201

SOFTWARE ❚

SOFTWARE

NOVÝ SOFTWARE NA NAVRHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH PRŮŘEZŮ NA MEZNÍ STAVY ÚNOSNOSTI, POUŽITELNOSTI A ÚNAVY ❚ NEW SOFTWARE FOR DESIGN OF REINFORCED CONCRETE CROSS-SECTIONS DUE TO ULTIMATE, SERVICEABILITY AND FATIGUE LIMIT STATES Libor Švejda Článek popisuje nový program pro rychlé, nezávislé a samostatně funkční řešení statického návrhu a posouzení prutových, deskových nebo skořepinových železobetonových průřezů namáhaných na rovinný nebo šikmý ohyb s normálovou silou, posouvající silou a kroucením dle požadavků evropských norem řady ČSN EN. ❚

The paper describes a new software

for fast, independent and standalone structural design and verification of beam, slab or shell reinforced concrete cross-sections stressed by plane or biaxial moment with normal force, transverse shear force and torsion due to European standards, i.e. ČSN EN.

Definitivní přechod na nové evropské normy řady ČSN EN od 1. dubna 2010 klade na projektanty stavebních konstrukcí nebývalé nároky. Nejedná se

pouze o nezbytné mentální a časové investice na odborné zvládnutí nových norem. Efektivní zpracování běžných projekčních úkonů se již dlouhou dobu neobejde bez odpovídající softwarové podpory. Systém nových norem, vycházející u jednotlivých návrhů a posudků z odpovídajících mezních stavů, z korespondujících návrhových kombinací, příslušné škály kombinačních součinitelů, dílčích součinitelů bezpečnosti, spolehlivosti atd. tuto závislost jen prohlubuje. Projektanti, inženýři se s přechodem na nové normy neobejdou bez aktualizací používaného softwaru, popř. nákupu softwaru pro ně zcela nového. Toto je spojeno s nemalou finanční investicí – současně se však otevírá šance na kritické zhodnocení doposud používaných metod navrhování

a eventuální nová orientace zaběhnutých postupů. Softwarové společnosti reagují na vzniklou situaci různě a přinášejí na trh řadu novinek – např. samostatně funkční, snadno ovladatelný software na kombinace zatížení a navrhování železobetonových průřezů. Bez nutnosti vysokých investic mohou projektanti nadále využívat svoje stávající vybavení a externě navrhovat železobetonové průřezy na vypočtené vnitřní účinky. Kromě běžného návrhu na únosnost lze programem také posoudit šířku trhlin, napětí a únavu. RY C H L É A N E Z ÁV I S L É N AV R H O VÁ N Í

RIB RTcDesign je samostatně funkč® ní program pro Windows s pohodlným, intuitivním grafickým prostředím

1

54


❚

1/2010

SOFTWARE ❚

SOFTWARE

Obr. 1 Základní panely aplikace RIB RTcDesign ❚ Fig. 1 The main dialogs of RIB RTcDesign Obr. 2 Volba návrhové normy, třídy prostředí a přehled kombinačních součinitelů ❚ Fig. 2 The choice of design standard, exposure class and overview of combination factors Obr. 3 Možnosti zadání zatížení ❚ Fig. 3 The alternative input of loads Obr. 4 Základní typy průřezů ❚ Fig. 4 The main patterns of cross-sections

2

3

4

na zadání parametrizované geometrie stavebně běžných železobetonových průřezů, jejich zatížení a statický návrh, resp. posouzení na mezní stavy únosnosti, použitelnosti a únavy podle nových evropských norem pro pozemní a mostní stavby. Program v případě nutnosti vyhodnocuje kombinace zatížení, navrhuje a posuzuje podle následujících evropských norem a souvisejících předpisů: • pozemní stavby: ČSN EN 1992-1-1, obecná EN 1992-1-1, DIN 1045-1, ÖNorm B 1992-1-1 nebo BS EN 1992-1-1 • stavby mostů: ČSN EN 1992-2, obecná EN 1992-2, DIN Fachberichte 102, ÖNorm B 1992-2 nebo BS EN 1992-2

- minimální povrchová výztuž a výztuž na celistvost - minimální výztuž na posouvající sílu • Mezní stavy použitelnosti, MSP - omezení tlakových napětí v betonu - omezení napětí ve výztuži - minimální výztuž proti vzniku širokých trhlin - omezení šířky trhlin – stabilita trhlin - efektivní tuhosti se zpevněním v oblastech s porušeným betonem (tension stiffening) • Mezní stavy únavy, MS únavy - omezení rozkmitu napětí v podélné výztuži - omezení rozkmitu napětí v příčné výztuži - omezení rozkmitu tlakových napětí v betonu

Ř E Š E N É N ÁV R H Y A P O S U D K Y

Zatížení průřezů Průřez může být namáhán rovinným nebo šikmým ohybem s normálovou a posouvající silou, popř. včetně kroucení. Způsob namáhání průřezu je definován výběrem jeho typu. Možné jsou následující základní varianty namáhání: • nosníkový průřez na rovinný nebo šikmý ohyb,

Dle požadavků zvolené normy řeší program následující návrhy a posouzení: • Mezní stavy únosnosti, MSÚ - únosnost na rovinný a šikmý ohyb s normálovou silou - únosnost na posouvající sílu - únosnost na kroucení - návrh a posouzení smykové spáry 1/2010

❚


• kruhový průřez na rovinný nebo šikmý ohyb, • deskový průřez, • skořepinový průřez. Návrhové vnitřní účinky lze zadat volitelně buď přímo jako již hotové návrhové kombinace (např. výsledky výpočtu z externího programu), anebo po jednotlivých zatěžovacích stavech, s klasifikací jejich druhu účinku. Tyto jsou následně programem zkombinovány do příslušných návrhových kombinací s kombinačními součiniteli dle nastavené národní normy. Připraven (na 2. čtvrtletí 2010) je rovněž snadný import celé sady odpovídajících návrhových kombinací z tabulkových formátů, např. z MS Excel, pomocí „cut & paste“ přes standardní schránku Windows. Materiály Součástí programu je databanka všech běžných typů materiálů pro beton, výztuž a předpjatou výztuž dle nastavené normy. Návrhové parametry materiálů s normativním označením nelze měnit. Lze použít všechny běžné a vysokopevnostní betony od C16/20 55

SOFTWARE ❚

SOFTWARE

5

7

6

8

do pevnostní třídy betonu C100/115 dle EN 206. Pod uživatelským označením materiálu lze zadat libovolné návrhové parametry materiálů, tzn. betonu, měkké a předpínací výztuže. Typy průřezů, řešené dílce Základní verze programu obsahuje následující parametrizované průřezy: • deska / stěnodeska, • obdélník, průřez T, zdvojené T, • zdvojené T s různými náběhovými oblastmi horní a dolní pásnice a stojiny, osově nesymetrický průřez, • plný kruh a mezikruží (trubka). V rámci jednoho zadání, tj. vstupního 56

souboru, lze řešit libovolný počet návrhových řezů stejného typu pro různé návrhové účinky, které mohou reprezentovat např. kritické návrhové řezy konkrétního stavebního dílce. V přípravě jsou obecné, polygonální průřezy, s otvory a rozhraním importu geometrie ve formátu DXF. N ÁV R H Y A P O S O U Z E N Í DLE EVROPSKÝCH NOREM

Z hlediska návrhu a posouzení se předpokládá, že průřezy jsou namáhány převážně na ohyb. Volitelně lze uvažovat namáhání převážně na tlak (např. sloupy, stěny aj. tlačené dílce). Jako čistě průřezově orientovaný nemůže však

program v těchto případech poskytnout automatizované řešení související problematiky vzpěrné stability. Pro návrh se běžně uvažuje čas t0 hodnotou 28 dnů. Vliv dotvarování a smršťování průřezu se implicitně nezohledňuje. Výběrem druhu namáhání se současně řídí jak rozložení výztuže v průřezu, tak i minimální a maximální výztuž. Návrhy probíhají hierarchicky, tzn. že nutná výztuž na únosnost v ohybu se přebírá jako min. As pro omezení šířky trhlin a výztuž nutná pro omezení šířky trhlin se přebírá jako min. As pro posouzení únavy. Pro řešení MSÚ program nabízí jednu z následujících návrhových situací:


❚

1/2010

SOFTWARE ❚ Obr. 5 Návrhové parametry pro MSÚ ❚ Fig. 5 The settings of design parameters for ULS Obr. 6 Příklad kompaktního výstupu pro deskový průřez ❚ Fig. 6 The example of compact list for a slab cross-section Obr. 7 Návrhové parametry pro MS únavy a MSP ❚ Fig. 7 The settings of design parameters for SLS and fatique Obr. 8 Příklad kompaktního výstupu pro prutový průřez ❚ Fig. 8 The example of compact list for a beam cross-section

• stálá a dočasná situace (stálé a proměnné účinky), • mimořádná situace (náraz, požár, exploze, extrémní stavy vody), • mimořádné seizmické situace (zemětřesení). Návrhové parametry, jako druh namáhání, minimální výztuž, krytí výztuže, sklon smykové výztuže, mezní průměr pro šířku trhliny, dovolená šířka trhliny, součinitele únavového poškození lambda aj., jsou přednastaveny a lze je uživatelsky měnit. Veškerá tato nastavení se ukládají spolu s vlastním zadáním dílce. Návrh na posouvající sílu vychází z příhradové analogie dle Reinecka z předepsaného sklonu trhlin a v iterativním procesu se vypočítávají – za daných kinematických vztahů – jak otevírání trhlin (šířka trhliny a vzájemný posun míst s trhlinami), tak i s využitím rovnic pro tření únosná napětí. Navrhuje se na rozhodující návrhovou hodnotu posouvající síly Vsd. Posudek vyhovuje, pokud návrhová hodnota Vsd nepřekračuje zjištěnou odolnost dílce. Návrh na kroucení vychází z náhradní komory, resp. z náhradní příhradoviny. Jsou omezena tlaková napětí v betonu a navrhnuta výztuž v tažených diagonálách. Je zohledněna interakce mezi posouvající silou a kroucením. Návrh na smykovou únosnost ve spárách zajišťuje u spřažených průřezů přenos smykové síly v podélném směru prutového dílce. Velikost únosné smykové síly se skládá ze tří částí: • koheze v důsledku mikrodrsnosti spáry, • tření od působení normálové síly na smykovou spáru, • tahová síla ve výztuži křižující smykovou spáru. 1/2010

❚

Minimální povrchová výztuž zajišťuje u mostních staveb rovnoměrné rozložení trhlin na povrchu v důsledku vlastní napjatosti dílce a u spřažených průřezů přenos smykové síly v podélném směru prutového dílce. Výztuž na celistvost zaručuje tvárné chování a vylučuje náhlý kolaps konstrukce bez předchozích jevů. Její množství v tažených oblastech vyplývá ze závislosti na ohybovém momentu na mezi vzniku trhlin a lze ji plně započítat do staticky nutné výztuže. Vzniku širokých trhlin při přechodu průřezu z neporušeného stavu do stavu s trhlinami brání další minimální výztuž. Návrh probíhá pro rozhodující kombinaci zatížení v závislosti na konstrukční třídě dílce odděleně pro horní a dolní hranu průřezu dle metodiky EN. Stabilita trhlin je, dle příslušné metodiky EN, řešena • nepřímo – v závislosti na přípustné šířce trhlin a stávajícím napětí výztuže v průřezu s trhlinami je zjišťován největší dovolený průměr výztuže nebo rozteč prutů, • přímo – je zjišťována stávající šířka trhlin a porovnávána s dovolenou hodnotou. Uživatel si volí jednu z možností. Výpočet efektivních tuhostí: norma EN, příloha 4 doporučuje přizpůsobit přesnost výpočtu jeho účelu. V programu se proto stanovují efektivní křivosti, které se počítají – dle velikosti normálových napětí při výjimečné kombinaci – ve stavu bez nebo s trhlinami. Z křivosti a momentu lze pak vypočíst efektivní tuhosti. Výpočet, resp. omezení napětí v betonu a ve výztuži na MSP uvažuje pro rozhodující návrhovou kombinaci redistribuci vnitřních účinků v průřezu vyplývající ze vzniku trhlin. Návrh na MS únavy probíhá zvlášť pro beton a pro výztuž. Napětí se zjišťuje na průřezu s trhlinami. Pokud je stávající rozkmit napětí větší než únosný rozkmit měkké výztuže, je automaticky zvýšena výztuž v tažené zóně. Výpočet posouzení na únavu je opakován s upravenými plochami výztuže. Víceúrovňová iterace probíhá, dokud nejsou dodrženy předepsané, resp. dovolené mezní hodnoty.

SOFTWARE

• kompaktní protokol: po zadaných průřezech řešeného dílce všechny návrhy na jednu stránku formátu A4, • detailní protokol. Je zaručena opakovatelnost výpočtu a výstupů po provedení změn. Možný je rovněž export protokolu do formátu RTF, např. do MS Word. F U N K Č N Í R O Z S A H A Z ÁV Ě R

Program je modulárně strukturovaný a má různé úrovně funkčního rozsahu. Jeho současný stav je následující: • základní verze obsahuje MSÚ pro pozemní stavby, • funkční rozšíření o MSP pro pozemní stavby, • funkční rozšíření o MS únavy pro pozemní stavby, • funkční rozšíření pro stavby mostů, • další plánovaná funkční rozšíření: předpjaté průřezy, polygonální průřezy s rozhraním DXF, skládané průřezy a otvory. Uživatelské prostředí, výstupy a uživatelské příručky jsou připraveny v češtině. Program poskytuje rychlé, nezávislé a samostatně funkční řešení statického návrhu a posouzení prutových, deskových nebo skořepinových železobetonových průřezů namáhaných na rovinný nebo šikmý ohyb s normálovou silou, posouvající silou a kroucením. V případě požadavku jsou relevantní návrhové kombinace vnitřních účinků generovány automaticky z jejich zadaných charakteristických hodnot. Kromě běžných návrhů na MS únosnosti lze vyhodnocovat šířku a stabilitu trhlin, napětí v betonu a ve výztuži a posuzovat mezní stavy únavy. V tomto smyslu se jedná o velmi ekonomickou a současně efektivní alternativu navrhování železobetonových konstrukcí podle aktuálních evropských norem bez nutnosti zásadně měnit, či aktualizovat softwarové vybavení, např. základní systém výpočtu vnitřních účinků pomocí metody konečných prvků. Ing. Libor Švejda RIB stavební software, s. r. o. Zelený pruh 1560/99, 140 00 Praha 4 tel.: 241 442 078, fax: 241 442 085

Přehledné zobrazení výsledků Protokol zadání, návrhů a výsledků se zobrazuje s náhledem na aktivní strukturu kapitol. Výstupy jsou koncipovány do dvou úrovní:


mob.: 608 953 721 e-mail: [email protected], www.rib.cz

57

SPEKTRUM ❚

SPECTRUM

BETON JAKO BYTOVÝ DOPLNĚK Výtvarnice Jennifer Paul objevila možnosti betonu pro svou práci v roce 2003. Ne toho obyčejného, ale nové generace betonu. „High-tech“ UHPC (Ultra-high performance concrete) beton jí umožnil zcela nový přístup k vyjádření výtvarných záměrů, jemných konstrukcí, tenkostěnných panelů se vzory a povrchy různých barev. Betonu může dát pomocí vhodné formy jakýkoliv tvar. Výsledek je však určen kvalitou povrchu formy. Vedle běžné produkce z jiných materiálů navrhuje mladá designérka malé série květináčů, nádobí a nábytku právě ze speciálních betonů (obr. 1 až 5). Beton je opět „v módě“, zejména pohledový beton je architekty v posledních letech považován za vhodný materiál. Poslední modely automobilů či nejnovější kolekce předních oděvních návrhářů jsou vystavovány před surovými betonovými stěnami nebo na leštěných betonových podlahách. Jennifer Paul si uvědomila možnosti UHPC pro své výtvarné vyjádření při čtení novinových článků ještě za dob studií. Výhody nového betonu ji inspirovaly k výrobě nábytku, protože tvůrčí možnosti při práci s ním se jí zdály téměř neomezené. Byla to právě ta variabilita, novost a její pozitivní vztah k materiálům, které ve výtvarnici probudily zájem poznávat nové ještě neznámé, neprozkoumané. Dlouhé období výzkumu a experimentování s novým materiálem stálo za to. Prvky, které Jennifer Paul vyrábí na zakázku nebo v malých seriích, různé typy váz, květináče, mísy, nábytek a další individuální realizace, dokazují, čeho je možné s betonem dosáhnout na poli výtvarného designu. Podle slov výtvarnice, beton ohromí právě svou vlastní variabilitou a možnostmi kombinací s jinými materiály, např. se dřevem, různými kovy ad. Protože vzhled betonu není nijak křiklavý, vtíravý, působí jeho kombinace s jinými materiály příjemně. Ona však používá beton nejraději samostatně. Po mnoha týdnech a měsících zkoušení už ví, že rozhodující je forma. Musí být trvanlivá, umožňovat betonu smrštění během hydratace a vysychání a je výhodou, dá-li se s ní snadno manipulovat. Příprava formy je pracná, časově náročná a nákladná část výroby. Dalším základním předpokladem budoucího úspěchu je správná kombinace jednotlivých složek betonové směsi, jejich nejvhodnější pomě-

2a

58

1 Obr. 1

Reproduktory osazené v betonovém kvádru

Obr. 2 Parkové zákoutí s betonovými prvky, a) „slunečník“ ve tvaru listu, celková délka 6,14 m, výška 3 m, šířka 1,85 m, váha 300 kg, složený z 22 částí, b) malá sedačka rozměrů 430 x 33 x 400 mm, tloušťky 20 mm a váhy 18 kg Obr. 3

Betonové květináče a vázy

Obr. 4

Betonové mísy

Obr. 5 Stůl s betonovou deskou a dvěma betonovými rámy spojenými dohromady dubovou fošnou

Literatura: [1] Furniture for eternity, opusC 6.2008, str. 72–73

ry se mění podle konkrétně realizovaného záměru. Velkou roli zde hraje cit a zkušenosti. Výtvarnice ráda srovnává betonování s pečením. Příprava čerstvého UHPC je stejně citlivá na vhodně zvolené množství příměsí a přísad jako těsto na droždí a správný poměr mouky a vody. Postup přidávání, správné a dostatečné promíchání a způsob uložení do vhodně připravené formy, to všechno je velmi podobné jako při práci s těstem. Malá odchylka může mít výrazný vliv na výsledek. Konečné odbedňování je vždy vzrušující událostí. Zákazníky lze prý podle jejich různých požadavků na nabí-

2b


❚

1/2010

SPEKTRUM ❚

SPECTRUM

4

3

5

RSTAB RFEM Program pro výpočet rovinných i prostorových prutových konstrukcí

Rozsáhlá knihovna profilů Snadné intuitivní ovládání 6 500 zákazníků ve světě Nová verze v českém jazyce Zákaznické služby v Praze

Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28,120 00 Praha 2

připravila Jana Margoldová Ing. Software

Dlubal ❚

Tel.: +420 222 518 568 Fax: +420 222 519 218 E-mail: [email protected]

t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c eInzerce • 96,5x132 B E T zrcadlo O N (Beton CZ 2009)_01.indd

1

Statika, která Vás bude bavit ...

www.dlubal.cz

Řada přídavných modulů

fotografie Dipl. Des. Jennifer Paul & Alexander Paul, b.ton betondesign

1/2010

Program pro výpočet konstrukcí metodou konečných prvků

Navrhování podle nových evropských norem

Demoverze zdarma ke stažení

zené výtvarné předměty rozdělit do tří skupin. V první jsou tzv. „betonoví nadšenci“, kteří preferují čistý beton bez jakékoliv impregnace a jsou ochotni smířit se s patinou, která je pro beton typická a jejíž vytvoření při používaní předmětu je v průběhu času běžné. Další jsou „perfekcionisté, puntičkáři“, kteří očekávají, že s betonem mohou dělat cokoliv, jakkoliv a bez následků, hrubé zacházení, škrábání, drhnutí, kontakt s kyselinami a oleji, červeným vínem, a povrch betonu by měl zůstávat stále stejný, netknutý a neměnný. Poslední skupinou jsou „nevěřící“, což vyjadřují jejich časté a obvyklé otázky typu „může být beton tak krásný?“ nebo „a to je opravdu všechno z betonu?“. Zeptáte-li se výtvarnice, zda se beton, podle jejího názoru, stal již materiálem přijímaným i do obývacích pokojů, trochu zaváhá: „Bude to ještě pár let trvat, než se beton domůže svého místa. Ale přesně tato „pionýrská“ práce, je to, co mne baví, z čeho jsem nadšená. Teď se stále častěji na různých místech setkávám s betonem, ať v exteriéru nebo v kuchyních a koupelnách. Dle mého názoru se hodí všude, proč ne i do obytného prostoru nebo ložnice. Beton je příjemný svou diskrétní, zdrženlivou, rezervovanou přítomností, proto je tak dobře kombinovatelný s jinými materiály a styly. Kousek betonu je kouskem na věčnost.“

27.3.2009 5 9 10:16:36

SPEKTRUM ❚

SPECTRUM

BETON NA DIVADELNÍM JEVIŠTI

1a

Lehký beton má podíl na úspěšném představení opery Giuseppa Verdiho „Maškarní bál“ na scéně erfurtského divadla. Dle nejnovějšího nastudování se děj opery odehrává v betonových troskách Ground Zero v New Yorku. Během dubna a května v roce 2008 uvedlo divadlo v německém Erfurtu pod vedením dirigenta Waltera E. Gugerbauera operu Giuseppa Verdiho „Maškarní bál“. Představení připravoval rakouský divadelní režisér Johann Kresnik, který je v uměleckých kruzích znám svým zájmem o politickou angažovanost jím řízených divadelních kusů. Opera, která byla poprvé uvedena v Římě roku 1859, vypráví příběh švédského krále Gustava III, který byl během maškarního bálu v zimě roku 1792 svými politickými oponenty zavražděn. Protože vražda monarchy se zdála italskému cenzorovi nevhodným námětem pro operu, bylo místo děje Verdiho opery přeneseno do vzdáleného Bostonu ve státě Massachusetts a z krále Gustava III se stal Riccardo, hrabě z Warwicku a guvernér města. Původní vrah, hrabě Ankarstrom, byl nahrazen sekretářem Renatem, Riccardovým přítelem a manželem Amelie, Riccardovy milenky. Maškarní bál je považován za jedno z Verdiho nejvášnivějších hudebních dramat, lyrické a expresivní, nereálné a kritické, které je však více než jen tragická „love story“. Riccardova vražda rukou jeho sekretáře Renata je politickým činem, protože jejím motivem nebyla žárlivost, ale touha po moci. Ve svém pojetí opery se režisér Johann Kresnik zaměřil zejména na Ameriku, kde se děj odehrává. Pojmenování viníků a jejich obětí označuje za jeden z úkolů divadla, které se postupně stává apolitické. 60

Scénu, která má navršenými kusy rozlámaného betonu připomínat newyorské Ground Zero po 11. září 2001, navrhnul Bernhard Hammer. Aby vytvořili dojem těžké neuspořádané masy velkých rozlámaných kusů betonu, hledali výtvarníci materiál robusního vzhledu. Styropor tentokrát jejich požadavky nesplňoval. Lehký beton s nízkou objemovou hmotností byl tím, co hledali. Kromě přijatelné váhy nabízel také vyšší tuhost a únosnost, než na jevišti používané materiály, což zajišťovalo vyšší bezpečnost, odolnost proti opotřebení při hromadných scénách, odolnost proti zatížení teplem při nasvícení silnými reflektory a zejména důležité byly požární odolnost a vysoké hodnoty zvukové izolace. Pro užití v divadle je zejména důležitá klasifikace požární odolnosti materiálu. Jako nehořlavý konstrukční materiál patří lehký beton vyrobený s použitím kameniva Liapor dle klasifikace DIN 4102 k materiálům s nejvyšší požární

odolností třídy A1 a je dostatečně odolný až do teplot 1 100 °C. Stejně důležitým požadavkem bylo, aby šlo o netoxický materiál. Kamenivo Liapor je materiálovou podstatou expandovaný jíl, je tedy přírodním produktem. Přírodní jíly nejvyšší kvality jsou po předchozí přípravě vypalovány v rotační peci při teplotách kolem 1200 °C. Během výpalu v nich vyhoří všechny organické příměsi. Vedle uvedených technických vlastností byl však největším přínosem lehkého betonu k úspěšnému ztvárnění Verdiho „Maškarního bálu“ právě vzhled robusního a hrubého materiálu. Literatura: [1] Materiály společnosti Liapor, GmbH&Co. KG., www.liapor.com připravila Jana Margoldová Obr. 1 Divadelní scéna s kulisami z Liaporbetonu, a) b) c)

1b 1c


❚

1/2010

F I R E M N Í P R E Z E N TA C E

BAUMA 2010 S REKORDNÍ ÚČASTÍ VYSTAVOVATELŮ Bauma 2010, Mezinárodní odborný veletrh pro stavební stroje, stroje pro stavební materiál, hornické stroje, stavební vozidla a stavební nářadí očekává nejvyšší počet účastníků za dobu pořádání výstavy – přes 3 000 vystavovatelů. Vystavovatelé z Evropy, např. z Itálie, Velké Británie nebo Nizozemska, budou na bauma 2010 opět zaujímat špičkovou pozici v mezinárodním žebříčku vystavovatelů. Obzvlášť potěšující je zájem ze strany čínských, tureckých a zejména i indických vystavovatelů, protože Indie je partnerskou zemí výstavy. Pro veletrh bauma 2010 je v plánu více mezinárodních společných stánků než kdy dříve. Podle aktuálně plánovaného stavu se pro příští konání předpokládají mezinárodní pavilony z 11 zemí. Zatímco společné účasti ze zemí Česká republika, Čína, Francie, Kanada, Korea, Německo, Polsko, Španělsko, USA a Velká Británie (v abecedním pořadí) jsou na bauma 2010 zastoupeny opakovaně, objeví se nový společný stánek z Brazílie a dva doplňující stánky ze Spojených Států. To je znamením, že stavební průmysl na mezinárodní úrovni hledí optimisticky vstříc vedoucí světové výstavě bauma 2010. Bližší informace naleznete na: www.bauma.de. Proč je bauma tak jedinečná? Samozřejmě je to zcela zvláštní atmosféra veletrhu – bauma je obrovská, je uchvacující, duní, je mezinárodní, je nezapomenutelným zážitkem a je to stále nejúspěšnější business. Přitahuje hlavní obchodníky a experty z celého světa. Je to informační platforma pro průmysl. Pro mezinárodní účastníky na trhu je bauma povinnost! Důvody pro vaši návštěvu veletrhu bauma Návštěvníci a zákazníci zde najdou vždy to, co hledají: • technická řešení a stroje, které jsou považovány za nejnovější z nejnovějších • inovace, které jsou úplně poprvé prezentovány na trhu. Bauma je absolutně nejinovativnější veletrh vůbec. Řada firem svůj cyklus inovací řídí právě podle baumy. Nejlepší a nejnovější strojní technika je k vidění v této formě a v tomto objemu pouze zde. Hlavními body jsou: stálost, energetická a nákladová efektivita, ekologická technika, bezpečnost, zlepšení pracovních podmínek, jednoduchý servis a diagnostika poruch. Trend ekologicky nezávadného stavění se odráží i ve výrobní technice, která bude na veletrhu bauma k vidění. Nejnovější generace vozů bude téma baumy 2010 – hybridní staveništní vozy a elektromobily. Pět inovací bude na baumě 2010 opět oceněno cenou „bauma-Innovationspreis“. Všichni vystavovatelé baumy byli k této soutěži přizváni, www.bauma-innovation-award.de. 1/2010

❚


❚

C O M PA N Y P R E S E N TAT I O N

THE PEAK OF EXCELLENCE

19. – 25. DUBNA, MNICHOV

+++ + P

++++ TO

tivů: perla , u s h r Velet , premiéry ce a v ino oví ni klíč h c i š v . oboru hráči

Veletrh bauma je s půl milionem čtverečních metrů obsazené výstavní plochy nejen největším veletrhem na světě, je také celosvětovým inovačním motorem stavebnictví, který nabízí kompletní aktuální přehled o situaci na trhu. • Setkejte se s lídry trhu a klíčovými hráči • Zažijte inovace a produktové premiéry • Seznamte se s nejširší nabídkou stavebních a těžebních strojů a zařízení Využijte špičkový mezinárodní veletrh pro váš vlastní úspěch. Vstupenky, ubytování, zájezdy: EXPO-Consult + Service, spol. s r.o 604 45 Brno, Tel. 545 176 158, Tel./Fax 545 176 159, [email protected] www.bauma.de

61

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

REŠERŠE ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ VA N D E R M E I J C O L L E G E – D U T C H C O N C R E T E PRIZE 2009

Stavba Van Der Meij College, navržená ateliérem BRTA Architecten, získala v roce 2009 ocenění Dutch concrete prize. Budova je výjimečná tím, že každý ze sto osmdesáti fasádních panelů je atypický. Panely, které mají na povrchu plastický vzor připomínající větve stromu, byly vytvořeny vkládáním dvou různých gumových matric do bednění.

výztužných prutů, které byly získány během demoličních prací dvou mostů postavených v padesátých letech minulého století, a dva typy nové výztužné oceli B 500 B, prutová výztuž a výztuž dodávaná na cívkách. Cílem testů bylo prokázat, zda stáří zabudovaných ocelových prutů a okolní prostředí ovlivňují jejich únavovou odolnost. Článek ve zkratce popisuje problémy s ověřováním únavové bezpečnosti stávajících mostů, hlavní část je věnována experimentální práci a diskuzi o výsledcích testů.

Saarinen S., Koivisto M.: Van Der Meij College – Hollannin Betonipalkinto 2009, Betoni, 4/2009, str. 18–19.

Fehlmann P., Vogel T.. Versuche zur Ermüdungsfestigkeit alter Betonstähle, Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 7, p. 416–423.

P O S O U Z E N Í S TÁVA J Í C Í C H K O N S T R U K C Í Z HLEDISKA SMYKOVÝCH SIL

Pravděpodobnostní analýzy se stávají ve stavebním inženýrství stále důležitější. Mohou být použity pro ověřování dílčích faktorů bezpečnosti pro pravděpodobnostní bezpečnostní koncepci platných norem. Pravděpodobnostní analýzy jsou důležité i pro vyhodnocení stávajících staveb z hlediska trvale udržitelného rozvoje. Vzhledem k přesně definovanému mechanickému modelu mohou být přesně stanoveny limitní stavové funkce železobetonových prvků namáhaných ohybem při selhání konstrukce. Naproti tomu sestavení mechanického modelu smykové únosnosti brání ještě velké nejasnosti. Článek se věnuje spolehlivosti prvků stavebních konstrukcí vystavených namáhání smykem a měl by být chápán jako podpora vybraných statistických parametrů modelu nepřesností pro pravděpodobnostní výpočty. Navrhované statistické parametry modelu nepřesností byly vybrány z rozsáhlých parametrických studií se zřetelem na cílovou spolehlivostní úroveň. S M Y K O VÁ P E V N O S T L E H K É H O B E T O N U BEZ SMYKOVÉ VÝZTUŽE

Braml T., Fischer A., Keuser M., Schnell J.: Beurteilung der Zuverlässigkeit von Bestandstragwerken hinsichtlich einer Querkraftbeanspruchung,

Příspěvek popisuje zkoušky nosníků z lehkého betonu bez smykové výztuže zatížených smykem, vykazujících odlišné chování na sestupné větvi zatěžovacího diagramu. Analýza výsledků vyvolává otázku, zda návrh na smyk podle DIN 1045-1 může být použit také pro velmi křehké typy betonů, jako např. ALWAC (All Lightweight Aggregate Concrete), s dostatečnou úrovní bezpečnosti. Současně je diskutován vliv velikosti na chování nosníků namáhaných smykem. Pro zkoušky byl navržen kinematický model chování tuhých těles po vytvoření šikmých trhlin. Uvažování další únosnosti na sestupné větvi zatěžovacího diagramu v návrhových vzorcích není nedoporučeno. Basche H. D., Keller CH.: Zum Querkraftwiderstand bei Leichtbetonbalken ohne Querkraftbewehrung, Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 7, p. 399–405.

Ú N AV O V É T E S T Y S TA RÝ C H V Ý Z T U Ž N Ý C H P R U T Ů

V souvislosti s mapováním stavu stávajících konstrukcí, především mostů, se v poslední době věnuje pozornost únavové spolehlivosti. Zatímco otázky týkající se dopravního zatížení a frekvence dopravy převládají při výpočtu scénáře zatížení, přesnost konstrukčního modelu a materiálové vlastnosti hrají zásadní roli pro výpočet odolnosti. Nejdůležitějším parametrem pro stanovení odolnosti je únavová pevnost výztuže. Proto byla zkoumána únavová pevnost čtyř typů výztužné oceli pomocí únavových testů. Byly testovány dva druhy 62

Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 12, p. 798–812.

VÝZKUM BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ P O S E D M D E S ÁT I L E T E C H

V průběhu času beton stárne a v extrémních případech to může vést k rozpadu konstrukce. Monitorování vzorků z konstrukcí nashromážděných v průběhu dlouhého časového období a detailní zhodnocení jejich vlastností je velmi důležité pro získání empirických dat zohledňujících stárnutí konstrukce v čase. V prezentované studii byl zkoumán beton odebraný ze dvou konstrukcí dokončených kolem roku 1940. Nejprve byly vzorky posouzeny vizuálně, následovalo stanovení poměrů jednotlivých složek ve složení směsi, vyhodnocení mechanických vlastností, EPMA analýza (Electron probe micro-analyzer) a měření rozmístění pórů v betonu v závislosti na jejich velikosti. Bylo zjištěno, že beton z obou posuzovaných konstrukcí byl vyroben s nejvyšší pečlivostí a vykazoval velmi malé známky stárnutí. Výsledky studie svědčí o tom, že počáteční charakteristiky betonu velkou měrou ovlivňují jeho stárnutí v průběhu času. Po srovnání s betony, které byly vyrobeny ve stejné době a měly nízké počáteční hodnoty nebo byly vystaveny nepříznivějším podmínkám, se očekávají další zajímavé informace. Sawaki D., Tanaka S., Kuroda I., Yonekura A.: Characteristics of Concrete in Two Structures Completed Seventy Years Ago, Journal of ACT Vol. 7, No. 3, 375–384


❚

1/2010

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

EUROKÓDY PRO BETONOVÉ KONSTRUKCE Po zavedení Eurokódů do soustavy národních norem nastalo tzv. období koexistence, během kterého bylo možné používat Eurokódy, jakož i v té době platné národní normy, přičemž obě soustavy norem se musely používat samostatně (směšování norem EN a národních norem nebylo přípustné). Maximální doba současné platnosti obou soustav norem byla stanovena na tři roky. Období současné platnosti Eurokódů EN a příslušných národních norem končí a konfliktní národní normy budou zrušeny k 31. březnu 2010. Jak se ukázalo, tento termín je závazný pro státy, které přistoupily k zakládajícím státům EU. Je však pravdou, že některé ze zakládajících států EU zrušily platnost kolizních národních norem již před uvedeným termínem (Velká Britanie aj.), některé si dobu současné platnosti prodlužují (Německo, Španělsko, Itálie aj.). S používáním Eurokódů, i přes jejich pečlivou kontrolu, se objevily v Eurokódech některé překlepy a nejasné formulace. Proto jsou v jednotlivých subkomisích CEN projednávány opravy k Eurokódům, které po jejich schválení jsou předávány národním normalizačním institucím k zavedení do soustavy norem jako Opravy Eurokódů. Je třeba tyto opravy sledovat a zaznamenávat je do Eurokódů. Vzhledem k této náročné práci (zaznamenávání oprav) jsou s ÚNMZ vedena jednání, aby byla vydávána aktualizovaná znění Eurokódů, což by značně usnadnilo práci projektantů.

I když jsou Eurokódy dokončeny, je nezbytné jejich udržování a další rozvoj. Z hlediska střednědobého plánu dalšího rozvoje Eurokódů se počítá především s jejich udržováním. Je důležité zaměřit se na zvýšení srozumitelnosti a jednoznačnosti textů, na možná zjednodušení a na případnou nekonzistencí mezi jednotlivými částmi Eurokódů. Do roku 2015 se však v Eurokódech nebudou provádět podstatné změny. Revize Eurokódů bude až po roce 2015. Pro usnadnění používání Eurokódů je především nutné považovat za důležité tvorbu podkladních dokumentů, neboť některé vztahy v Eurokódech jsou složité a chybí k nim podkladní informace atd. Proto v oblasti Eurokódu 2 pořádá Katedra betonových konstrukcí a mostů Stavební fakulty ČVUT v Praze 1. mezinárodní workshop „Design of Concrete Structures using EN 1992-1-1”, který se bude konat 16. a 17. září 2010 na Masarykově koleji v Praze 6. Cílem workshopu je výměna zkušeností z navrhování podle EN 1992-1-1, podklady pro EN 1992-1-1, hlavní rysy národních příloh, pomůcky pro navrhování a návrhy úprav. Z následné diskuze by pak měly vyplynout náměty na zlepšení normových ustanovení. Více informací o workshopu na http://concrete.fsv.cvut.cz/dcs2010. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

PRVNÍ ROČNÍK SEMINÁŘŮ BETON UNIVERSITY Českomoravský beton, a. s., člen HeidelbergCement Group, spolu se svými dceřinými společnostmi vás zve na první ročník seminářů Beton University, které jsou zařazeny do akreditovaného vzdělávacího programu v projektu celoživotního vzdělávání ČKAIT (hodnoceno 1 bodem). Pod vedením předních odborníků se seznámíte s novinkami v oboru a načerpáte další cenné informace. Budou pro vás připravena zajímavá témata z oblastí věnovaných normativní základně pro betony, vláknobetonům, lehce hutnitelným a samozhutnitelným betonům a další produktům vyráběným na betonárnách. Nebude se jednat o pouhé seznámení s technickým řešením a postupy při výstavbě, ale o ucelené informace vedoucí ke spojení a správnému využití požadavků na konstrukce z pohledu jednotlivých specializací. Součástí seminářů budou také praktické poznatky a použití na stavbách. Účast na seminářích je zdarma. Na jednotlivých seminářích je omezená kapacita míst, prosím, registrujte se včas! Termíny seminářů Beton University pro I. pololetí 2010: 5. 3. 2010

Děčín, Hotel Česká Koruna, Masarykovo náměstí 7

15. 4. 2010

Praha, TOP HOTEL, Blažimská 1781/4

13. 5. 2010

Ostrava, Harmony Club Hotel, 28. října 170

Úplný program, registrační formulář a další důležité informace naleznete na www.betonuniversity.cz Kontakt: Ing. Jan Veselý, tel. 724 354 459

1/2010

❚


63

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR

ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA

MOSTY 2010 15. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 14. až 16. dubna 2010, Brno • Mostní objekty v ČR – stanoviska centrálních institucí • Mosty v Evropě a ve světě • Mosty v ČR – věda a výzkum • Mosty v ČR – projekty a realizace Kontakt: e-mail: [email protected], www.sekurkon.cz

BETONTAG 2010 Rakouské betonářské dny Termín a místo konání: 22. a 23. dubna 2010, Vídeň, Rakousko • Research & Development • Building Construction – Projects • Traffic Infrastructure – Projects • Building Construction – Planning & Construction • Traffic Infrastructure – Planning & Construction • Energy Projects • Tunnel Construction • South East & Central East European Countries • Design And Construction Projects Abroad Kontakt: www.ovbb.at, Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected]

TECHNOLOGIE BETONU 9. konference Termín a místo konání: 29. dubna 2010, Pardubice Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu SANACE 2010 20. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 20. až 21. května 2010, Brno • Stavební průzkum, diagnostika, projektování, monitoring • Sanace a zesilování betonových konstrukcí – metody – technologické postupy – příklady • Statická spolehlivost objektů a aplikace principu trvale udržitelného rozvoje • Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací • Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí Pokročilé materiály a technologie pro sanace betonu Kontakt: e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz PODZEMNÍ STAVBY PRAHA 2010 11. mezinárodní konference Termín a místo konání: 14. až 16. června 2010, Praha • Navrhování a realizace podzemních staveb – konvenční tunelování a hloubené tunely • Navrhování a realizace podzemních staveb – mechanizované tunelování • Geotechnický průzkum, monitoring a řízení rizik • Modelování podzemních staveb • Vybavení, bezpečnost a údržba podzemních staveb • Smluvní vztahy, financování a pojištění podzemních staveb Kontakt: www.ita-aites.cz

BETONOVÉ KONSTRUKCE PRO OBDOBÍ NOVÝCH VÝZEV 6. středoevropský kongres CCC Termín a místo konání: 30. září a 1. října 2010, Mariánské Lázně Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.ccc2010.eu BETONÁŘSKÉ DNY 2010 17. mezinárodní konference Termín a místo konání: 23. a 24. listopadu 2010, Hradec Králové Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu

64

THINK GLOBALLY, BUILD LOCALLY 3. mezinárodní fib kongres a sympozium Termín a místo konání: 29. května až 2. června 2010, Washington, USA Kontakt: www.fib2010washington.com CONSEC´10 – CONFERENCE ON CONCRETE UNDER SEVERE CONDITIONS 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 7. až 9. června 2010, Mérida, Yucatán, México Kontakt: www.consec10.com

DESIGN OF CONCRETE STRUCTURES USING EN 1992-1-1 1. mezinárodní workshop Termín a místo konání: 16. a 17. září 2010, Praha Kontakt: e-mail:[email protected], http://concrete.fsv.cvut.cz/dcs2010/

CONCRETE ENGINEERING FOR EXCELLENCE AND EFFICIENCY fib sympozium Termín a místo konání: 8. až 10. června 2011 (změna termínu), Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.fib2011prague.eu

CODES IN STRUCTURAL ENGINEERING – DEVELOPMENTS AND NEEDS FOR INTERNATIONAL PRACTICE IABSE – fib konference Termín a místo konání: 3. až 5. května 2010, Dubrovník, Chorvatsko • Objectives and Comparison of Codes • Format of Codes and Basis of Design • Structural behaviour • Lessons from Application in Practice • Existing structures and maintenance • Future developments Kontakt: www.iabse.org/dubrovnik2010

CIVIL ENGINEERING 8. fib mezinárodní PhD. sympozium Termín a místo konání: 20. až 23. června 2010, Kodaň, Dánsko • Structural analysis and design • Innovative structural systems • Advanced materials • Sustainability and cost efficiency • Strengthening and repair • Monitoring Kontakt: email: [email protected], http://fibcopenhagen2010.dk/ HIGH PERFORMANCE CONCRETE 9. fib symposium Termín a místo konání: 8. až 12. srpna 2011, Christchurch, Nový Zéland Kontakt: www.hpc-2011.com/nz


❚

1/2010

FIRST ANNOUNCEMENT

CCC 2010 First Announcement První oznámení

·ÙâèæÕà¹éæãäÙÕâ ·ãâÛæÙççãâ ·ãâ×æÙèÙ¹âÛÝâÙÙæÝâÛ

2010

MARIANSKE FOUNDING MEMBERS LAZNE The 6th Central European Congress on Concrete Engineering

PRINCIPAL AIM The main purpose of the 6th CCC Congress MARIANSKE LAZNE 2010 is to give participants an idea of new construction projects in infrastructure network and current development in relevant concrete structures in the Central European region in respect of the existing challenging economic times. Exchange of experience and practice in design and technology of concrete structures will belong among the principle objectives of the congress. The main attention of the congress speakers and participants will be paid to inspiring advanced new bridges, tunnels, power and water related structures. Challenging speeches to reasonable well balancing of concrete construction and environmental aspects are also expected. Valuable experiences and stimuli from outside the CCC countries and the Central European region are gladly welcome.

CONGRESS PRINCIPAL TOPICS

1. 2. 3. 4. 5. 6.

New projects in Central European infrastructure network Concrete structures exemplarily integrated into environment Innovative concrete structures for the challenging times Inspiring road and railway bridges and tunnels Advanced concrete structures for power and water related industries Worthwhile impulses from outside the Central European region

MARIÁNSKÉ LÁZNĚ

Concrete Structures for Challenging Times Betonové konstrukce pro období nových výzev First Announcement První oznámení

MARIANSKE LAZNE 2010 30 September – 1 October 2010 Casino Centre, Mariánské Lázně Czech Republic

Host CCC Association Czech Concrete Society Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu

www.cbsbeton.eu

Mariánské Lázně – known also as Marienbad in the Central European region, the youngest of the West Bohemia spa towns, is distinguished by its lovely surroundings. The valley in which the town lies opens up towards the south and is protected with forested hills on the other sides. At an elevation of 630 metres above the sea level, clean air, carefully manicured parks, forests surrounding the spa, sports and social life all make up the unique opportunity for the 6th CCC Congress.

CONGRESS SECRETARY 6th CCC Congress Secretariat ČBS Servis, s. r. o. Sekretariát BD 2009 Samcova 1, 110 00 Praha 1 ☎ +420 222 316 173, +420 222 316 195 +420 222 311 261 [email protected] URL www.cbsbeton.eu

Získejte titul na beton! Normy tony Lehce zpracovatelné be Vláknobetony Lité podlahy Čerstvé malty Lehké izolační pěny Zapište se i Vy na seminář Beton University, který je zařazen do akreditovaného vzdělávacího programu v projektu celoživotního vzdělávání ČKAIT pro I. pololetí roku 2010 a získejte titul na beton (hodnoceno 1 bodem). Pod vedením předních odborníků se seznámíte s novinkami v oboru a načerpáte další cenné informace. Nejbližší semináře se uskuteční v Děčíně (5. 3. 2010), Praze (15. 4. 2010) a Ostravě (13. 5. 2010). Úplný program, registrační formulář a další informace naleznete na www.betonuniversity.cz Kontakt: Ing. Jan Veselý, tel. 724 354 459

CMB_Beton195x127_univers.indd 1

3.2.2010 18:14:26

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

· Zájmové sdružení právnických osob registrovaných v České republice, zabývající se sanacemi betonových konstrukcí · Pořádání mezinárodního sympozia se sanační tématikou · Pořádání kurzů, seminářů a setkání odborníků · Spolupráce při tvorbě normativní báze v oboru sanací betonových konstrukcí

XX. mezinárodní sympozium

20. - 21. května 2010 Brno, Rotunda pavilon A Brněnské výstaviště

Odborné bloky sympozia · Stavební průzkum, diagnostika, projektování, monitoring · Sanace a zesilování betonových konstrukcí - metody - technologické postupy - příklady

· Statická spolehlivost objektů a aplikace principů trvale udržitelného rozvoje

· Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací

· Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí · Progresivní materiály a technologie pro sanace betonu

Sirotkova 3134/54a, CZ - 616 00 Brno, Tel.: +420 541 421 188, Fax: +420 541 421 180, e-mail: [email protected]

www.ssbk.cz

2010 POZEMNÍ STAVBY

Recommend Documents