2013 PREFABRIKACE PŘÍLOHA 20 LET ČBS

5/2013

PREFABRIKACE PŘÍLOHA 20 LET ČBS

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

20 /

PREFABRIKOVANÉ NOSNÉ KONSTRUKCE DÁLNIČNÍCH MOSTŮ

26 /

BETON VE VEŘEJNÉM PROSTORU – UKÁZKY Z NIZOZEMSKA

RADOSTI A STRASTI PREFABRIKOVANÝCH KONSTRUKCÍ

/3

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

30 /

BETONOVÉ PRVKY SÍDLIŠTNÍHO PARTERU

/ 25

VÝSTAVBA MUZEA EVROPSKÝCH A STŘEDOMOŘSKÝCH CIVILIZACÍ

/ 12

SCHODY DO NEBE

OBSAH

❚

CONTENT

ROČNÍK: třináctý ČÍSLO: 5/2013 (vyšlo dne 15. 10. 2013) 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 Jiří Kolísko

REDAKČNÍ RADA: Prof. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., Doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, 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

TÉMA RADOSTI A STRASTI PREFABRIKOVANÝCH KONSTRUKCÍ

Pavel Čížek

/3

GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

V Ě D A A VÝ Z KU M S TAV E B NÍ KO NST R U K C E VÝSTAVBA MUZEA EVROPSKÝCH A STŘEDOMOŘSKÝCH CIVILIZACÍ

/ 12

Jiří Witzany

PREFABRIKOVANÉ NOSNÉ KONSTRUKCE DÁLNIČNÍCH MOSTŮ

Milan Kalný, Jan Komanec, Václav Kvasnička

PREFABRIKOVANÝ DESKOSTĚNOVÝ KONSTRUKČNÍ SYSTÉM VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV SE SPOJITOU STROPNÍ KONSTRUKCÍ

/ 20

SAZBA: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

/ 52

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

PREFABRIKOVANÝ SLOUPOVÝ SYSTÉM VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV S DEMONTOVATELNÝMI STYKY

Jiří Witzany

/ 58

BETONOVÉ PRVKY SÍDLIŠTNÍHO PARTERU

Martin Kraus

/ 25

BETON VE VEŘEJNÉM PROSTORU – UKÁZKY Z NIZOZEMSKA

Jitka Prokopičová

/ 26

SCHODY DO NEBE

/ 30

NUMERICKÁ ANALÝZA VLIVU OBJEMOVÝCH ZMĚN MONOLITICKÝCH BETONOVÝCH DESEK VOZOVKOVÉHO SOUVRSTVÍ NA VLOŽENÉ PREFABRIKOVANÉ ŠTĚRBINOVÉ TROUBY Petr Tej, Jiří Kolísko, Jan Rašovský / 64

A K T U A L I TY MATE R I Á LY A T E CH N O L OG I E

ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA 2013

/ 69

/ 32

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA

/ 72

/ 36

P Ř ÍL O H A

/ 39

20 LET ČESKÉ BETONÁŘSKÉ SPOLEČNOSTI

NOVÉ MOŽNOSTI BETONU

Ladislav Eberl, Jiří Peters MODELAŘENÍ V PREFĚ

Michal Števula, Milan Senko ELASTICKÉ STRUKTURNÍ MATRICE

Iveta Heczková PREFABRIKOVANÉ STROPNÍ DÍLCE Z LEHKÉHO BETONU

Michala Hubertová, Pavel Hladík

/ 42

S OFT WA R E PRAKTICKÁ POUŽITELNOST METOD NAVRHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ NA ÚČINKY POŽÁRU V KONTEXTU KONSTRUKCE BUDOVY A DŮSLEDKY VLIVU TEORIE II. ŘÁDU U SLOUPŮ

Libor Švejda 5/2013

/ 46

❚

/ i až xvi

F IR E MN Í PR E Z E N TAC E RIB / 47 ISCR 2014 / 47 TAZUS / 51 Červenka Consulting / 55 Construsoft / 57 Betosan / 63 Krampe Harex / 65 FINE / 72 Beton TKS / 3. strana obálky Dlubal Software / 3. strana obálky ČBS ČSSI / 4. strana obálky

technologie • konstrukce • sanace • BETON

ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic

ADRESA VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce a inzerce: 604 237 681 e-mail: [email protected] Předplatné (i starší výtisky): 602 839 429 e-mail: [email protected] ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 828 Kč s DPH snížené – pro studenty a nově i seniory nad 70 let: 270,- Kč bez DPH, 311 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 EUR bez DPH, 32,20 EUR s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce) 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: Muzeum evropských a středomořských civilizací, Marseille, arch. návrh: Rudy Ricciotti, foto: Lisa Ricciotti BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK

❚

EDITORIAL

VÁŽENÍ ČTENÁŘI, při psaní tohoto úvodníku jsem přemítal, jak v dnešní nelehké době vnést mezi nás stavaře trochu optimismu. Překřičet záplavu katastrofických informací a zpráv není snadné, zvláště když se v naší informační době těmto „zásadním zprávám“ nelze vyhnout. Nezbývá, než je trpělivě snášet bez ohledu na jejich smysluplnost pro náš všední život. Kde tedy čerpat víru v lepší příští? Coby předseda České betonářské společnosti (ČBS) ČSSI, si dovolím zmínit, dle mého, jedno jasné pozitivum současnosti, a to výročí 20 let od založení této odborné společnosti. Podrobněji se o aktivitách ČBS v uplynulých letech dočtete v příloze uvnitř čísla. Nejsem si moc jist, zda tato skutečnost přehluší a zažene chmury. Odhaduji, že nikoli. Kde tedy nalézat optimismus? A tu mne napadlo nahlédnout do historie a pokusit se srovnat, jak to bylo dříve složité s tím, jak je stavění dnes snadné a bez problémů. Hmotných důkazů, že stavitelství je jednou z nejstarších lidských aktivit, je po celé planetě nepřeberné množství. Avšak nejen hmotné památky o stavebnictví a jeho vlivu na lidská společenství máme k dispozici. Se zájmem jsem si přečetl, jak na činnost stavitelů reaguje jeden z nejstarších dochovaných právních textů, tzv. Chamurappiho zákoník. Chamurappi vládl v Babylónu v období 1792 až 1750 př. n. l. a jeho slavný zákoník je zapsán do kamenné dioritové stély klínovým písmem (obr. 1). Dnes je tedy cca 4 tisíce let stár. Obsahuje 282 článků (paragrafů) a kromě mnoha oblastí života starého Babylonu se v paragrafech 228 až 233 zabývá také stavěním a řešením některých, zejména neblahých, následků. Aby bylo jasné, o čem hovořím, dovolím si uvést volný překlad těchto paragrafů: §228 Jestli stavitel pro někoho postaví dům a je dokončen, měl by dostat poplatek dvou peněz na každý sar povrchu. §229 Postaví-li stavitel dům a neudělá jeho stavbu pevnou a dům se zřítí a způsobí smrt majitele domu, bude stavitel usmrcen. §230 Způsobí-li se tím smrt syna majitele domu, bude usmrcen syn toho stavitele. §231 Způsobí-li se tím smrt otroka, dá majiteli domu otroka stejné hodnoty. §232 Zničí-li se tím majetek, nahradí, co bylo zničeno, a protože neučinil dům, který postavil pevným a dům se zřítil, postaví dům nový na svůj náklad. §233 Postaví-li stavitel dům a neudělá jeho stavbu tak, aby vyhovovala požadavkům, a některá zeď se zřítí, postaví a zesílí stavitel zeď vlastním nákladem. Kamenná stéla s textem bývala v Babylóně vystavena na veřejném místě. Zaručovala tak přístup k právnímu řádu komukoliv. Toto je velmi podobné dnešku, pouze kamenné stély nahradily tištěné knihy a internet. Přiznávám, že nejsem obeznámen s tím, jaké byly ve starém Babyloně právní zvyklosti při hodnocení událostí, ale dikce jednotlivých ustanovení zákoníku je dostatečně přímočará a tvrdá, aby z nich bylo patrné upozornění, staviteli dej si pozor. Osobně se mi i zdá, že ustanovení signalizují určitou protistavitelskou nevraživost. Když se něco stalo, patrně nebylo moc pochyb o tom, kdo za to může. Viník stavitel byl hned 2

po ruce. Zda měl šanci se obhájit, nebo dokonce poukázat na pochybení a omyly ostatních, těžko říct. Nebylo asi snadné se bránit a tehdy, ve starém Babylonu, mohlo jít o život. A tím bych se rád vrátil k porovnání s dneškem. Určitě je tu jeden zásadní, pro stavitele pozitivní, rozdíl v tom, co bylo kdysi před čtyřmi tisíci lety, a co je dnes. Ze strany investorů současným stavitelů skutečně nehrozí, že bude soudním rozhodnutím bezprostředně ohrožen jejich život. Obávám se ale, že určitá společenská nevraživost, souzení a obviňování stavitelů ze všech možných neřestí přežilo navzdory tisíciletím. Je pro mne velmi smutné, že stavebnictví má v současnosti reputaci na úrovni kapsářů, ničitelů životního prostředí a škůdců rozpočtů všech úrovní. A to i přesto, jak nepřehlédnutelným a dle mého pozitivním způsobem se podařilo a stále daří v posledních dvou desetiletích zvelebovat naše okolí stavbami všeho druhu. Rád bych se proti takovému negativnímu nazírání na stavební firmy, stavební inženýry, techniky a dělníky ohradil a připomněl nám samotným, i našemu okolí, za jak nesmírně složitých technických i finančně-společenských podmínek trpělivě pracujeme a stavíme to, co je nám investory zadáno a nutno dodat i dovoleno. Slovo dovoleno bych docela rád zdůraznil. Soudní pře, které dnes zdržují a zastavují stavby dálnic D8 a nově i D3, nemají se stavebními firmami mnoho společného. Přesto finanční ztráty budou nepochybně připsány stavebním firmám. Není přeci ostudou něco dělat jako své živobytí a chtít dostat zaplaceno, notabene když to dělám 2krát či 3krát, aniž bych tuto situaci způsobil. Dokonce i Chamurappi to chápal (viz článek 228), tak proč je to tak složité pochopit dnes. Možná se blýská na lepší časy. V médiích tu i onde probleskne, že snad si konečně někdo kompetentní všiml, že nechat si postavit zakázku za 40 až 50 % projektem předpokládaných nákladů by nemuselo být jen terno, a sledovat u veřejných zakázek jen kritérium nejnižší ceny je málo a v konečném důsledku riskantní. Určitě ještě chvíli potrvá, než tento hlas rozumu najde cestu do praxe, nicméně zaznívá, a to vnímám jako určitou naději pro budoucnost. Vážení čtenáři, na pozadí historie jsem chtěl dospět k tomu, jak je dnes stavění hračka proti minulosti, a povzbudit nás. Mám však pocit, že se to až tak nepovedlo. Naštěstí jsem hluboce přesvědčen, že jako stavaři máme dobrý a nám všem užitečný obor konání a vždy budeme mít příležitost to dokazovat sobě a ostatním. A že to nedojde ocenění? Myslím, že dojde, ale samovolně a po mnoha letech. Vezměte např. operu v Sydney v Austrálii. Stavba, 1 která byla velkým předmětem sváru (cca 7krát překročený rozpočet) a příčinou pádu jedné australské vlády, se najednou stala symbolem celé země. Kdo ví, jaký symbol dovednosti, invence a odvahy stavařů vzniká pod palbou kritiky právě dnes u nás? Jiří Kolísko Prezident ČBS ČSSI

Obr. 1 Dioritová stéla Chamurappiho zákoníku Louvre, Paříž (foto: archiv autora)

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

5/2013

TÉMA

❚

TOPIC

RADOSTI A STRASTI PREFABRIKOVANÝCH KONSTRUKCÍ ❚ PRECAST CONCRETE STRUCTURES – JOYS AND CONCERNS Pavel Čížek Současný stav prefabrikace je u nás výrazně ovlivněný hospodářskou depresí ve stavebnictví a morálním úpadkem ve společnosti. Navzdory této skutečnosti byly realizovány zajímavé prefabrikované halové a skeletové konstrukce. Při jejich navrhování a výstavbě se vyskytují některé nedostatky pramenící z více okolností. Neopomenutelným účastníkům výstavby chybí často odborné znalosti z oboru prefabrikace s nepříznivým dopadem na proces od návrhu až po výstavbu konstrukce. Také ostrý konkurenční boj o zakázky s dumpingovými cenami podstatně přispívá ke snižování kvality prefabrikovaných konstrukcí.

❚ Current situation in

precast concrete production in the CR is affected by economic depression in civil engineering and demoralization of the society. Despite this situation, interesting precast structures have been built. There are many reasons for problems encountered in their design and construction. Some of the participants in the construction process lack expertise in the field of

samozřejmostí. To by mělo platit i pro všechny ostatní účastníky výstavby od zadavatele až po výrobně-dodavatelské organizace. Profesní odpovědnost by měla být prvořadá. Ať již chceme nebo nechceme, rozhodujícím koncepčním pracovníkem v kvalitně fungujícím pracovním týmu by měl být architekt. Musí ovšem existovat vyvážený vztah všech základních hledisek na výstavbu, jako tomu bývalo v prvním století před Kristem, v době působení římského Vitruvia: hlediska funkčního, stavebně-konstrukčního, ekonomického a estetického. Současný hektický způsob převážně finančně poddimenzované a chaoticky probíhající výstavby budov často s nedostatečnou projektovou přípravou neskýtá záruku jejich požadovaných vlastností a kvalitního provedení. To se u nás týká i železobetonových prefabrikovaných konstrukcí používaných pro současnou výstavbu.

precast concrete, which has had a negative impact to the whole process – from design to construction. Quality of precast concrete structures is

P R E FA B R I K O VA N É H A LY

also lowered by the sharp competition for orders and dumping of prices.

Na převážnou část výstavby halových objektů, určených pro průmysl, logistická centra, skladové hospodářství a obchodní řetězce, se používají vazníkové konstrukce. Z velikosti rozponů, světlých konstrukčních výšek, užitných zatížení, požadavků na vedení technologických rozvodů, zatížení od jeřábových drah a technologických zařízení, také druhu střešního pláště, se odvíjí jejich rozmanitost. Vazníky a vaznice se navrhují v závislosti na mnoha kritériích a okolnostech buď čistě v železobetonovém provedení s měkkou výztuží, nebo předem předpínané pro větší rozpony a zatížení. Zatím nejdelší vazníky z předem předpjatého betonu byly použity v tomto roce na výstavbu jednolodního halové-

Navrhování konstrukcí pro budovy pozemního stavitelství závisí od mnoha okolností a podmínek. Z typologického hlediska je k dispozici množství konstrukčních systémů a soustav využívajících substancí betonu, oceli, dřeva a zdiva v čistě krystalické formě nebo v různých kombinacích. Vhodný návrh konstrukce přiměřený funkci a významu budovy by měl mít základ v aktivní spolupráci architekta se zkušeným inženýrem – statikem a to již v období konceptní tvorby. Profesionální přístup v dalším návrhovém procesu až po vypracování realizační a výrobní dokumentace by měl být

Obr. 1 Schenker, s. r. o., Rudná – příčný řez konstrukcí jednolodní haly ❚ Fig. 1 Schenker, s. r. o., Rudná – cross section of a single-nave hall Obr. 2 Přeprava vazníku v objektu haly ❚ Fig. 2 Transport of the beam inside the hall

1 2

5/2013

❚


Obr. 3 Montáž vazníku pomocí tří mobilních jeřábů ❚ Fig. 3 Erection of the beam with the aid of three mobile cranes 3

3

TÉMA

❚

TOPIC

Obr. 4 Model prefabrikované konstrukce komplexu tlakové slévárny hliníku, Kovolis Hedvikov, a. s. ❚ Fig. 4 Model of the precast concrete construction of buildings of the aluminium press welding shop, Kovolis Hedvikov Obr. 5 Montáž haly v zimním období Fig. 5 Assembly the hall in winter

4

❚

Obr. 6 Detail uspořádání výztuže v podporové oblasti ❚ Fig. 6 Detail of the reinforcement in the area of the support Obr. 7 Přeprava 34,2 m dlouhého vazníku na staveniště ❚ Fig. 7 Transportat of the 34,2 m long beam to the construction site Obr. 8 Pohled na rozestavěnou přístavbu výrobní haly Cromodora Wheels s rozponem 34 m ❚ Fig. 8 View to the extension to the Cromodora Wheels factory building under construction, span 34 m Obr. 9 Detail sníženého uložení vazníku s upraveným zhlavím sloupu pro další přístavbu ❚ Fig. 9 Detail of a lowered support of the beam with the column head adjusted for an additional extension

7

Obr. 10 Požadavky investora na vedení páteřních rozvodů podél vazníků střešní konstrukce ❚ Fig. 10 Requirements of the investor – the core services to be led along the beams of the roof structure Obr. 11 Detail realizované střešní konstrukce dle požadavků investora ❚ Fig. 11 Detail of the completed roof structure according to the investor’s requirements

ho objektu Schenker, s. r. o., Rudná s osovou vzdáleností sloupů 38,86/29 x 7 m (obr. 1). Sedlové vazníky délky 39 m s výškou v hřebeni 2,2 m byly vyrobeny z betonu C50/60 s předepnutím 25 lan ø 12,5 z oceli St1570/1770 (objem 16,05 m3, hmotnost 40,12 t) a byly ukládané do vidlic sloupů s průřezem 0,4 x 0,5 m. Střešní plášť standardně skládaný s nosnými trapézovými plechy je uložen na soustavu vazniček výšky 0,45 m. Požadovaná světlost pod vazníky byla 4,6 m. K tomu autor návrhu Ing. Matyáš, STTAB, s. r. o., poznamenává: „Závažným problémem prefa vazníků velkých délek, tj. nad 30 m, je stabilita (klopení) při dopravě (obr. 2) a montáži a to i u vazníků, které jsou po osazení na stavbě již z hledis5

ka klopení stabilní. Z důvodu omezení hmotnosti vazníku není možné navrhovat šířku horní pásnice zaručeně bezpečnou, tj. 1 až 1,5 m. Při manipulaci a montáži je třeba dodržovat zvýšenou opatrnost. Prvek je možné zvedat pouze po pečlivé kontrole, zda je zcela uvolněn z opěr návěsu a není bočně zdeformovaný. Při zvedání z návěsu po příjezdu na stavbu je vhodné použít tři jeřáby, z nichž dva na koncích nesou plnou hmotnost a jeden jeřáb uprostřed zabraňuje ztrátě stability (obr. 3). Teprve po úplném vysunutí z opěr a uklidnění vazníku ve visu se odepne vazník ze středního závěsu a montáž pokračuje pouze dvěma jeřáby.“ V komplexu nového výrobního areálu Kovolis Hedvikov, a. s., v Třemošnici (obr. 4), v kterém dominuje jednolodní 6

4


❚

5/2013

TÉMA

8

TOPIC

9

ústřední hala se světlou výškou 11,8 m, šířkou 34,2 m a délkou 86,4 m (obr. 5), byly u nás použity zatím nejdelší železobetonové vazníky. Příčné rámy v rozteči 7,2 m mají sloupy komplikovaného tvaru výšky až 19 m s průřezy 1,2 x 0,4 m a dvěma svisle orientovanými převýšenými otvory, určenými na vedení náročných technologických rozvodů. Nad úložnou plochou s kolejnicemi jeřábové dráhy se dřík sloupu zužuje na průřez 0,5 x 0,4 m s do boku rozšířeným zhlavím, které slouží k uložení železobetonových sedlových vazníků průřezu T délky 34,2 m s maximální výškou v hřebeni 2,1 m a s průřezem 0,6 x 0,6 m v místě neposuvného kloubového uložení na obou koncích. Tím je zajištěna jeho požadovaná rozpěrná funkce, splnění podmínek pro účinné zakotvení výztuže v koncové oblasti (obr. 6) a centrický přenos svislých zatížení navlečením na trny a uložením na gumová ložiska typu ESZ 200/15. Vazník byl vyroben z betonu C50/60 s nadvýšením 120 mm (objem 14,65 m3, ocel 260 kg/m3). Výroba, doprava a montáž vazníku s hmotností 38 t si v zimním období roku 2010 vyžádaly zvláštní opatření (obr. 7) [1]. Obdobné, ale přímopasé železobetonové vazníky jsme letos použili pro jednolodní halu s rozponem 34 m na rozšíření výrobního závodu Cromodora Wheels v Mošnově (obr. 8). Vazník s průřezem tvaru T a výškou 1,9 m je uložený v 3% spádu s požadovanou světlou výškou 10,5 m a při jeho objemu betonu 14,23 m3 činí spotřeba výztuže 255 kg/m3.

Jednoduchý detail sníženého uložení vazníku s připraveným zhlavím sloupu pro uvažovanou dostavbu haly se stejným rozponem je uvedený na obr. 9. Princip tvarování, vyztužování a výrazně snížené výšky v uložení se sestupným úkosem spodní úrovně příruby železobetonových vazníků průřezu T vznikl v roce 2003 při návrhu prvního průmyslového halového objektu v Čivicích. Klasické provedení vazníku s konstantním průřezem tehdy nevyhovovalo v úložných oblastech s koncentrací a křížením páteřních technologických rozvodů. Požadavky investora na vedení technologických rozvodů včetně situování průchozí obslužné lávky jsou schematicky dokumentovány na obr. 10 a 11. Tento způsob vedení rozvodů ve střešním prostoru umožňuje operativní provádění technologických inovací, jejichž cykly se neustále zkracují. Z ukázek konstrukcí tohoto druhu, s rozpony vhodnými až do modulu 18 x 24 m, jsou zřejmé jejich pozitivní vlastnosti (obr. 12 až 14): • jednoduché a snadné ukládání vazníků při montáži s navlečením na dvojici trnů a ložisek ve stabilní poloze, kdy těžiště vazníku se nachází pod úrovní horizontu úložné plochy, • způsob vyztužování je výrobně racionální, přehledný a staticky účinný, • skladebnost, tvar, design a styky dílců přispívají k výraznému uplatnění estetických kvalit konstrukce.

10

5/2013

❚

11

❚


5

TÉMA

❚

TOPIC

12

13

U železobetonových vazníků namáhaných kombinací smyku a ohybu zákonitě vznikají trhlinky. V případě, že se dílce dodatečně opatří bílým nátěrem, stávají se zřetelně viditelnými a nepůsobí příznivým dojmem. Mechanizmus tvorby trhlinek je závislý na stadiu výrobní technologie, dopravě, skladování a manipulaci až po konečné uložení v konstrukci při montáži. Dále závisí na způsobu a velikosti zatížení s časovou posloupností. Z uvedeného je zřejmé, že shodné dílce mohou mít trhlinky rozdílných tvarů a šířek. Rozvoj trhlinek je ovlivňován také tvarem dílce, velikostí, četností a umístěním otvorů určených na vedení technologických rozvodů ve stojinách a samozřejmě způsobem vyztužení stojin. Příkladně u jedné z námi projektovaných výrobních hal se u některých vazníků vyskytly lokální trhlinky s nadměrnou šířkou až 0,5 mm. Protože širší trhlinky se vyskytovaly u méně zatížených vazníků, zajímali jsme se o příčinu tohoto jevu. Z časových důvodů výstavby byla výroba početné série sedmdesáti vazníků zahájena v předstihu s dopravou na velkou vzdálenost dvou meziskládek v blízkosti staveniště. V několika případech došlo k nesprávnému způsobu skladování a některé prvky byly převáženy brzy po vyjmutí z formy. 24m vazníky výšky 1,5 m měly dva otvory průměru 0,7 m situované v třetinách rozponu. Kontrolním výpočtem jsme zjistili, že vazníky mají dostatečnou rezervu ohybové a smykové únosnosti. U firmy Červenka Consulting jsme pro jistotu objednali jejich podrobnou statickou analýzu výpočetním programem ATENA s konstatováním, že globální součinitel bezpečnosti γ = 2,29 > 1,79 splňuje podmínku bez6

Obr. 12

Detail v oblasti změny výšky haly

❚

Fig. 12

Detail of the change in the height of the hall

Obr. 13 Celkový pohled na konstrukci prefabrikované haly construction of the precast concrete hall Obr. 14

Kvalitní design střešní konstrukce

❚

Fig. 14

❚

Fig. 13

Overview of the

Quality design of the roof structure

Obr. 15 Příčný řez konstrukce víceúčelové skladovací haly s administrativní budovou v Říčanech ❚ Fig. 15 Cross section of the structure of a multipurpose storage hall with an administrative building in Říčany

14

15


❚

5/2013

TÉMA

16

TOPIC

17

pečnosti odpovídající metodě parciálních součinitelů podle ČSN ENV 19921-1-731201 a současně prokazuje i rezervy v únosnosti. Vzhledem k nízké využitelnosti otvorů souhlasil investor při pozdějším rozšiřováním objektu se zmenšením průměru otvorů na 0,4 m. U mnohých hal jsme zjistili prakticky nulové využití požadovaných otvorů, což svědčí o nekonceptním a často i nekvalifikovaném přístupu uživatelů při zadávání požadavků na vlastnosti konstrukcí. Oblasti stojiny v okolí otvorů mají komplikovaný průběh hlavních napětí, který závisí na velikosti ohybového momentu a posouvajících sil, velikosti průměru otvoru a jeho umístění v podélném a svislém směru. Na těchto okolnostech závisí návrh a uspořádání výztuže ve zmíněných oblastech s doporučením uvedeným v publikaci [2]. O bezpečnosti vazníkových hal však svědčí skutečnost, že nedošlo k jejich poruchám či destrukcím od přetížení, např. při sněhových kalamitách. Při požadavcích na velmi omezenou konstrukční výšku střešní konstrukce se mohou použít předem předpjaté žebrové sedlové panely TT s extrémně malou výškou maximální hodnoty 0,82 m v hřebeni, které jsou součástí ucelené konstrukční soustavy Bashallen Koncept. Tyto panely nám umožnily výstavbu dvou až třípodlažní víceúčelové haly s administrativní budovou v Říčanech s nepřekročitelnou výškou atiky (obr. 15). Ve třetím podlaží byly totiž požadovány dva vzájemně posunuté halové prostory s rozpony 19,8 m, kde jsme žebrové sedlové panely TT s výškou 0,76 m v hřebeni použili (obr. 16). Zmíněná konstrukční soustava je založená na dvou základních modulových prvcích: sedlovém TT střešním dílci 5/2013

❚

❚

Obr. 16

Střešní konstrukce s panely TT

Obr. 17

Střešní panely na skládce

❚

❚

Fig. 16

Fig. 17

Roof structure with TT panels

Stored roof panels

Obr. 18 Bashallen Impera v Hovorčovicích – pohled na budovu s aplikací grafického betonu obvodového pláště ❚ Fig. 18 Bashallen Impera in Hovorčovice – view to the building with graphic concrete application on the building facade Obr. 19 Detail vstupní části s grafickým betonem with graphic concrete

❚

Fig. 19

Detail of the entrance

18

19


7

TÉMA

❚

TOPIC

Obr. 20 Obchodní centrum Breda Weinstein v Opavě ❚ Fig. 20 Shopping mall "Breda Weinstein" in Opava Obr. 21 Ecorec Prachovice – pohled na betonový obvodový plášť ozvláštněný barevnými skvrnami ❚ Fig. 21 Ecorec Pardubice – view to the concrete facade decorated with patches of colour Obr. 22 Destruktivní účinky tornáda v roce 2011 na část výrobní haly v Čivicích ❚ Fig. 22 Destruction of part of the manufacturing hall in Čivice caused by a tornado in 2011 Obr. 23 Konzoly předsazeného sloupu na uložení nárožních dílců stropní a střešní konstrukce ❚ Fig. 23 Cantilevers off a collumn located outside the modular axis for the erection of corner elements of the floor and roof structure Obr. 24 Stropní konstrukce v modulu 18 m s panely HCE 500 – celkový pohled ❚ Fig. 24 Roof structure in 18 m module with HCE 500 panels – an overview Obr. 25 Detail uložení nosníků stropní konstrukce na konzoly předsazených sloupů ❚ Fig. 25 Detail of bearings of the floor beams on the cantilevers of the columns located outside the layout axis 20

(obr. 17) a vnější obvodové nosné sendvičové stěně s pohledovou úpravou povrchů a možnostmi tvorby otvorů pro okna, dveře a vrata (obr. 18 a 19). Vnitřní výška hal může být proměnná až do světlosti 8 m. V halách mohou být vestavěny mezilehlé stropy nad částí, nebo i v celé ploše haly. Jedná se o jedinou ucelenou a variabilní konstrukční soustavu u nás s možnou dodávkou na klíč pro výstavbu výrobních, skladovacích, sportovních i obchodních hal v gesci Dywidag Prefa, a. s. Panely s povrchovou úpravou grafického betonu mohou být dodávány i pro obvodové pláště konstrukcí ocelových nebo monolitických železobetonových, jako se to stalo např. u Obchodního centra Breda & Weinstein v Opavě (obr. 20). Jiný a zajímavý příklad příjemného oživení prostředí průmyslového areálu je z provozovny na drcení odpadů Ecorec Prachovice. Prefabrikovaný betonový obvodový plášť sestavený z nezateplených předsazených stěnových panelů má vnější povrch ve dvojím provedení. Buď monotónně hladký s přiznáním našedlé betonové struktury, nebo s architektonickým ozvláštněním barevných nepravidelně rozmístěných čtvercových a obdélníkových vlysů s odstíny modré, zelené a černé, v tomto případě barev firemního loga (obr. 21) [3]. P O Z N Á M K Y K N AV R H O VÁ N Í A R E A L I Z A C I

V následujícím bych rád uvedl některé nedostatky či problémy, s kterými se při navrhování a realizaci železobetonových prefabrikovaných konstrukcí potýkáme. Jednopodlažní halové systémy tvoří obvykle rámy se statickou idealizací sloupů vetknutých do základů a kloubově uloženými vazníky či nosníky na jejich zhlaví. Jsou stabilizovány navlečením na vyčnívající trny a uložené prostřednictvím gumových ložisek. Na základě provedených zatěžovacích zkoušek rámu ve skutečné velikosti bylo zjištěno, že se takový styčník nechová jako kloubový, ale polotuhý. Míra tuhosti závisí na velikosti normálové síly, vodorovného zatížení, na rozměrech, tvarovém součiniteli a modulu pružnos8

ti použitého ložiska. Čím vyšší modul pružnosti a čím větší je normálová síla, tím jsou deformace rámu menší. [4] Z uvedeného vyplývá, že využitím tohoto jevu dochází k snižování vzpěrné délky sloupů, přerozdělení ohybových momentů s příznivým účinkem na vetknutí do základů, a tudíž k možnému snížení spotřeby výztuže ve sloupech i základových konstrukcích. V této souvislosti bych se chtěl zmínit o účincích působení větru na betonové konstrukce. Na základě porovnání vypočtených a skutečně naměřených výchylek při působení větru u dvaceti jedna železobetonových konstrukcí výškových budov s 14 až 66 podlažími postavených v letech 1963 až 1974 bylo zjištěno, že skutečné výchylky dosahují v průměru třetinových hodnot výchylek vypočtených [5]. Při navrhování budov s betonovými konstrukcemi ve vztahu k účinkům působení větru a jeho proměnlivosti je možné vzít v potaz tato zjištění. K tomu doplňme poznatek našeho význačného inženýra v oboru betonového stavitelství Dr. Štěpána Ješe z roku 1957 [6]: „Účinky větru na rozsáhlé konstrukce jsou přeceňovány. Projevují se na malých nebo tenkých konstrukcích jinak, než na rozsáhlých plochách konstrukcí masivních, kde vlastní setrvačnost hmoty nedovoluje, aby se okamžité nárazové účinky větru projevily stejně jako na tenkých dřevěných stavbách.“ Je nutno si i uvědomit, že extrémnímu působení větru, např. tornáda, je téměř nemožné zabránit, což dokazuje záběr na část výrobní haly v Čivicích postižené ničivým tornádem v roce 2011 (obr. 22), kde bylo nutné vyměnit jeden nakloněný obvodový železobetonový sloup. Naopak problémy s navrhováním zejména obvodových sloupů u halových konstrukcí vznikají při jejich vysunutí před obvodový plášť, obvykle na základě architektonických požadavků. Do interiéru vysunuté konzoly zatížené značně excentricky uloženými dílci střešní konstrukce způsobují nepřiměřené ohybové namáhání vnášené do sloupů, zvýšené ná-


❚

5/2013

TÉMA

TOPIC

roky na vyztužení a často i výrobně nepopulární bizarní tvary konzol (obr. 23). Uložení stropní konstrukce dvoupodlažní části objektu s panely HCE 500 mezi sloupy s roztečí 18 m (obr. 24 a 25), při respektování zmíněného principu předsunutých sloupů platného pro celý obchodní areál, vyvolává značně nepříznivé namáhání sloupů i základových konstrukcí. Jakákoli nedůslednost předepsaného technologického postupu montáže může způsobit nevratné vodorovné výchylky sloupů. Při výstavbě dvoupodlažního obchodního domu, se situováním skladu a prodejny v druhém podlaží s rozdílnými konstrukčními výškami a průběžnými sloupy, se ukázala těsně před zahájením montáže střešní konstrukce prodejny nutnost z provozních důvodů zvýšit její světlou, a tedy i konstrukční, výšku o 0,6 m. Po intenzivních konzultacích projektanta s dodavatelem konstrukce jsme neprodleně přistoupili k návrhu a výrobě několika druhů betonových nástavců, které po třídenní pro-

21

22

23

24

25

5/2013

❚

❚


9

TÉMA

❚

TOPIC

Obr. 26 Nástavce konzol na výškovém rozhraní skladu a prodejny ❚ Fig. 26 Extenders of the cantilevers at the interface between levels of the storage space and a shop Obr. 27 Komplikované nástavce sloupů v prostoru komunikačního jádra ❚ Fig. 27 Complicated extension elements of columns in the communication core Obr. 28 Pohled na stropní konstrukci Fig. 28 View of the roof structure

❚

Obr. 29 Detail uložení nosníků stropní konstrukce ❚ Fig. 29 Detail of the bearings supporting the roof beams Obr. 30 Detaily uložení stropních a střešních nosníků na konzoly průběžného sloupu s odlišně širokými styčnými spárami ❚ Fig. 30 Details of the bearings of the ceiling and roof beams on the cantilevers off the continuous columns with joints of different widths

26

Literatura: [1] Čížek P.: Prefabrikované, monolitické nebo hybridní konstrukce?, Stavebnictví 02/2012 [2] Elementer og knutepunkter – betomgelementboken bind C – Norsko 2000 [3] Čížek P.: Prefabrikovaná konstrukce provozovny drcení odpadů Ecorec, Prachovice, Stavebnictví 03/2013 [4] The Second International Symposium on Prefabrication, 17. – 19. May 2000, Helsinky, Sborník str. 88–100 [5] Fintel M.: Deflections of High–Rise Concrete Buildings, ACI Journal, July 1975, str. 324–328 [6] Sborník z konference o zhospodárnění monolitických konstrukcí, Praha 1957, sv. II.

27

dlevě umožnily pokračovat v montáži a dokončit konstrukci v předepsané lhůtě (obr. 26 a 27). Často se v praxi setkáváme s návrhy rámů vícepodlažních skeletů s použitím subtilních prefabrikovaných sloupů průřezu 0,3 x 0,3 m ve spojení se stejně širokými rámovými příčlemi. Pokud bychom trvali na správné poloze podélné nosné výztuže obou dílců, dostáváme se u nosníků sevřených dělenými sloupy k mnoha konstrukčním potížím při provlékání v rozích situované výztuže sloupů, a to i u tzv. Gerberových nosníků. Splnění požadavků na předepsaná krytí výztuže, polohu a velikost otvorů v nosnících na provlečení výztuže sloupů je velice problematické. I z hlediska provádění, zejména u obvodů s excentricky uloženými stropními panely, nemusí být splněny předpoklady uvažovaného statického působení. Problémy se stykováním nosníků stropních konstrukcí vzhledem k minimalizaci průřezových rozměrů sloupů, vyvolaných používáním betonů vysokých pevností koncem devadesátých let minulého století, byly vyřešeny ve Finsku návrhem a používáním speciálních styků se skrytými ocelovými konzolami. I průběžné sloupy, s průřezem 0,3 x 0,3 m vetknuté do zá10

kladů a opatřené konzolami pro uložení stropních nosníků, mají svoje limity. Názorným příkladem je realizovaný dvoupodlažní skelet s konstrukčními výškami 5,3 a 3,6 m při použití těchto sloupů, situovaných převážně v 9m modulech pro uložení nosníků (obr. 28). V určených oblastech bylo nárokováno částečné pohledové působení tektoniky skeletu. Sloupy s délkou 9,8 m kotvené do kalichů vykazovaly v průběhu montáže proměnné výchylky, závislé na míře oslunění během dne, způsobené dočasným jednostranným zatížením od hmotnějších excentricky uložených stropních nosníků. Přiznání úložných konzol sloupů s obvodem 0,7 x 0,7 m a vazbou na spodní části nosníků s předepsanou tloušťkou styčných spár bylo proto obtížně dosažitelné (obr. 29 a 30). Z uvedeného vyplývá, že používání extrémně subtilních průřezů dílců skeletové konstrukce má značná úskalí. Předpokládaný a logický průběh činností od návrhu až po realizaci konstrukcí by se měl dít v posloupnosti DSP – DPS – výběr dodavatele konstrukce – RDS a výrobní dokumentace. Často jsme však svědky, kdy už stadium DSP slouží jako podklad k výběru dodavatele. Ten, obvykle s finančně podceněnou dodávkou konstrukce s pevně stano-


❚

5/2013

TÉMA

venými a časově neúprosnými termíny výstavby, je velmi často nucen navrženou konstrukci a někdy i technologii její výstavby měnit. Znamená to časté přepracovávání projektu v RDS s přímou návazností na zpracování výrobní dokumentace a často v období již započaté výstavby. Tyto podmínky způsobují nervozitu a stresové situace u všech zainteresovaných účastníků. Způsob nápravy v současné neutěšené hospodářské a politické situaci je u nás zřejmě v nedohlednu. Z ÁV Ě R

Problematika a rozsah oboru prefabrikovaných betonových konstrukcí by si zasloužily větší pozornost. Poslední ze čtyř konferencí věnovaných prefabrikaci pod záštitou ČBS se konala v roce 2007. Situace na trhu prefabrikovaných konstrukcí je bezútěšná a nepřehledná. Je to důsledek již pětiletého poklesu českého stavebnictví od počátku krizového období, kdy se do letošního roku snížila průměrná cena za realizaci stavebního díla údajně až o 23 %. Stavební kapacity jednoznačně převyšují poptávku a neúprosný konkurenční boj o zakázky také v oboru prefabrikovaných konstrukcí vede zcela zákonitě k neúměrnému snižování cen. I proto dochází k úbytku kvality

❚

TOPIC

„Prvním předpokladem pro zhospodaření staveb je hospodárné navrhování. Návrh stavby je výsledkem složité duševní práce za účinné pomoci fantazie. Pokud jde o statické výpočty, víme, že přesná řešení i u nejsložitějších konstrukcí lze nahradit s vyhovující bezpečností výpočty přibližnými. Skutečný pokrok v betonovém stavitelství je možný jenom za cenu vědomého nedodržováni norem. Navrhování je duševní výkon. Vyžaduje především klid, pohodu a čas. Nemůže být odměřován stopkami dozorce ani urychlován pokřikováním anebo práskáním biče.“ Poslední citace reflektuje neutěšenou atmosféru z období politické-komunistické zvůle. S jistou licencí by mohla platit i pro současné poměry s deformovanými vztahy v naší společnosti ruku v ruce s fetišizací peněz. Ing. Pavel Čížek Statika Čížek, s. r. o. tel.: 606 602 112, www.statikacizek.cz Fotografie: archív společnosti Statika Čížek, s. r. o.

28

29

dodávaných konstrukcí. Je zřejmé, že tato skutečnost a mnohé závady, které se při navrhování a výstavbě vyskytují, mají na svědomí též permanentně se zkracující termíny pro projektovou přípravu, výrobu a montáž. Nedostatky těchto činností vyplývají často i z nevalných odborných znalostí problematiky prefabrikovaných konstrukcí. Konceptní návrh konstrukce a dopracování do úrovně tendrové či zadávací dokumentace by mělo být rozhodující pro výslednou kvalitu realizovaného díla. Zpracování realizační a výrobní dokumentace si vybraná dodavatelská firma většinou zadává u svých důvěryhodných odborně osvědčených subdodavatelů, kteří musí nejen upravovat časté nedostatky výchozí dokumentace, ale současně i respektovat požadavky vybraných dodavatelů na výrobu dílců, jejich styků a montážní technologii. Nezřídka dochází k dodatečným změnám z popudu uživatele, či v důsledku nedostatečné koordinace účastných profesí stavebního díla. V uvedeném příspěvku jsem se pokusil alespoň částečně poukázat na stav a některé problémy, které se v oboru prefabrikace u nás vyskytují. Na závěr si dovoluji ocitovat některé výroky Akad. Stanislava Bechyně [6] roku 1957: 5/2013

❚


30

11

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E

❚

STRUCTURES

VÝSTAVBA MUZEA EVROPSKÝCH A STŘEDOMOŘSKÝCH CIVILIZACÍ ❚ ERECTION OF THE MUSEUM OF CIVILISATIONS FROM EUROPE AND THE MEDITERRANEAN

1

V Marseille bylo letos dokončeno nové velké muzeum – MuCEM, které je zajímavé v mnoha směrech. Jedná se o první francouzské muzeum celostátního měřítka, které bylo realizováno v regionu a ne v Paříži. Dále se jako první muzeum zaměřuje na historii a současnost středomořských civilizací v kontextu celého světa. A novátorské je také svým provedením s využitím moderních materiálů a stavebních postupů. ❚ Earlier this year, a new big museum – MuCEM was completed in Marseille. It is worth noticing in many ways. It is the first French museum on national level erected in a region instead of in Paris. As the first museum it focuses on historical and current Mediterranean civilisations in the context of the whole world. It is also innovative in the way of using modern materials and construction processes.

U vstupu do starého marseillského přístavu, vznášejíc se mezi nebem a mořem, otevírá nové Muzeum evropských a středomořských civilizací (Musée des Civilisations de l'Europe et de la Méditerranée – MuCEM) své brány veřejnosti. Doširoka otevřené, vykresluje horizont na místě, kde se potkávají dva břehy Středozemního moře. 12

Dosud žádné muzeum na světě nebylo zasvěceno Středomořským civilizacím, které jsou přitom z historického i kulturního hlediska nesmírně cenné. Proto vzniklo MuCEM, otevřené v létě t. r., kdy je Marseille propůjčen titul „Evropské hlavní město kultury“. Muzeum je realizováno v součinnosti státu, města Marseille, Rady departementu Bouche-du-Rhône a Regionální rady Provence-Alpes-Côte-d‘Azur. Jeho sbírky sestávající z více než milionu děl a předmětů, jsou kompletně stěhovány do Marseille. Dnešní MuCEM je třetí etapou existence velkého muzea zasvěceného společnosti. Jeho počátky leží v roce 1884, kdy byl otevřen „Sál Francie“ v Etnografickém muzeu v pařížském výstavním paláci Trocadéro. Druhá etapa bylo nové Etnografické muzeum (Musée des arts et traditions populaires), které bylo otevřeno roku 1937 v Paříži a zaniklo právě vybudováním MuCEM. Muzeum civilizací jednadvacátého století, MuCEM, se zaměřuje především na středomořské kultury. Z po-

hledu srovnávacího a multidisciplinárního je zařazuje do kontextu ostatního světa, v kterém Evropa a další kontinenty okolo Středozemního moře hrají významnou roli. Nabídne nový pohled na středomořské kultury. Výstavba MuCEM probíhala pod tlakem tak, aby se vše dokončilo v roce 2013. Velké projekty, jako tento státní, bývají vystaveny neočekávaným rizikům a příkazům k zastavení a znovu rozeběhnutí prací. Když bylo ztraceno pořádání Poháru Ameriky (série jachtařských závodů), byl projekt uložen k ledu... Znovuoživen byl s přidělením titulu Evropské hlavní město kultury. Čtyři ministři kultury si postupně předávali štafetu s tímto citlivým tématem, tak zásadním pro Marseille. MuCEM je jedinečné národní muzeum umístěné státem do provincie. Představuje také silný prvek projektu Euroméditerranée, ambiciózní přestavby a urbanistických úprav velké části Marseille, z něhož 60 ha tvoří přímořské pozemky, jejichž nové využití znovu vlije život do žil přístavu. Vystřídaly se různé scénáře umístě-


❚

5/2013

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Obr. 1 Pevnost Saint Jean a budova J4 spojené lávkou ❚ Fig. 1 Saint Jean Fortress and J4 building joined by footbridge

ní, vědecký podklad projektu byl mnohokrát změněn po zamítnutí původních představ, že by se Etnografické muzeum přemístilo jen do Bouloňského lesíku. Nakonec se MuCEM nachází v Marseille na třech místech: ve čtvrti Belle de Mai je konzervační centrum (samostatná soutěž a financování pomocí PPP), v rekonstruované pevnosti Saint Jean a na mole J4 (obr. 1), kde je umístěno srdce muzea – nová budova obrácená k moři, výchozí bod nových úprav oblasti, která je ze střešní terasy propojena štíhlou lávkou s pevností. Tři místa, tři nálady pro překvapivé a bohaté expozice nalézající se na ploše 40 000 m2 – opravdové muzeum 21. století, schopné díky velké nabídce aktivit zaujmout široké publikum. Jedni mohou prostřednictvím expozic cestovat, jiní sledovat přednášku, další zajít na koncert, debatu, promítání... nebo se jen procházet středomořskými zahradami pevnosti St. Jean. MuCEM je živoucí místo otevřené pro všechny. Budova J4 Autor budovy, architekt Rudy Ricciotti v červnu 2012 o této stavbě řekl: „Výhledy, moře, slunce, zemitost musí být zakomponovány do návrhu, který bude vzbuzovat zájem o poznání. Nejdříve čtverec o hraně 72 m – klasický půdorys, latinský, pod dohledem Pythagora. V tomto čtverci je vepsaný menší o hraně 52 m, který obsahuje výstavní a konferenční sály a vytváří vlastní srdce muzea. Kolem dokola, nad a pod, jsou servisní a doplňkové prostory. Ale mezi jádrem a servisem probíhají široké volné prostory, které propojují jednotlivé části. Návštěvník, zaujatý výhledy na pevnost, na moře nebo na přístav si vybere svou cestu. Podél dvou propletených ramp se ponoří do pomyslné babylonské věže nebo do zikkuratu, aby nakonec vystoupal až na střechu a k pevnosti St. Jean. Tato obvodová trhlina bude nemuzejním nadechnutím s vůní moře, aby si člověk setřídil myšlenky během prohlížení historie našich kultur. MuCEM bude vertikální casbah 5/2013

❚

(sídlo náčelníků v severní Africe i arabské čtvrti). Použití speciálního betonu vycházejícího z posledních francouzských výzkumů redukuje rozměry konstrukce na pouhou kostru potaženou kůží, a potvrzuje minerální rukopis na hradbách pevnosti St. Jean. Jediný matně šedý materiál, který se v dopadajícím světle jemně třpytí, kromě znamenitých mechanických a technologických vlastností bude pět chválu na mohutnost a křehkost zároveň. V kraji kamene vyjadřuje MuCEM pomíjivost a inspiraci orientem díky stínům, které vrhá jeho fasáda na vlastní hmotu budovy. Létající koberec, trochu dlouhý, který plachtí vzduchem přes přístavní bazén a míří do města.“ Budova J4 (15 510 m2 čisté podlahové plochy) tvoří pulzující srdce MuCEM. V přízemí je stálá expozice významných epoch v dějinách středomořských civilizací. V patře jsou dvě velké výstavy zasvěcené společenství, městům, místům a lidem, které dohromady tvoří Středozemí. Dlouhodobé expozice (tři až pět let) na ploše zhruba 1 750 m2 představují pět středomořských specifik: obilí, občanství, monoteistická náboženství, objevování a turismus. Yann Kersalé, autor koncepce nočního osvětlení, o budově MuCEM řekl: „Stavba je ozvučnou skříňkou kultury oživovanou mořem, která se v noci stává památkou na odstíny modré. Je interakcí všech kultur, které v nitru představuje, a mytickým neměnným mořem. Nekonečný světelný pulz, který chvěje jejími krajkovými fasádami. Moře je zde, zabalené ve své kůži, aby mohlo dát zprávu o své důležitosti, která se ukazuje ve vnitřních expozicích.“ Jižní a západní fasáda jsou těžištěm projektu. Světlo si zde hraje s mnoha vrstvami kameje v barevné škále od modré po tyrkysovou, a tím vytváří na fasádě dojem mihotání na vodní hladině. Pevnost Saint Jean Pevnost St. Jean je památka velké architektonické kvality, která podává svědectví o dlouhé a bohaté historii. U vstupu do přístavu se proti obloze tyčí pevnostní věž krále Reného z třináctého století. Další věž, pojmenovaná Fanal, byla postavena roku 1644 na přání marseillských loďařů. Stavba pevnosti, na místě bývalého velitelství Svatého Jana Jeruzalémského, byla zahájena z rozhodnutí Ludvíka XIV., za účelem ochrany města. Na příkaz


❚

STRUCTURES

markýze de Vauban (jeden z nejuznávanějších pevnostních stavitelů a představitelů tzv. francouzské inženýrské školy) byl roku 1679 vykopán hluboký příkop, který pevnost oddělil od města. Během francouzské revoluce pevnost sloužila jako vězení pro Ludvíka Filipa II., vévodu orleánského a jeho dva syny. Jakobíni zajatí v Marseille a Aubagne byli drženi v pevnosti a 5. července 1795 byli zabiti royalisty. Během druhé světové války zde německé jednotky zřídily muniční sklad, jehož exploze při osvobozování města zničila velké množství historických budov. Pevnost Saint Jean byla zařazena mezi historické památky výnosem z 16. června 1964. Od sedmdesátých let se v ní nacházela oddělení archeologických a podvodních výzkumů, která se v roce 2005 přestěhovala do nové budovy postavené jim na míru v přístavu ve čtvrti Estaque, a pevnost se uvolnila pro projekt MuCEM. Centrum konzervace a zdrojů Výše ve městě, v blízkosti nádraží Saint-Charles, ve čtvrti Belle de Mai, se nachází třetí místo projektu MuCEM – Centrum konzervace a zdrojů, navržené architektkou Corinne Vezzoni (projekt je realizován v rámci PPP). Konzervační centrum bude moderní pracoviště upravené tak, aby bylo z velké části otevřené veřejnosti. Budova nabídne tři podlaží s více než 10 000 m2 užitné plochy, kde více než 7 000 m2 budou depozitáře materiálů a kolekcí. Autorka návrhu ji pojala jako ozvěnu hmoty budovy od Rudyho Ricciottiho, kostku o hraně 72 m, a tím poukázala na to, že přestože je v jiné části města, je i toto centrum součástí instituce MuCEM. Na rozdíl od průhlednosti vyžadované na molu J4, vybrala zde koncept tajemství a ochrany, protože je určena k ochraně a konzervaci muzejních sbírek. Inspirací jí bylo dílo španělského sochaře Eduarda Chillida – vydlabaný kámen. Do betonové kostky vyhloubila otvory tak, aby rozdělila prostory pro práci a depozitáře pomocí „aleje“, okolo které jsou rozmístěna komunikační jádra. Přístup do budovy je přes stupňovitou terasu. Světlíky projasňují studovny. Parkový prostor je udržován na místě, kde se potkávají technologické prostory a apartmány pro hostující výzkumníky. Budova byla dokončena v polovině roku 2012 v době, kdy první předměty dorazily na místo. 13


❚

STRUCTURES

2

KONSTRUKČNÍ PRINCIPY A VYSOKOPEVNOSTNÍ VLÁKNOBETON

Vítězná architektonická kancelář navrhla neobyčejně zdrženlivý ale zároveň rafinovaný projekt, který ustupuje od pevnosti i od starého přístavu. Umístěný u vstupu do plavební dráhy komunikuje jak se zemí, tak s mořem a nebem. Zde expresivní tvary nejsou na místě. Architekt, který odjakživa tvořil ve Var (francouzský department, sousedící s dep. Aix-en-Provence, kde leží Marseille), zde postavil na pozemku, který dobře zná a kterému dal do záhlaví velký civilizační počin, do protikladu respekt k minulosti a potřebu kontinuity. Ani moderní ani módní, odmítající diskuzi o tom, zda má více orientální nebo západoevropský vzhled, a přesto dokonale současný, jeho projekt upřednostňuje intuitivní a senzorický přístup ve vztahu k okolnímu prostředí a k hmotě. Vklíněný na čtvercové ploše o hraně 72 m vymezené územním plánem (obr. 2), je objem upevněný v krajině jemnou prolamovanou mřížkou obrácenou na jih, na západ a pokrývající také střechu. Mřížka rámuje vnitřní hranol se čtvercovou základnou o hraně 52 m a výšce 18 m, který ukrývá vlastní tělo muzea. Mezi oběma tělesy probíhají komunikační rampy, stoupající jako u zikkuratů až na střešní terasu s panoramatickým výhledem. Muzeum nabízí různá prostředí: zemitost, základní geometrii, klimatický filtr... Na starobylý kámen pevnosti odpovídá současný beton svou nejpokročilej14

ší technologií a umocňuje jemnost celého díla. Od roku 2002 architekt Rudy Ricciotti sází na ultra vysokopevnostní vláknobeton (UHPFRC), revoluční materiál, který už použil, jako jeden z mála architektů, při realizaci pěší lávky v korejském Soulu v roce 2000. Tento beton poslední generace byl vybrán pro svůj široký rejstřík vlastností, různorodých tak, jako jsou různorodé evropské a středomořské civilizace. Od jednoduchého vzhledu kyklopských kamenů, které drží zemi, po starověký římský beton, tak postupuje vývoj stavby měst. UHPFRC – syrový materiál Ultra vysokopevnostní vláknobeton je předmětem francouzského výzkumu. Jeho složení (granulát, vlákna a poji-

vo) mu zajišťuje tři základní vlastnosti: mechanickou odolnost v tlaku 6 až 8krát vyšší než má běžný beton, dokonalou nepropustnost a možnost použití do nejrůznějších forem. Tak, jak naznačuje jeho jméno, obsahuje kovová a/nebo syntetická vlákna, která jsou tenčí než vlas a dodávají mu i výborné vlastnosti v tahu. Kompozitní materiál s „uzavřenými póry“, vzduchotěsný i vodotěsný, je odolný i vůči vodní tříšti a chemicky agresivním sloučeninám. Proto se hodí pro použití u projektu stojícího na břehu moře. Díky svému složení a výrobě prefabrikátů v dílně blízko Montpelier, se použitý UHPFRC přirozeně zařadil mezi produkty ekologické a trvanlivé, s předpokládanou životností okolo sta let.

3


❚

5/2013


4a

STRUCTURES

4b

Obr. 2 Výstavba nové budovy MuCEM v marseilleském přístavu ❚ Fig. 2 Construction of the new MuCEM building in the port of Marseille Obr. 3 Nosné sloupy budovy z UHPFRC Fig. 3 UHPFRC load-bearing columns of the building

❚

Obr. 4 Sloupy, a) výkres sloupů podél západní fasády, b) proměnné tvary příčných řezů sloupem v různých výškových úrovních ❚ Fig. 4 Columns, a) drawing of western facade columns, b) varying cross-section of the column on different level Obr. 5 Mřížovina z UHPFRC stínící střešní terasu, nosné prvky (sloupy s konzolami) z UHPFRC ❚ Fig. 5 UHPFRC grille shading the roof terrace, UHPFRC load-bearing elements (columns with support brackets)

Během tvůrčího procesu MuCEM měl architekt možnost s ním experimentovat na jiných projektech, především na lávce pro pěší Pont du Diable (Ďáblův most) v Saint-Guilherm-du-Désert a v Muy na zastřešení vily Navarra (viz Beton TKS 1/2010, pozn. red.). Tyto rozdílné zkušenosti mu dovolily lépe využít potenciál tohoto nového materiálu. Lávka v MuCEM je tedy téměř totožná jako Pont du Diable, pouze na větší rozpětí. Dodavatelé používají UHPFRC již téměř dvacet let na zvláštní zakázky: nádrže na chemikálie, umělecká díla, obkladové desky nebo malé kousky, jako schodišťové stupně, fasádní panely ad.

Sloupy Půdorys je obklopen 308 rozvětvenými sloupy (obr. 3). Všechny jsou z UHPFRC prefabrikátů. Rozdělují se do tří skupin: kolmé sloupy, po celé délce konstantního průřezu nebo kónické, které se směrem dolů rozšiřují; sloupy ve tvaru písmene Y v několika různých rozměrových variantách a sloupy ve tvaru písmene N sestávající ze dvou přímých nebo kónických sloupů propojených nakloněnou „větví“. Sloupy jsou různě vysoké podle podlaží, v kterém se nacházejí, 2,79; 5,54; 6,12 a nejvyšší 8,79 m. Průměry sloupů se pohybují od 250 po 400 mm (obr. 4). Sloupy mohou být osazeny v obou polohách, jedním nebo druhým koncem dolů tak, aby působily vizuálně odlišně. Celkově je dvacet možných uspořádání. Na rozdíl od běžného betonu není v UHPFRC prvcích použita klasická betonářská výztuž. Vláknobetony obsahují kovová či polypropylenová vlákna, která jsou vmíchávána přímo do tekuté směsi. Sloupy jsou odlévány do formy nastavené tak, aby se vlákna ukládala ve směru později působících sil po usazení do konečné pozice. Mřížoviny Na budově jsou použity dva typy mřížovin (obr. 5). Fasádní „stonkové“ mřížky jsou osazeny u země. Stonky tvoří žebra z UHPFRC o průřezu 70 x 80 mm. Mřížky jsou ve vodorovném směru drženy vzpěrami s kardanovými klouby na obou koncích, aby se do konstruk-

5

5/2013

❚

❚


15


❚

STRUCTURES

6

ce nevnášely rušivé síly. Mřížky samy se mohou volně deformovat a dilatovat. Mřížka zastřešení, také tvořená žebrovím z UHPFRC, je uložena na kovové kostře a na venkovních stojanech opět z UHPFRC. Od podpor je mřížka distančně oddělená pružnými polyuretanovými podložkami. Panely jsou samonosné o rozměrech 3 x 6 m. Stropní konstrukce Již od soutěže byly stropy navrhovány z UHPFRC prvků, ale nakonec byly z ekonomických důvodů realizovány z betonu C60. Sestávají z 23 m dlouhých předem předpjatých prefabrikovaných panelů (obr. 6), které jsou po obvodě vynášeny monolitickými dodatečně předpínanými nosníky. Ty byly velmi náročné na realizaci, protože povolená tolerance mezi průvlaky a stropními panely byla pouze +/- 5 mm. Byly navrženy tři způsoby propojení. V prvním prochází sloup bez přerušení před nosníkem, napojení je provedeno pomocí dílu z UHPFRC, který je vložen mezi dva prefabrikované díly sloupu. V druhém způsobu je průvlak sloupem přerušen. Sloup byl osazen dříve, než byl betonován nosník. Ve třetím případě se jedná o řešení „na půl cesty“. Nosník je vložen do sloupu jen z polo16

viny a polovina dílu z UHPFRC zajišťuje propojení. Lávka přes přístavní kanál 115 m dlouhá lávka (76 m mezi středovými pilíři a dále dvakrát 18 m přes krajní pole), bez oblouků nebo závěsných lan, propojuje střešní terasu nové budovy s pevností Saint Jean (obr. 7). V klasickém návrhu by se jednalo o prvek sestavený z kombinace podélných a příčných nosníků a mostovky, v tomto případě je vše nahrazeno jen jedním

Obr. 6 Vnitřní sál, předpjaté stropní panely z betonu C60, obvodové větvené sloupy a mřížovina z UHPFRC ❚ Fig. 6 Inner hall, precast prestressed C60 concrete ceiling panels, peripheral branched columns and grille – both UHPFRC Obr. 7 Ukončení lávky z UHPFRC na střeše budovy J4 ❚ Fig. 7 Footbridge end segment of UHPFRC on the roof of J4 building Obr. 8 Výpočetní model nosné konstrukce budovy v programu Nemetschek, a) 3D model, b) 3D řez konstrukcí ❚ Fig. 8 Computational model of the load-bearing structure of the J4 building by Nemetschek software, a) 3D model, b) 3D cross-section

7


❚

5/2013


spojitým prvkem, mechanicky výhodnějším vzhledem k předpokládané délce životnosti stavby. Dvacet pět prefabrikovaných prvků dlouhých 4,5 m je sestaveno a drží pohromadě díky dodatečnému předepnutí. Návrh a provedení kontaktních ploch mezi jednotlivými prvky je základem úspěchu. Povolená tolerance při prefabrikaci byla pouze 0,1 mm a 0,1°. Lávka je uložena na tlumících podložkách. Předpětí Použití UHPFRC je v tomto případě revoluční, neboť se jedná o veřejně přístupnou budovu. MuCEM je první budovou s předepjatými svislými konstrukcemi. Neexistuje žádná referenční stavba: bylo třeba ověřit hypotézy v CSTB (Centre scientifique et technique du batiment – Vědecko-technické centrum pro výstavbu) a najít software pro výpočet konstrukcí schopný zohlednit výsledné komplexní tvary nosných prvků požadované na této stavbě (obr. 8). V případě ocelové konstrukce jsou napětí poměrná vůči deformacím. Stavební prvek je obvykle rovný a chová se stejně v tlaku i tahu. V případě UHPFRC, reaguje materiál odlišně v tahu a tlaku a jeho chování je závislé na míře jeho deformace. Je tedy třeba sledovat zakřivení po celou dobu vývoje návrhu jednotlivých prvků a brát v potaz jejich průřez – oválný pro sloupy a lichoběžníkový pro mřížku. Sloupy nejsou přímé a pod vlivem excentrického zatížení od stropní konstrukce se ohýbají. Aby se zabránilo jejich vybočení, probíhají prvky předpínací kabely uložené ve speciálních kanálcích. Nacházejí se v celé konstrukci.

8a

5/2013

Technologie předpínání umožňuje sesazení nezávislých prefabrikovaných prvků, které následně spolupůsobí jako spojitá konstrukce, např. rozvětvené sloupy s několika rameny nebo dlouhá lávka sestavená z jednotlivých dílů. Metoda předpětí využívá schopnost materiálu přenášet vysoký tlak, a tím kompenzovat relativní slabost v tahu tak, že počáteční vnesený tlak je dostatečně vysoký, aby beton zůstal i po zatížení zcela tlačený. Sloupy a lávka jsou provedeny metodou dodatečného předpětí sestavené konstrukce, zatímco prvky stropní konstrukce, prefabrikáty o délce 23 m, byly předpínány už během výroby. PŘEDPISY

Inženýr postupuje podle předpisů. Musel vycházet z nového seismického zónování, které vstoupilo v platnost 1. května 2011, které je pro Marseille mnohem přísnější než původní. Podle předpisů musel hodnotit i chování konstrukcí během požáru. Celkem bylo potřeba osm posudků ATEX (appréciation technique expérimentale – experimentální technický posudek) pro povolení inovací, které jsou použity na této budově. Posudky nahrazují technické schválení, protože použité výpočetní a návrhové metody ještě nejsou zahrnuty v příslušných předpisech. Pro zkušební procesy byly vyrobeny prototypy a na nich probíhaly v laboratořích CSTB nezbytné ověřovací zkoušky. Analýza jejich výsledků následně umožnila schválit uvažované předpoklady a potvrdila, že výpočty odpovídají budoucímu reálnému chování konstrukce. Např. sloupy byly po celé své výš-

❚

STRUCTURES

ce z jedné strany vystaveny teplotám přesahujícím 1 000 °C a z druhé strany pouze 20 °C a to po dobu 1,5 h, kdy se kontrolovalo, k jakým dochází deformacím. Bezpochyby se jednalo o náročné požadavky. Sloupy měly být původně předepjaté na výšku jednoho podlaží. Následně však vzhledem k zavětrování byly upraveny na seismické riziko tím, že se předepnutí zvětšilo na celou výšku budovy a na zhlaví a paty sloupů byly umístěny klouby. Tento kloub, vynález inženýra Eugena Freyssineta, byl také předmětem jednoho z posudků, aby se upřesnily jeho rozměry. Toto nesmírně přísné řízení si vyžádalo svůj čas, různě dlouhý podle konkrétních zkoušených prvků. Z důvodů správného načasování byla budova sestavována jinak, než je obvyklé. Běžně bývají nejprve osazovány svislé nosné prvky a na ně vodorovné nosné prvky vyššího podlaží a tato operace se opakuje podle počtu podlaží. Výstavba MuCEM přijala nový přístup. Betonové předpjaté stropní panely byly uloženy na stojky nezávisle na sloupech. Ve chvíli, kdy byly všechny prvky usazeny, byly prvky stropní konstrukce propojeny se sloupy a podpírající stojky byly jedna po druhé od nejvyššího podlaží až do přízemí odstraněny. Dodatečně předpjaté konstrukce tento postup dovolují. RUČNÍ PRÁCE

Upřesňování původního návrhu budovy sestávalo z dlouhého řetězce ověřovacích experimentů a posudků od betonářských technologů a statiků až po dodavatele a zahrnovalo samozřej-

8b

❚


17


mě i specialisty na prefabrikaci a předpínání betonu. Každému prefabrikovanému prvku odpovídala jedna opracovaná předloha – modelář Philippe Deplagne otesával dřevěné tvary podle instrukcí architekta. Prostřednictvím této ruční práce dostala budova svou smyslovou stránku. Na základě těchto dřevěných „skic“ byly vytvořeny finální odlévací formy. Je třeba přiznat, že UHPFRC je velmi drahý materiál, a proto bylo třeba optimalizovat všechny postupy a rozměry prvků, sloupy vysoké 9 m o průměru 400 mm, pěší lávka o rozpětí 76 m, jejíž parapetní nosník nepřesahuje 1,8 m výšky, krajky fasádních panelů o rozměrech 3 x 6 m a tloušťce pouhých 70 mm. Inženýrský um, kvalita prefabrikace, přesnost při sestavování jsou naprosto propojeny, protože architektonické dílo je souhrou estetických kvalit a jim uzpůsobené konstrukce a dokonalého využití vlastností použitých materiálů. Různé posouzení experimentálních technologií a zkušenosti z jiných realizací postupně otevírají cestu k budoucím novým předpisům. Jiným rozměrem projektu je ekonomická stránka. UHPFRC je patentovaný postup a Ministerstvo kultury, stavebník, si po CSTB vyžádalo testy na trhu současně nabízených produktů: Ductal od Lafarge, BSI od Eiffage a BCV od firmy Vicat, aby tendr nevedl do uzavřeného trhu. Byly provedeny zkoušky, které umožnily ohodnotit mechanické vlastnosti jednotlivých materiálů. V současné době už se plně uplatňuje síla konkurence, protože se tento obor postupně přirozeně zahustil v celé linii, od výrobců materiálu až po osazování prefabrikátů. Každá dodavatelská firma přinesla své znalosti a zkušenosti, které přebíraly party pracovníků hrdých, že se mohli podílet na takto technologicky zajímavé a dobrodružné stavbě srovnatelné s výstavbou CNIT (Centre des nouvelles industries et technologies) na La Défense z roku 1958. Milimetrová přesnost prvků odlévaných do forem a složitost jejich výroby byla záležitostí specialistů. Předpínací kabely byly protaženy až po usazení a každé rozvětvení sloupu mohlo vytvořit překážku, pokud by nebylo navrženo vhodné řešení. Tím bylo přesné usazení, speciální nástroje pro seřízení prvků ve všech třech osách (x, y, z), propojení prefabrikovaných prvků monolitickými nosníky s minimálními tolerancemi a pečlivé ohlídání každého kroku. 18

❚

STRUCTURES

Návrh krajkových panelů, použitých na fasádách a na střeše, a plynulost půdorysu budovy měly potvrdit myšlenku jednoduchosti. To se bohužel tentokrát nepovedlo. 308 sloupů ve dvaceti různých verzích znamená, že ve skutečnosti je těch identických příliš málo. Jejich umístění v různých místech v návaznosti na stropní konstrukci mění jejich vnitřní charakteristiky. Pokud si myšlenku jednoduchosti podržíme, je třeba uznat sílu a křehkost každé jednotlivé stavební činnosti a prvku, společného ducha, který navrhl mřížku a její podporu, samozřejmost, s jakou byly prováděny montáže, maximální využití schopností všech zúčastněných, od projektantů po pracovníky na stavbě. V Ý Z N A M M Í S TA

Při jakémkoliv tvaru budovy, zůstává místo, které jí tvoří pozadí, stále stejné. Krajina je zde vyprahlá, erodovaná solí, vystavená silám větru, vysycháním vznikají ve hmotě další dutiny. Osekaný od zbytečností a hluchý k proslovům, si projekt ponechává to důležité: barvu, zrcadlení vody, teplo a vodní tříšť. Stavba se skrývá, není na první pohled čitelná, a otevírá tak pole pro představy. Konstrukce je záměrně ponechaná odhalená, pohledová. Jednoduché, syrové, jen to nezbytné. Materiály jsou minimalistické – beton a sklo nebo, jak říká architekt: „kostra a kůže“ (obr. 9). Návrh představuje odhalenou pravdu. Archetypy konstrukce architekt předložil tabula rasa. Nosné prvky jsou umístěny co nejblíže působícím silám. Směs písku a ce-

mentu je osvobozena od standardních profilů a geometrie. Výpočty jsou hmatatelné, myšlenka je tělo, příroda a kultura už si neprotiřečí. Beton se zbavuje své těžkopádnosti, aby se mohl stát ušlechtilou krajkou zavěšenou v odstupu od fasády (obr. 10). Architekt modeluje materiál a vytváří volné prostory. Jejich strohost návštěvníka vybízí, aby ocenil přítomnost sil. Vložený volný prostor nasává okolí, které ho obklopuje. Živí se horizontem a nechává čitelný odstup od pevnosti Saint Jean, čímž ji zviditelňuje. Tlumíc horko a ostré sluneční světlo, krajková kůže přepisuje na zem otisk zmizelých látek. Místo jako celek je zde mocné. Třpytivé záblesky konstrukce a radost z nečekaného zvlnění stavby se spojují a společně tvoří dílo divoké a intimní, jakoby gotické a smyslné. Práce na architektonickém díle se od základů mění. Sloup, mřížka, pěší lávka jsou výsledky. Výkres prvků přechází skrz vnitřnosti forem, neviditelné věci, s kterými se musí počítat. Zde začíná práce inženýra.

Obr. 9 Betonová „kůže“ se zaříznutou lávkou ❚ Fig. 9 Concrete “skin” with incision of the footbridge Obr. 10 Noční pohled na průsvitnou betonovou „krajku“ ❚ Fig. 10 Night view of the translucent concrete “lace”

9


❚

5/2013


❚

STRUCTURES

10

ARCHITEKTURA A VĚČNOST

Do návrhu stavby byly včleněny i výzkumy kvality životního prostředí, a nikdy nebylo třeba o nich debatovat nebo je obhajovat, byly prostě přijaty jako její přirozená součást. Technologické možnosti chlazení vzduchu pomocí jímání mořské vody, snížení celkové výšky stavby, a tím omezení plochy fasád vystavené slunečním paprskům, použití předpjatého betonu, který redukuje tloušťku stropních konstrukcí, z mnoha jsou viditelné pouze jednotlivosti ilustrující nový přístup k výstavbě. Architektovo dílo se odvolává na heslo „odhmotnění a živelnost“ (území, ekonomika provedení, estetický výraz). Způsob realizace upřednostňoval postup, který kladl větší důraz na ekologičnost krátkých produkčních řetězců, v kterých se redukují dopravní vzdálenosti, podporuje se potřeba místní pracovní síly jako souhra ekonomiky a společenského dopadu, vysoce kvalifikovaná pracovní místa s nepřeložitelným místem a provádění přímo na stavbě. Od začátku vymýšlení studie bylo počítáno s využitím ekologického systému vytápění pro snížení spotřeby energií. Blízkost moře dovolila uvažovat o systému vytápění resp. chlazení pomocí tepelného čerpadla voda-voda. Čerpadlo pracuje na principu předávání tepla me5/2013

❚

zi dvěma kapalinami pomocí topného média, které cirkuluje v uzavřeném oběhu, takže nehrozí znečištění mořské vody. V létě se pomocí mořské vody chladí, v zimě ohřívá kapalina v topném systému. Rozdíl mezi teplotami jímané a vypouštěné mořské vody je zde v zimě +5 a v létě –5 °C. Systém respektuje životní prostředí a upoutal pozornost regionální rady Provence-Alpes-Côte d‘Azur, stavebníka Regionálního středomořského centra (CEREM), budovy sousedící s MuCEM, který si přeje se na systém napojit. Z ÁV Ě R

MuCEM je jednobarevný a černý, aby vynikl v ostrém místním světle. Blízkost stavebního provedení a materiálu, vytříbená intimita, architektura byly záměry stavebníka i architekta, takový ho chtěli vybudovat. Projekt nosné konstrukce budovy J4 zpracovaný společností SICA byl vyhlášen vítězem kategorie Budovy v soutěži pořádané společností Nemetschek SCIA pro uživatele softwaru SCIA Structural pro rok 2013.

Stavebník

Pověřený stavebník

Architektonický návrh a projekt

Ministerstvo kultury a komunikací, Oddělení kulturního dědictví OPPIC – Zmocněnec pro kulturní dědictví a nemovité projekty Rudy Ricciotti architecte – zodpovědný architekt, C+T architecture / Roland Carta – spolupracující architekt Garcia Ingénierie – projekční kancelář SICA

– stavební část, technologie – konstrukční část Vypsání architektonické říjen 2002 soutěže na budovu J4 Uzavření Etnografického červen 2005 muzea v Paříži Dokončení projektové dokumentace září 2006 pro budovu J4 červenec 2010 Realizace budovy J4 až jaro 2013 Otevření budovy J4 červen 2013 veřejnosti Cena za MuCEM 160,270 mil € celkem

Redakce časopisu děkuje architektonického ateliéru Rudy Ricciotti architecte za poskytnuté materiály a souhlas s představení stavby českým čtenářům. Fotografie 1 až 3, 5 až 7, 9 a 10 Lisa Ricciotti,

Přeloženo z materiálů architektonického ateliéru

obr. 4 archiv Rudy Ricciotti architecte,

Rudy Ricciotti architecte. Redakčně upraveno.

obr. 8 archiv Nemetschek Structural Group


19


❚

STRUCTURES

PREFABRIKOVANÉ NOSNÉ KONSTRUKCE DÁLNIČNÍCH MOSTŮ ❚ PRECAST SUPERSTRUCTURES FOR MOTORWAY BRIDGES Milan Kalný, Jan Komanec, Václav Kvasnička Nosné konstrukce využívající prefabrikované předpjaté nosníky se spřaženou monolitickou deskou patří mezi klasické metody pro výstavbu mostů o rozpětích do 40 m. Jejich výhodnost se projeví zejména tam, kde je požadována rychlá výstavba přes provozované komunikace a překážky. Pokud se během projektu a vlastní stavby věnuje dostatečná pozornost kvalitnímu provedení všech detailů, získáme konstrukce s velmi dobrou trvanlivostí, bezproblémovým provozem, snadnou údržbou a rozumnými investičními náklady. V článku jsou popsány dva nové dálniční prefabrikované mosty, Vchynice na D8 a Černovický potok na D3.

❚ Bridge superstructures of precast

concrete prestressed beams with composite in-situ deck belong among the classical methods of bridge construction for spans up to 40 m. Their advantages show mainly in places

MOST VCHYNICE NA DÁLNICI D8

Most Vchynice na stavbě 0805 dálnice D8 přes České středohoří je prvním významným mostem na posledním nedostavěném úseku D8 a převádí dálniční těleso okrajem obce Vchynice. Trasa dálnice v tomto místě sleduje trasu bývalé silnice I/8; osa dálnice je vedena na hraně pravé krajnice původní I/8. Výškově je v konstantním podélném spádu +4,5 % stoupajícím směrem na Ústí nad Labem. V místě mostu se niveleta dálnice nalézá ve výšce cca 10 až 15 m nad okolním terénem. Obec je trasou původní komunikace a nyní i dálnice rozdělena na dvě části. Aby byly alespoň částečně zmírněny dopady dálničního provozu na obec, jsou na mostě realizována protihluková opatření v podobě uzavřeného protihlukového tubusu, který významně ovlivnil návrh nosné konstrukce mostu.

where fast execution across roads in use and obstacles is requested. If there is sufficient concern for proper detailing both at the design and implementation stage, we get structures with good durability, trouble free service, easy maintenance and reasonable costs. Two newly built precast concrete motorway bridges at Vchynice on the D8 and Černovický potok on the D3 are presented in this article.

Změna koncepce mostu Před zahájením stavebních prací na výstavbě mostu bylo nutno přeložit provoz ze stávající silnice I/8 na objízdnou trasu. Kvůli opožděnému získání stavebního povolení pro objízdnou trasu bylo na konci roku 2008 rozhodnuto o změně koncepce mostu, aby bylo možno současně s výstavbou mostu

co nejdéle zachovat provoz na původní silnici I/8. Nová mostní konstrukce byla navržena jako spřažená z podélných prefabrikovaných nosníků tvaru „T“ a betonové desky. Nosníky z vysokopevnostního betonu mají vylehčenou profilovanou stěnu. Spřahující deska průměrné tloušťky 220 mm zajišťuje příčné spolupůsobení nosníků a tvoří dokonalý podklad pro izolaci, který svojí kvalitou odpovídá monolitickým konstrukcím. Podélně je most uspořádán jako spojitý nosník o šesti polích s nepřímým uložením nosníků pomocí nadpodporových příčníků. Příčníky jsou částečně prefabrikované a jsou také vyrobeny z vysokopevnostního betonu. Požadavky pro návrh konstrukce Při návrhu nové nosné konstrukce byly zohledněny následující důležité požadavky, které výrazným způsobem ovlivnily návrh konstrukce. Základním předpokladem bylo rozdělení nosné konstrukce mostu na dvě samostatné části – vždy jednu konstrukci pro každou polovinu dálnice. Tato podmínka umožňuje splnění základního požadavku na současné budování poloviny mostu za provozu na stávající I/8, byť v omezeném počtu pruhů. Navržené uspořádání je výhodné i pro budou1

20


❚

5/2013

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 2 V POLI

NAD PODPOROU

❚

STRUCTURES

cího správce mostu, kterému umožní provádění údržby či eventuální opravy mostu při úplném uzavření jedné poloviny mostu. Druhá konstrukce umožní provoz v uspořádání 2 + 2 pruhy. Jediná nosná konstrukce pro oba směry dálnice se v případě opravy za současné neexistence objízdné trasy stává obtížně řešitelným problémem. Montáž konstrukce je samostatnou technologickou záležitostí, která vychází především z možností zhotovitelů a dostupnosti vhodné techniky. V tomto případě se ukázal jako limitující předpoklad požadavek na pomocné montážní konstrukce. Vzhledem k situaci na trhu v době zahájení realizace nosné konstrukce nebylo možno zajistit, že skruž pro provizorní podpěry bude k dispozici v požadovaném množství a termínu. Bylo proto rozhodnuto, že konstrukce bude navržena jako samonosná, tj.

3

4

5

Obr. 1 Dokončená nosná konstrukce mostu Vchynice ❚ Fig. 1 Completed superstructure of the Vchynice bridge Obr. 2 Příčný a podélný řez mostu Vchynice ❚ Fig. 2 Cross and longitudinal sections Obr. 3 Prefabrikovaný příčník ❚ Fig. 3 Precast cross beam Obr. 4 Pohled na rozestavěný most ❚ Fig. 4 View of the bridge under construction Obr. 5 Montáž prvního pole ❚ Fig. 5 Erection of the first span Obr. 6 Detail dočasného a trvalého uložení na opoře ❚ Fig. 6 Detail of the temporary and permanent support at abutment 6

5/2013

❚


21


❚

STRUCTURES

7

montovaná bez pomocných montážních věží. V hlavách pilířů byly osazeny na speciální montážní klínové stoličky s regulovatelnými klíny prefabrikované části stativ (obr. 6). Stativa pak umožňovala následnou montáž nosníků přímo na jejich spodní příčel. Posledním limitujícím požadavkem, který zásadním způsobem ovlivnil návrh nosné konstrukce mostu, je protihlukový tubus (PHT) (obr. 8 a 9). Při návrhu PHT musely být respektovány zásady z návrhu předchozího stupně dokumentace a současně musely být splněny dodatečné požadavky orgánů státní správy, které byly uplatněny ve stavebním povolení. Především to byl požadavek na vyšší požární odolnost konstrukce PHT, který znamenal použití jiného typu skleněných výplní, které více zatěžují konstrukci PHT, a tím i most. Větší zatížení výplní a požadovaná požární odolnost vedly k výraznému nárůstu tíhy ocelové konstrukce PHT. Nosná konstrukce Nosnou konstrukci mostu tvoří spojitý nosník o šesti polích s rozpětím 6 × 38,33 m s dilatačními závěry nad oběma opěrami. Konstrukce je navržena jako spřažená betonová z dodatečně předpjatých nosníků PETRA tvaru širokopřírubového T. Konstrukce je spojitá pro přenášení ostatního stálého a nahodilého zatížení. Spojitost je nad vnitřními pilíři zajištěna předpínacími kabely v každém nosníkovém žebru a betonářskou výztuží ve spřažené desce. V příčném řezu je mostovka každého mostu tvořena sedmi nosníky, které jsou v oblasti nad vnitřními podporami osazeny na prefabrikované příčníky a následně jsou zmonolitněny do jediného celku. Nosníky mají výšku 1 800 mm, šířku žebra 250 mm a šířku horních přírub 1 600 mm (u krajních nosníků), resp. 1 700 mm (u vnitř22

ních nosníků). Oproti standardnímu řešení bylo nutno konstrukci zesílit s ohledem na významné přitížení protihlukovým tubusem; především se jedná o zesílené předpětí krajních nosníků a příčné předpětí jak v prefabrikované, tak i v monolitické části vnitřních příčníků. Nosníky a příčníky jsou vyrobeny z betonu C55/67-XF2. Mezery mezi horními přírubami jsou bedněny vložením ztraceného

bednění z desek Cetris do ozubů v koncích konzol. Na nosnících je vybetonována spřažená železobetonová deska průměrné tloušťky 220 mm. Spřahující deska a monolitické části vnitřních příčníků jsou z betonu C30/37–XF2 a koncové příčníky z betonu C30/37-XF4. Střední příčníky konstrukce, do kterých jsou vetknuty nosníky, jsou podporovány sloupem bez stativa s rozšířenou hlavicí. Příčníky jsou uloženy přímo přes nálitky na vodorovně uložená hrncová ložiska na pilířích. Příčníky jsou navrženy ve spodní části jako předpjaté prefabrikáty tvaru obráceného T tvořící podporu pro uložení nosníků. Dobetonováním monolitických částí příčníků došlo k propojení prefabrikovaných nosníků, příčníků a spřažené desky do jediného celku. Na opěrách jsou nosníky uloženy přímo tak, že každý nosník je podporován vlastním hrncovým ložiskem s klínovou deskou. Z důvodu organizace postupu výstavby se nejprve zmonolitnila čtyři vnitřní mostní pole a následně se namontovala a připnula obě krajní pole mostu.

8 9


❚

5/2013


❚

STRUCTURES

10

MOST PŘES ČERNOVICKÝ POTOK NA DÁLNICI D3 U S O B Ě S L AV I

Stavba D3 0307C je součástí dálnice D3 mezi Táborem a Veselím nad Lužnicí. Mostní konstrukce řeší převedení trasy dálnice přes rozlehlé ploché údolí Černovického potoka, které je významným biokoridorem (obr. 10). Základní uspořádání konstrukce Nosnou konstrukci mostu, o celkové délce 751,4 m, tvoří spřažená spojitá konstrukce z betonových předpjatých nosníků (obr. 11). Most je rozdělen na dva dilatační celky, které jsou nad opěrami a sdruženým pilířem opatřeny povrchovými mostními závěry. První dilatační celek má třináct polí o rozpětí 30 m, druhý dilatační celek má dvanáct polí o rozpětí 30 m (délka je měřena v ose dálnice). Nosná konstrukce je tvořena v příčném řezu u obou mostů vždy sedmi nosníky tvaru širokopřírubového „T“ (Skanska T), které jsou spřaže-

Obr. 7 Zvedání nosníku dvěma jeřáby ❚ Fig. 7 Lifting of the girder by two cranes Obr. 8 Provoz na mostě ❚ Fig. 8 Traffic on the bridge Obr. 9 Most Vchynice s protihlukovým tubusem ❚ Fig. 9 Vchynice Bridge with noise tube shield Obr. 10 Dokončený most přes Černovický potok ❚ Fig. 10 Completed bridge over the Černovický creek Obr. 11 Vzorový příčný řez mostu přes Černovický potok ❚ Fig. 11 Typical cross section of the bridge over the Černovický creek Obr. 12 Pohled na stavbu ❚ Fig. 12 Overview of the construction site

5/2013

❚

11

12

ny s betonovou deskou. Výška nosníků je 1,4 m. V příčném řezu má levý most šířku mostovky 13,6 m a pravý most má šířku 14,2 m. Průměrná tloušťka spřažené desky je 0,23 m. Nad podpěrami je konstrukce opatřena nadpodporovými monolitickými příčníky. Založení a spodní stavba Krajní opěry jsou navrženy ve tvaru úložných prahů s nízkým dříkem se zavěšenými křídly. Opěra č. 1 je založena plošně v horninách třídy R3/R4, opěra č. 26 je založena hlubinně na dvou řadách velkoprůměrových pilot o průměru 880 mm. Střední pilíře mají dva sloupy s dříky ve tvaru obdélníka s vlysy a zaoblenými čelními plochami, opsaný vnější rozměr je 1,5 x 1,3 m u standardních pilířů a 2,1 x 1,3 m u pev-


ných pilířů. Výška sloupů je proměnná od 3,5 do 10,6 m. Standardní a sdružený pilíř jsou založeny na obdélníkovém základovém bloku tloušťky 1,35 m o rozměrech 5,1 x 3,9 m, pevné pilíře mají rozměr 5,8 x 4,9 m. Standardní pilíře a sdružený pilíř jsou podporovány pěti pilotami, pevné pilíře jsou podporovány sedmi pilotami. Délka pilot je proměnná od 4,5 do 15 m. Na opěrách i pilířích je konstrukce uložena na hrncová mostní ložiska ve standardním mostním uspořádání. Základové bloky pilířů jsou z betonu C25/30-XA2+XF3. Vyšší pilíře jsou z betonu C35/45-XF3, standardní pilíře z betonu C30/37-XF3. Sloupy podél silnice III. třídy jsou z betonu s odolností SAP XF4, aby byl eliminován nepříznivý účinek posypových materiálů při zimní údržbě. 23


T nosníky Nosná konstrukce je navržena jako spřažená betonová s využitím dodatečně předpjatých nosníků Skanska-T (nosníky mají profilovanou stěnu pro snížení hmotnosti). Nosná konstrukce je spojitá pro přenášení ostatního stálého a nahodilého zatížení. Spojitost je nad vnitřními pilíři zajištěna kabely spojitosti procházejícími v každém nosníkovém žebru napříč nadpodporovými příčníky a betonářskou výztuží ve spřažené desce. V příčném řezu je mostovka tvořena sedmi nosníky, které jsou v oblasti nad vnitřními podporami podporovány dodatečně betonovanými monolitickými příčníky spojenými se spraženou deskou. Nosníky mají výšku 1 400 mm, šířku žebra 250 mm a šířka horních přírub je 1 550 mm, šířka spodní příruby je 600 mm. Nosníky jsou vyrobeny z betonu C45/55-XF2, XC4, XD1(CZ)-Cl 0,2-Dmax = 22 mm. Nosníky jsou napínány dvěma typy kabelů. Ve výrobně byly v každém nosníku napínány vždy dva kabely po devíti lanech. Tyto kabely mají na jedné straně aktivní kotvu a na straně druhé je umístěna mrtvá kotva. Dále jsou v nosnících osazeny kabelové kanálky pro kabely spojitosti, které jsou tvořeny z jedenácti nebo dvanácti lan. Tyto kabely byly napínány až na stavbě při postupné výstavbě jednotlivých dilatačních celků nosné konstrukce. Monolitická část nosné konstrukce Monolitická část nosné konstrukce sestává ze spřažené desky, monolitických vnitřních a koncových příčníků. Bednění spřažené desky mezi nosníky bylo provedeno deskami Cetris. Spřahující deska a příčníky nad pilíři jsou z betonu C30/37-XF2, koncové příčníky jsou z betonu C30/37-XF4. Všechny kabely spojitosti jsou kotveny v čelech prefabrikovaných nosníků s výjimkou koncových příčníků nad opěrami a nad sdruženým pilířem č. 14. Zde jsou kotvy kabelů spojitosti zabetonovány až v monolitických příčnících. Po dokončení spodní stavby výstavba pokračovala namontováním čtyř středních polí každého dilatačního celku. Nosníky byly osazeny na pomocné skruže umístěné 1,9 m od osy pilířů. Po zabetonování monolitických částí nosné konstrukce (deska a příčníky) byly předepnuty kabely spojitosti v každém nosníkovém žebru. Výstavba pokračovala montáží nosníků následujících etap. 24

❚

STRUCTURES 13

Obr. 13 Uložené nosníky bez spřažené desky ❚ Fig. 13 Girders without deck slab Tab. 1 Spotřeby materiálu a hlavní účastníci výstavby ❚ Tab. 1 Consumption of materials and main participants

Plocha nosných konstrukcí Prefabrikovaný beton C55/67 Monolitický beton C30/37 Předpínací výztuž Betonářská výztuž Investor Generální projektant Projektant nosné konstrukce Zhotovitel stavby

Most Vchynice 7 030,66 m2 0,389 m3/m2 0,281 m3/m2 26,9 kg/m2 108,6 kg/m2

Most přes Černovický potok 20 873 m2 0,320 m3/m2 0,308 m3/m2 17,8 kg/m2 113 kg/m2

Ředitelství silnic a dálnic ČR Pragoprojekt, a. s. Valbek, s. r. o. Pontex, s. r. o. Eurovia, a. s. Skanska, a. s.

U každého dilatačního celku byla v rámci těchto etap namontována k již hotové části z každé strany dvě navazující mostní pole, která po zabetonování a ztvrdnutí betonu byla připnuta k hotové části. Tento postup se opakoval až do dokončení výstavby každého dilatačního celku. Z ÁV Ě R

Spřažená nosná konstrukce mostu u obce Vchynice velmi dobře vyřešila problémy vzniklé během výstavby. Most byl smontován z dílců s hmotností do 75 t a montáž bylo možno provádět po etapách dle podmínek na stavbě. Konstrukce nevyžadovala montážní skruže ani složité podbedňování. Rozložení materiálu v nosném průřezu je optimální vzhledem k účinkům zatížení na konstrukci. Během postupující montáže probíhalo pouze dopínání instalovaných předpínacích kabelů prefabrikovaných příčníků. Sestavená konstrukce vytvořila ideální podklad pro betonáž monolitických spřahujících částí. Tab. 1 ukazuje spotřeby základních materiálů. Hodnoty jsou příznivé i přes významné přitížení konstrukce protihlukovým tubusem, který značně zvyšuje spotřebu materiálu oproti standardním nosníkovým konstrukcím. Most přes Černovický potok je svou délkou a plochou největší prefabrikovanou mostní konstrukcí, která byla vybu-

dována v České republice po roce 1989. Svými parametry dokazuje, že vhodně navržená spřažená mostní konstrukce je rovnocenným partnerem ostatním typům konstrukcí a v některých parametrech je i převyšuje. Zajímavá je především spotřeba materiálu, neboť ten je v konstrukci optimálně rozložen, a rychlost výstavby. Zvolený postup montáže umožňuje výstavbu až 120 m mostu za čtrnáct dní při zachování plné funkčnosti (spojitá konstrukce s minimálním počtem mostních závěrů). Rovněž vzhledově působí konstrukce příznivým dojmem. O efektivnosti a výhodnosti využívání prefabrikovaných konstrukcí svědčí i jejich používání v mnoha bohatých státech západní Evropy a v Severní Americe.

Ing. Milan Kalný e-mail: [email protected] Ing. Jan Komanec e-mail: [email protected] Ing. Václav Kvasnička e-mail: [email protected] všichni: Pontex, s. r. o. Bezová 1658, 147 14 Praha 4 tel.: 244 462 231, 244 062 243


❚

5/2013


❚

STRUCTURES

BETONOVÉ PRVKY SÍDLIŠTNÍHO PARTERU ❚ CONCRETE ELEMENTS IN A HOUSING ESTATE PARTERRE Martin Kraus V článku je představena úprava dvou prostorů před vstupy do školy na Pražském sídlišti v Táboře realizované v rámci Projektu regenerace sídliště. ❚ The article presents solution in two spaces at school entrances at Pražské Housing Estate in Tábor. These spaces were adapted within an Estate Renovation Project.

Urbanistická kompozice Pražského sídliště v Táboře je založena na výrazné ose tvořené dvojicí paralelních chodníků s širokým středním pásem zeleně. Osa prochází středem zástavby od hlavního prostoru s obchody a další vybaveností až k budově základní školy. Prostor tedy není „jen“ vstupem do školy, ale je i významným místem z pohledu uspořádání celého sídliště. Před zahájením regenerace zde osa končila asfaltovou plochou s dominantou lampy veřejného osvětlení. Úprava parteru, kudy do školy chodí žáci prvního stupně, zpomaluje pohyb na dosud ničím nerušené přímce chodníků hlavní osy sídliště. Nechtěli jsme prostor příliš zdůrazňovat dominantou, která by se snažila kompozici ukončit. Energie proudící do budovy se zde zatočí, zpomalí a trochu si pohraje. Tak si představujeme i pohyb dětí. Po cestě sídlištěm je to pro ně místo prvního setkání se spolužáky před vyučováním, odpoledne zde na děti čekají rodiče, často s mladšími sourozenci. Zaoblené měkké tvary bílých betonových prefabrikátů nebylo jednoduché vyrobit. V průběhu navrhování jsme vše konzultovali s odborníky ze společnosti Beton Těšovice, ale prověřená cesta k realizaci musela být spolu s dodavatelem stavby prošlapána znova v nových souvislostech termínů a technologických postupů závislých na počasí.

1

To nakonec zhatilo původní plán založený na provedení měkkého tartanového povrchu mezi betonovými prvky. Ten měl být vytažen i na spodní část prefabrikátů a celkově ještě více změkčit atmosféru místa. Druhý vstup do školy je využíván žáky druhého stupně. Tento prostor již nemá tak významnou vazbu na kompozici sídliště a byl předdefinován stávající plastikou a tvary chodníků a ploch, které bylo třeba respektovat. Betonové prefabrikáty oddělující předškolní prostor od chodníku jsou již „tvrdší“ hranoly různých výšek. Pro sezení slouží desky se zaoblenými hranami na blocích oddělujících zelené plochy od dlážděného prostoru. Na rozdíl od předchozího jsou zde použity prvky tvarově podstatně jedno2

Obr. 1 Prvky pro sezení a hru, vstup pro 1. stupeň ZŠ – volně tvarované betonové prefabrikáty ❚ Fig. 1 School entrance for grades 1 – 5: precast concrete elements where pupils can sit and play Obr. 2 Vstup pro 2. stupeň ZŠ – betonové kvádry a lavice s deskami se zaoblenými hranami ❚ Fig. 2 School entrance for grades 6 – 9: precast blocks and benches with rounded edges

5/2013

❚


dušší s jejichž výrobou a dodávkou nebyly žádné problémy. Pro úpravu prostorů jsme volili prvky z betonových prefabrikátů z mnoha důvodů, všechny jsou poměrně zřejmé – bezpečnost zaoblených hran a měkkost tvarů v prvním prostoru, trvanlivost a bezúdržbovost, mechanická odolnost dílů, časové a technologické výhody při realizaci stavby, ale i příznivá cena. Ověřili jsme si, že s kvalitním betonem lze pracovat velmi svobodně a realizovat originální prvky na míru individuálním prostorům za rozumné ceny. Investor Architektonický návrh Generální dodavatel Dodavatel betonových prefabrikátů Výroba kaučukových a polyuretanových forem Realizace

Město Tábor Atelier VAS, Ing. arch. Petra Kolaříková, Ing. arch. Martin Kraus, Ing. arch. Jan Vaněček Daich Tábor Beton Těšovice, spol. s r. o. p. Kubinec Stříbro a Stangl AG, SRN srpen až říjen 2012

Ing. arch. Martin Kraus Střelnická 245, 390 01 Tábor tel.: 608 939 919 e-mail: [email protected] www.ateliervas.cz Fotografie: archív společnosti Beton Těšovice, spol. s r. o.

25


❚

STRUCTURES

BETON VE VEŘEJNÉM PROSTORU – UKÁZKY Z NIZOZEMSKA CONCRETE IN PUBLIC SPACES IN THE NETHERLANDS

❚

Jitka Prokopičová V článku jsou představeny tři umělecké projekty z Nizozemska, kde byl ve veřejném prostoru použit zajímavým způsobem prefabrikovaný beton.

❚ This article presents three artistic

projects in the Netherlands, where precast concrete was used in public space in an interesting way.

Veřejný prostor je pro všechny přístupný a použitelný. Záleží ale i na tom, jestli je také příjemný, inspirující a bezpečný. Tvorba veřejného prostoru je proto velmi důležitá a beton jako stavební materiál v ní často hraje významnou roli. Jak je vnímán, záleží na naší zkušenosti. Přinášíme několik projektů z Holandska, které spočívají v netradičním řešení veřejného prostoru s využitím betonu jako stavebního materiálu. BETONOVÉ SCHODY K MOŘI

Rotterdamský přístav je největším a nejdůležitějším přístavem v Evropě. Existující přístav ale již nestačil svojí kapacitou stále rostoucím potřebám mezinárodní dopravy, a bylo nutné přistoupit k jeho rozšíření. Budování nového přístavu Maasvlakte 2 začalo v roce 2008 a první kontejnery se vykládaly v letošním roce. Část Maasvlakte 2 ale slouží i jako rekreační pláž a od května 2012 je přístupná veřejnosti. Rotterdamský přístav ve spolupráci s nadací SKOR (Stichting Kunst en Openbare Ruimte – Nadace pro umění a volný prostor) požádal několik umělců o ztvárnění uměleckých projektů v této lokalitě. Jedním z projektů v programu s názvem Portscapes 2 je trojice originálních betonových schodišť vedoucích na vrchol pískové duny, charakteristického přírodního prvku nizozemského pobřeží.

1a

Tři přístupové body od parkoviště k rekreační pláži v rotterdamském přístavu Maasvlakte 2 mají nyní betonové schody, které navrhl Jan Konings. Rotterdamský architekt přišel s myšlenkou 9 m širokého schodiště s různým členěním, s odlišnými výškami schodů, které tak mají různou funkci a vzhledem ke své minimalistické, ale hravé formě, velmi dobře zapadají do celkového vzhledu vysoké duny oddělující pobřeží od moře. Schody mají výšku 200, 400 a 800 mm a jsou vzájemně organicky propojeny, takže vytvářejí systém, který slouží jako schodiště k překonání duny, ale také jako místo k posezení či pikniku. „Ve městě by něco takového kvůli bezpečnosti asi nebylo možné, ale tady v přírodě, na duně, to je jiný případ,“ vysvětluje Jan Konings, „tady je všechno úplně nové, je to obrovský prázdný prostor, nová země uprostřed moře,“ dodává. Při tvorbě návrhu se Jan Konings

2a

26

1b

inspiroval egyptskými pyramidami, kde turisté často vystupovali na spodní kameny, ale také třeba monumentálním schodištěm v Oděse a scénou z legendárního Eisenštejnova filmu Křižník Potěmkin. Některým toto schodiště může připomínat i slavnou vilu Casa Malaparte na ostrově Capri, kde schodiště na střechu vily s úchvatnou vyhlídkou na moře tvoří současně i stěnu domu.

2b


❚

5/2013

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Obr. 1 Schody v dunách, a) boční pohled na tři výškové úrovně stupňů, b) čelní pohled ❚ Fig 1 Stairs in dunes, a) lateral view of three levels of the steps, b) frontal view

Obr. Obr. 2 a) Parkoviště u pláže, b) schody k pláži ❚ Fig 2 a) Car park by the beach, b) stairs towards the beach

3a

STRUCTURES

Obr. 3 Betonové vodní dlaždice, a), c) příklad skladby, b) „testování“ dlažby ❚ Fig 3 Concrete water tiles, a), c) example of content, b) "testing"

3b

BETONOVÉ VODNÍ DLAŽDICE NA HRANÍ

Každým rokem vypisuje nizozemská Asociace výrobců betonu „Cement en Beton Centrum“ soutěž o nejlepší projekt v řešení veřejného prostoru s použitím betonu jako stavebního materiálu. Hledá nové nápady, které povzbudí inovace v designu a technologiích, a také nové netradiční aplikace betonu jako funkčního materiálu pro veřejný prostor. Téma posledního ročníku znělo: Speelsbeton – Hravý beton a jednalo se o využití betonu na dětská hřiště a prostory, kde děti mohou smysluplně trávit svůj volný čas. Vítězkou tohoto ročníku se stala Kathlijn de Booij se svým subtilním, ale originálním a hravým projektem „vodních dlaždic“. Kathlijn se inspirovala holandskými vodními díly a sepětím s vodou, které tato země má od nepaměti. A také tím, jak si děti rády s vodou hrají. Ty městské ale často moc příležitostí nemají. „Děti ve městech často tráví většinu volného času před televizní obrazovkou nebo počítačem a nemají téměř žádný kontakt s přírodou,“ vysvětluje Kathlijn svůj záměr, „chtěla jsem vytvořit něco, co je bude motivovat k hraní venku, ke kontaktu s přírodním živlem, a přitom to bude tak jednoduché, že k tvorbě tohoto hřiště nebude potřeba žádná speciální legislativa,“ dodává. Navrhla patnáct různých druhů betonových dlaždic o rozměrech 300 x 300 mm, které v sobě mají mělké žlábky a prohlubně a mohou se na ze5/2013

❚

❚

mi poskládat jako puzzle. „Když prší, prohlubně se vyplní vodou a vytvářejí systém kanálků, potůčků a řek, které se slévají nebo naopak vytváří říční deltu. Děti si tak mohou bezpečně hrát – skákat do louží, tvořit malé přehrady, ale také se učit starat o zavlažování rostlin a odvod dešťové vody”, vysvětluje Kathlijn. Pilotní projekt byl instalován v mateřské škole ve městě Voorschoten nedaleko Haagu, kde se testovala bezpečnost dlaždic a reakce dětí. Protože byl velmi úspěšný, rozhodla se Kathlijn přihlásit svůj návrh do výše zmiňované soutěže. A dobře udělala. „Její design je krásným příkladem síly v jednoduchosti. Kreativita může spočívat v něčem absolutně jednoduchém a malém, v něčem, co každý zná,” konstatovala porota, která jí udělila první cenu. Kathlijn studovala produktový design na prestižní škole ArtEZ v Arnhemu a vodní dlaždice vytvořila jako svo-

ji závěrečnou práci. Při tvorbě projektu jí velmi pomohla společnost Struyk Verwo Infra, která vyrobila prototypy dlaždic. „Bez jejich pomoci a odborných rad bych svůj nápad nemohla realizovat,” přiznává Kathlijn, „např. oproti mému původnímu návrhu jsme udělali prohlubně a žlábky trochu hlubší a širší, aby voda mohla snáze protékat,“ dodává. Dlaždice jsou vyrobené litím samozhutnitelného betonu do polyesterových forem a společnost Struyk Verwo Infra je nyní zařadila do své nabídky. Mohou tak být využity i pro další projekty. Sama Kathlijn by se ráda v budoucnu zaměřila na design ve volném prostoru a venkovní nábytek. Lze doufat, že po svých zkušenostech s betonem jej použije i ve svých dalších návrzích. „Beton je úžasný materiál, je trvanlivý a tvárný. Myslím, že je to vhodný materiál pro design ve veřejném prostoru," potvrzuje Kathlijn de Booij.

3c


27


❚

STRUCTURES

BETONOVÍ OBŘI NA BŘEHU KANÁLU

Cestujícím ve vlacích směřujících do Haagu a Amsterdamu se na okraji Utrechtu naskýtá zajímavý pohled. Pod mostem, podél kanálu Amsterdam-Rijnkanaal, stojí v řadě sedm obrovských 6 až 10 m vysokých betonových abstraktních plastik. Stojí tam jako vojáci nebo Sochy svobody a shlížejí na kolem plující lodě. Impozantní dojem vytváří zvlášť večer, kdy jsou osvětleny. Od roku 2001 pracoval umělec Ruud Kuijer na obřím projektu, který se mohl zpočátku zdát jako utopie, ale tento rok se jej podařilo dokončit. Sérii svých soch dal jméno Waterwerken (Vodní díla) a všechny vytvořil z betonu. Proč se rozhodl pracovat právě s betonem? „S betonem se dá udělat téměř cokoliv. Pro mne je beton nesmírně zajímavý, protože může mít nekonečné množství tvarů v závislosti na formě, do které se lije,“ vysvětluje Ruud Kuijer. Zpočátku pracoval Kuijer v bývalých halách železničního depa Werkspoorhal, ale poslední plastiku tvořil ve svém novém atelieru v hale energetických závodů Nuon. „Je to jediné místo v regionu, kde se dá udělat tak velká věc,“ vysvětluje Kuijer. Nuon mu, jako partner projektu, nabídl halu o rozloze 800 m2, kam se pohodlně vešly formy, modely, materiál, jeřáb, kontejnery a další vybavení nezbytné pro tvorbu největší sochy, která je vytvořena stejně jako ostatní z be-

4

tonu. Poslední ze série plastik, Waterwerk VII, byla instalována v březnu letošního roku nejblíže železničnímu mostu. Sochy jsou na místě, kde by málokdo očekával umění – v industriální zóně s výrobními halami, sklady a kancelářskými budovami za zády, na břehu jedné z nejfrekventovanějších vodních cest v Holandsku a na dohled jedné z nejrušnějších železničních tras. Přesto to vypadá, jakoby sem patřily odjakživa. Monumentální sochy vytvářejí zajímavý kontrast a současně zapadají do industriální krajiny v okolí, která ale právě v tomto místě může sloužit i jako odpočinková zóna. Série Waterwerken nebyla dělána na zakázku. Je to produkt umělecké vize autora, který se díky svému snu musel proměnit i v podnikatele. Musel přesvědčit instituce, firmy i soukromé osoby k podpoře tohoto projektu. Sám zorganizoval financování, po-

stavil ateliér a vyřídil všechna potřebná povolení. Vznikla forma PPP – Public-Private Partnership, při které soukromý i veřejný sektor dokázal, že je schopný i ochotný spolupracovat. Je to unikátní projekt, ať už jde o vizi, rozsah i lokalitu. Je to také největší umělecké dílo ve veřejném prostoru v Nizozemsku. Sochy jsou vytvořeny z jednoho kusu betonu s použitím forem z různých materiálů. Ve výběru forem byl Ruud Kuijer jako umělec velmi kreativní a použil všechny možné předměty od kelímků od jogurtů až po pramici či vanu. Pro Waterwerk III např. získal obrovské bednění od společnosti Ballast Nedam, které bylo původně vytvořeno na pilíře mostu nedaleko města Tiel. To rozřezal a části použil na novou formu. Samotný proces lití (ukládání betonu) byl velké dobrodružství. „Lití se muselo povést na první pokus, což činí ce-

5a

5b

5c

28


❚

5/2013


❚

STRUCTURES

Obr. 4 Projekt Waterwerken, schéma rozmístění betonových soch ❚ Fig 4 Waterwerke project, location of the concrete sculptures Obr. 5 Waterwerk IV – Circuit, a) lití samozhutnitelného betonu do bednění z lešení, b) transport sochy, c) po instalaci ❚ Fig. 5 Waterwerk IV – Circuit, a) pouring the self-compacting concrete into the scaffolding formwork, b) transfer of the sculpture, c) after installation Obr. 6a, b Sochy podél kanálu AmsterdamRijnkanaal ❚ Fig 6a,b Sculptures along the Amsterdam-Rijnkanaal

lý proces fascinujícím, ale zároveň velmi riskantním,“ říká Kuijer, „proto jsem se neustále obklopoval odborníky se zkušenostmi s betonem“ dodává umělec, který podle svých slov zpočátku neměl s betonem zkušenosti ani velké znalosti. Kuijer spolupracoval např. s konstruktéry a technology ze společnosti Mebin (holandskou pobočkou firmy HeidelbergCement) nebo konstrukční kanceláře Krabbendam-Boerkoel. Mebin vyvinul pro tento projekt speciální směs samozhutnitelného betonu s použitím písku, ale bez kameniva (Flowcrete). Celý proces lití betonu byl velmi napínavý a riskantní. Beton se musel napouštět do bednění velmi pomalu, ale bez přestávky, aby mohl proniknout do všech částí často velmi komplikovaných forem. Bednění bylo navrženo na objemovou hmotnost 20 kN/m3 s horizontálním tlakem 20 kN/m2 na

6a

metr výšky lití. Spáry byly utěsněny silikonovým tmelem a bednění bylo vyztuženo podpěrami. Další výzvou byla samotná doprava skulptur na místo. Ačkoliv původní i nový ateliér se nacházejí v blízkosti konečného umístění plastik, musela se použít těžká technika na přiblížení, vyzvednutí a fixaci kolosů o váze 40 až 50 t. Nehledě na to, že většina soch se musela přemístit lodí na druhou stranu kanálu. V dopravě zase pomohla firma Mammoet, která se specializuje na transport těžkých objektů. Nakonec se ukázalo, že prakticky nic není nemožné. „Dnešní technologie nabízejí mnoho fantastických možností. Jsem připraven se jich chopit, abych mohl realizovat své umělecké ambice,“ uzavírá Kuijer, jehož jedna betonová obří socha stojí i v přístavu v australském Melbourne.

Z ÁV Ě R

Ačkoliv může být beton někdy ještě veřejností vnímán jako brutální stavební materiál, který zaplavuje naše města místo zeleně, tyto a další příklady ukazují, že dokáže veřejný prostor naopak zkrášlit a učinit jej příjemnějším. Může se jednat o velká díla, ale třeba i docela subtilní. Důležitý je nápad. Fotografie: 1a – DPI; 1b, 2a – Rob´t Hart; 2b – Freek van Arkel; 3a až c – archiv Kathlijn de Booij; 4 – Jitka Prokopičová; 5a až 6b – ©Rob Versluys. Jitka Prokopičová e-mail: jitka.prokopicova@ hotmail.com autorka žije v Nizozemsku Redakce děkuje nakladatelství nai010 Publishers za souhlas se zveřejněním fotografií z knihy „Waterworks”.

6b

5/2013

❚


29


❚

STRUCTURES

SCHODY DO NEBE ❚ STAIRWAY TO HEAVEN V článku je popsáno použití ultra vysokohodnotného betonu Ductal pro zavěšené schodiště v londýnské galerii Zaha Hadid Design. ❚

The

article shows how ultra high performance Ductal concrete was used for a suspended staircase in Zaha Hadid Design Gallery in London.

V Londýně na Goswell road byla v květnu letošního roku otevřena galerie architektonického ateliéru Zaha Hadid Architects, ZHD (Zaha Hadid Design). V přízemí je možné shlédnout limitované edice designového nábytku, osvětlení, šperky a kresby, po dohodě je možné navštívit horní podlaží, kde jsou vystaveny architektonické modely. Jednou z dominant prostoru je neobvyklé schodiště „plovoucí“ v prostoru, které přispívá k celkové lehkosti výstavních prostor. Návrhu schodiště se ujal – jak jinak – tým architektů z ateliéru. Cílem bylo navrhnout jednoduchou konstrukci elegantního schodiště spojujícího obě podlaží jejich nové galerie. Výsledkem mnoha návrhů bylo subtilní zavěšené schodiště z ultra vysokopevnostního bílého betonu, které je již samo o sobě

1a

new staircase

new glass balustrade

1100

1100

new resin floor

new plywood floor new PFC

new PFC

5 new steel beams inserted below raised floor

3204 3178 new rubber tiled floor

169

3204

+26.00 FFL -160.00 SSL

+5 FFL -50.00 SSL

new plasterboard wall new diagonal PFC

2a

2b

30


❚

5/2013


1b

❚

STRUCTURES

1c

hodno obdivu a současně nabízí pohled do výstavních prostor. Schodiště se skládá z jednotlivých stupňů – pruhů, které jsou zavěšeny na ocelových trámech po obou stranách a při výstupu se nepatrně rozšiřují. Každý stupeň sestává ze tří částí a je navržen tak, že schodiště může být rozebráno a znovu složeno. Všechny stupně mají stejný tvar, liší se pouze délkou bočních prvků a šířkou stupně. Pro výrobu byl použit jeden set nastavitelného bednění navrženého italským výrobcem prefabrikovaných prvků. Spojení jednotlivých částí je v maximální možné míře skryté a v konečném návrhu jsou spoje sotva viditelné. Výsledkem je osobité schodiště minimalistického vzhledu. Schodiště je vyrobeno z ultra vysokopevnostního betonu Ductal, jehož taž-

nost umožnila výrobu subtilních prvků, pasů – stuh ve tvaru U. Bylo také dosaženo barevné jednoty s materiálem použitým pro podlahu v galerii. Výrobce prefabrikátů použil ultra vysokopevnostní beton pro svůj projekt poprvé a doufá, že s ním bude pracovat i v budoucnosti. „Díky kombinaci jeho konstrukčních možností, mnohostranné použitelnosti a povrchu příjemnému na dotek je možné dosáhnout zajímavých tvarů, což dělá tento materiál velice atraktivním“, říká Melodie Leung, vedoucí týmu návrhářů. Redakce děkuje architektonickému ateliéru Zaha Hadid architects za poskytnuté materiály a fotografie. Připravila Lucie Šimečková

Obr. 1a-d Schodiště z UHPC ❚ Fíg 1a-d Staircase made of UHPC Obr. 2 a) Podélný řez schodištěm, b) čelní pohled, c) půdorys ❚ Fig 2 a) Longitudinal section, b) frontal view, c) ground plan

Fotografie: archív architektonického ateliéru Zaha Hadid architects

Zaha Hadid architects Zaha Hadid a Patrick Shumacher Melodie Leung (vedoucí), Projekt Garin O’Aivazian, Bear Shen Konstrukční Christian Tygoer, konzultant Adams Kara Taylor Konstrukční řešení C&E Ingeniere, Raphaël Fabbri Výrobce prefabrikátů Il Cantiere Rozměry 8,8 x 2,5 x 3,2 m Dokončení leden 2012 Architektonický návrh

134.3

780

new timber floor

2 300 1 202

new resin floor

1486 1915

1855

new steel beam

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

6300

1 (open to below)

200

L

M

N

O

P

Q

2

1 201

200

R

2262

1 300

new glass balustrade edge of existing raised floor

2c

5/2013

1d

❚


31


❚

STRUCTURES

NOVÉ MOŽNOSTI BETONU ❚ NEW POSSIBILITIES OF CONCRETE Ladislav Eberl, Jiří Peters V článku jsou představeny designové prvky z vysokopevnostního sklovláknobetonu vyráběné metodou stříkání nebo vibrolití a z betonu propouštějícího světlo.

❚ This article presents design elements of high-strength glass fibre reinforced concrete, produced by spraying, and light transmitting concrete.

1

Pohledový beton zažívá v posledních letech mimořádný úspěch. Pro jeho nadčasový vzhled se ho architekti naučili využívat nejen při tvorbě exteriérových částí objektů, jako jsou vnější pláště budov, ale také v interiéru, kde přiznaná betonová stěna nebo strop vytváří jedinečnou industriální atmosféru. Ne všude je však možné využít krásu litého betonu. Proto se začaly v interiérech stále častěji objevovat imitace betonu v podobě cementových stěrek, které po gletování (vyhlazení) mohou na první pohled velmi věrohodně napodobit vzhled pohledového betonu. Jejich kouzlo však pomine v momentu, kdy člověk poprvé položí ruku na povrch a necítí skutečnou hmotu a pravý charakter betonu. 32

VYSOKOPEVNOSTNÍ SKLOVLÁKNOBETON

Česká společnost Gravelli nabízí hned několik zcela nových možností využití betonu v architektuře a designu. Hlavní myšlenkou bylo vyrobit prefabrikované betonové prvky, které si ponechají vlastnosti původního materiálu a zároveň budou mít přijatelnou hmotnost a dobrou odolnost povrchu. Výsledkem je návrh vlastní vysokopevnostní betonové směsi FixCrete® s příměsí skleněných vláken. Sklovláknobetonové prvky dosahují po 28 dnech zrání pevnost v tahu za ohybu 21 MPa a pevnost v tlaku 150 MPa, což je v porovnání s běžnými typy betonů několikanásobně více. Pro výrobu jednotlivých produktů je

vždy třeba zvolit vhodnou technologii výroby. Pro tenkostěnné vláknobetonové prvky náročných tvarů se nejvíce hodí metoda nanášení sklovláknobetonu stříkáním na formu ve vrstvách pomocí speciálního zařízení. Výsledné prvky mají velmi hladký povrch a vnitřní rozptýlená výztuž z vláken umožňuje dosáhnout tloušťku stěny již od 15 mm se zárukou vysoké únosnosti. Díky tomu mají sklovláknobetonové prvky přijatelnou hmotnost a dají se snadno přenášet. Po betonáži je potřeba prvky řádně povrchově ošetřit, aby měly požadovaný vzhled a dobrou odolnost vůči kapalinám i chemickým látkám. V první fázi se všechny plochy opracovávají vodní bruskou a leštičkou a následně se ruč-


❚

5/2013

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

❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY

Obr. 1 Zahradní lehátko Zephyr, rozměry 2 230 x 700 x 870 mm, hmotnost od 65 kg ❚ Fig. 1 Zephyr garden loungue, dimensions 2 230 x 700 x 870 mm, weight from 65 kg Obr. 2 a) Závěsná lampa Flos, b) detail ❚ Fig. 2 a) Flos pendant lighting, b) detail Obr. 3 Betonové umyvadlo Slant, tloušťka stěny pouhých 15 mm zaručuje hmotnost umožňující manipulaci ❚ Fig. 3 Slant concrete sink, thickness 15 mm ensures weight enabling manipulation Obr. 4 Stůl Lorikeet, subtilní vláknobetonová deska tloušťky 15 mm ❚ Fig. 4 Lorikeet table, thickness of fibre concrete slab 15 mm Obr. 5 Beton FixCrete® se dá využít i pro výrobu drobných předmětů, příkladem jsou dekorativní mísy Bak ❚ Fig. 5 FixCrete® Concrete mixture can be used also for creating small products, as an example Bak concrete bowls

2a 2b

3 4

5/2013

5

❚


33

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E 6

❚


ně dopracovávají za sucha. Když je povrch dokonale hladký, přichází na řadu několikadenní proces zrání a poté pětidenní fáze nanášení impregnačních prostředků. Ty se postupně dostanou do svrchní vrstvy betonu a dodají mu tak větší odolnost, díky které si udrží svůj vzhled po dlouhou dobu. Z navržené směsi je možné vyrábět celou škálu výrobků – od betonových umyvadel, kuchyňských desek, stolů, zahradního nábytku až po drobné předměty, jako je např. osvětlení nebo dekorativní mísy (je možné dosáhnout tloušťky cca 10 mm). Povrch může zůstat bez povrchové úpravy, a tak časem získá svojí patinu, nebo naopak

7

34


❚

5/2013


může být ošetřen, a tím se z něj stane velmi rezistentní materiál uchovávající si svůj původní vzhled po dlouhou dobu. Výhodou popsané technologie je návrh dle individuálního zadání, tj. libovolný tvar, velikost, počty, velikosti a umístění otvorů (např. pro baterie). BETON PROPOUŠTĚJÍCÍ SVĚTLO

Kromě inovací v oblasti klasického betonu se společnost věnuje od roku 2012 ještě jednomu zcela novému materiálu. Nazývá se LiCrete® a jde o beton, který dokáže propouštět světlo mezi všemi svými povrchy. Prvotním impulzem pro zahájení vývoje této nově patentované technologie 8a

❚


byl známý materiál LiTraCon, který svými vlastnostmi upoutal již řadu světových architektů. (LiTraCon – „light-transmitting concrete“, jedná se o průsvitný beton, který byl vyvinut v roce 2001 maďarským architektem Áronem Losonczi ve spolupráci s Technickou univerzitou v Budapešti. Výrobce uvádí, že je vyroben z 96 % z betonu a 4 % optických vláken, pozn. redakce [1]). Kvůli vysoké pořizovací ceně a malému množství přenášeného světla však nedošlo k jeho využití v širším měřítku a zůstal tak vhodný spíše pro jednotlivé designové prvky. Technologie výroby byla proto již od počátku koncipována tak, aby se co nej-

více snížily výrobní náklady a zároveň se zvýšila propustnost světla. Po několika měsících zkoušek se podařilo najít optimální řešení – beton obsahující průhledné členy, které slouží jako vnitřní světlovody. Díky tomuto spojení jsou panely nebo stavební tvárnice dostatečně pevné např. pro výstavbu dělící příčky, která dokáže zároveň propouštět velké procento denního, nebo umělého osvětlení. Použitím a vlastnostmi se tak dá označit jako funkční alternativa klasické luxfery. Materiál LiCrete zvítězil v soutěži Nápad roku 2013, vyhlašované Fakultou podnikohospodářskou při VŠE v Praze a organizovanou společností Podpora rozvoje podnikání. Z ÁV Ě R

8b

Kromě vlastní kolekce betonových produktů společnost úzce spolupracuje s architektonickými ateliéry, které láká především možností zakázkové výroby. Klienti stále častěji požadují ve svých projektech pohledový beton, který nabízí široké možnosti v barevnosti, tvaru, struktuře a textuře povrchu. Jako zajímavost a ukázka netradičního využití betonu vznikla nově také módní kolekce He Froze. Při její realizaci navázala módní designérka Mirka Horká spolupráci s Gravelli a vytvořili společně šestnáct originálních modelů z vysoce kvalitního lnu a betonu, z kterého jsou vyrobeny i drobné doplňky v podobě knoflíků a šperků. Celá kolekce byla k vidění 22. září v rámci Prague fashion weekend 2013. Ladislav Eberl tel.: 737 427 491 e-mail: [email protected] Ing. Jiří Peters tel.:731 860 959 e-mail: [email protected] oba: Gravelli www.gravelli.com

Odkazy: [1] http://en.wikipedia.org/wiki/LiTraCon Obr. 6 Beton propouštějící světlo LiCrete® v podobě tvárnic, které se dají jednoduše spojovat systémem pero-drážka pomocí speciálního tmelu ❚ Fig. 6 LiCrete® concrete in form of blocks, which can be connected easily together by tongue and groove with a special glue Obr. 7 Interiérová dělící příčka z betonu propouštějícího světlo ❚ Fig. 7 Interior partition from concrete transmitting light Obr. 8 Nová módní kolekce, a) detail betonového knoflíku, b) origimální model ze lnu a betonu s betonovými šperky ❚ Fig. 8 New fashion collection, a) detail of a concrete cnob, b) original model – flax and concrete - with concrete jewelry Obr. 9 Vzorky textilu s naneseným betonem textile with concrete on surface

9

5/2013

❚


❚

Fig. 9

Samples of

35


❚


MODELAŘENÍ V PREFĚ ❚ MODELLING IN PREFA FACTORY Michal Števula, Milan Senko Článek popisuje jeden ze současných způsobů výroby prefabrikovaných šachtových den: použitím na míru vyrobených polystyrénových vložek do bednění a samozhutnitelného betonu. ❚ This article describes one of the contemporary ways of manufacturing precast shaft bottoms: using tailor-made polystyrene lining and self-compacting concrete (SCC) 1

Důvtipné nosné i nenosné betonové konstrukce inženýrských staveb, mostů, obytných a kancelářských objektů, silnic a dalších jsou popisovány v každém čísle našeho časopisu. Betonové prvky, které až na výjimky nejsou zmiňovány, po dokončení staveb nejsou vidět, a přesto tvoří nedílnou součást všech výše uvedených objektů a zároveň jsou vyráběny velmi zajímavou technologií, si dovolíme představit dnes: šachtová dna. Šachtové dno je nejspodnějším prvkem kanalizační šachty. Každé je originálem vyrobeným na zakázku. To je dáno tím, že šachtové dno musí být přizpůsobeno konkrétnímu účelu a projektu: vtoky a výtok, jejich výšky nade dnem „hrnce“, jejich průměry a vzájemná propojení jsou dána projektovou dokumentací. Ergo: šachtová dna nelze vyrábět „na sklad“. V minulosti se výroba skládala v podstatě ze dvou kroků: výroby tzv. „hrn36

ce“ a posléze vytvarování profilu dna zednickým způsobem. Je zřejmé, že kvalita a trvanlivost takto vyrobeného prvku byly významně jiné než u způsobu výroby, který se používá dnes a který jsme měli možnost shlédnout. Současný výrobní postup je v principu velmi jednoduchý: z polystyrénových prvků se vyrobí negativ tvaru šachtového dna, vloží se do formy a ta se vyplní samozhutnitelným betonem. Vznikne tak požadovaný profil odlitý najednou. Tím se jednak eliminují všechny poruchy, které mohou vzniknout spojováním betonů různého stáří, konzistence apod., a dále se kombinací použití samozhutnitelného betonu a hladkého povrchu všech částí formy zajistí mnohem přesnější tvar a kvalita povrchu výsledného prefabrikátu. Podrobněji lze výrobu popsat takto: podle výkresu zobrazeného na monitoru počítače (obr. 2) vybere pracovník správné polystyrénové prvky. Těch má

k dispozici mnoho různých tvarů a velikostí (obr. 3). Na pilách s odporovým drátem z nich postupně vyřeže segmenty pro sestavení půdorysného tvaru vložky (obr. 4 a 5). Po jejich slepení (obr. 6) dojde k oříznutí v horizontální rovině pro získání správného spádu (obr. 7). Pak se opracují polystyrénové prvky hrdel vtoků a výtoku (obr. 8). Na ně se nasadí objímky, které v betonu vytvoří místo pro přesné připojení kanalizace (obr. 9). Následuje přilepení vtoků a výtoku ke „slepenci“ (obr. 10). Do otevřené a vyčištěné formy válcového tvaru se vloží kotvy manipulačních úchytů a kotvy stupadla. Osadí se polystyrénový slepenec (obr. 11) a forma se zavře. Po vytření formy odbedňovacím prostředkem probíhá její vyplnění samozhutnitelným betonem (obr. 12 a 13) pevnostní třídy C40/50. Příprava formy a betonáž probíhá v poloze „hlavou dolů“. Druhý den ráno se forma otevře (obr. 14). Prvek se otočí do správné


❚

5/2013


❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY Obr. 1 Šachtová dna na dvoře prefy ❚ Fig. 1 Concrete shaft bottoms in the backyard Obr. 2 Tvar šachtového dna zobrazený na monitoru ❚ Fig. 2 The exact shape of the shaft bottom on the screen Obr. 3 Polystyrénové (PS) prvky ❚ Fig. 3 Polystyrene (PS) elements Obr. 4 Pracovní stůl pily s geometrickým rastrem a rozříznutým PS prvkem ❚ Fig. 4 Saw workbench with geometric raster and cut PS element

2

3

Obr. 5 Další pracovní stůl s PS prvky připravenými k lepení ❚ Fig. 5 Another bench with PS elements ready to be glued Obr. 6 Lepení segmentů ❚ Fig. 6 Gluing the elements Obr. 7 Řezání „slepence“ odporovým drátem pro vytvoření správného spádu ❚ Fig. 7 Cutting the glued elements with resistance wire to create the correct declivity Obr. 8 Příprava vtoků a výtoku do požadovaného tvaru ❚ Fig. 8 Preparing the suckers and outlets into required shapes

4

5

Obr. 9 PS vtok s osazenou objímkou ❚ Fig. 9 PS sucker with socket Obr. 10 Hotový PS slepenec Fig. 10 PS glued element

❚

Obr. 11 PS slepenec osazený do otevřené formy, v pravém dolním rohu snímku je kotva manipulačního úchytu ❚ Fig. 11 PS glued element in an open form, in the right bottom corner of the picture is the manipulation fastening anchor Obr. 12 Uzavřená forma se plní samozhutnitelným betonem ❚ Fig. 12 Filling the closed form with selfcompacting concrete 6

7 10

5/2013

❚

8

9

11

12


37

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E Obr. 13 Forma vyplněná samozhutnitelným betonem ❚ Fig. 13 Form filled up with SCC

❚


13

14

15

16

Obr. 14 Otevřená forma druhý den po betonáži ❚ Fig. 14 Open form 2nd day after concreting Obr. 15 Otáčení šachtového dna, na jeho boku je vtok zatím ještě vyplněný PS prvkem ❚ Fig. 15 Turning the shaft bottom, the sucker still filled with PS element Obr. 16 Pohled do šachtového dna před „vybouráním“ polystyrénu, v pravém horním rohu je zazátkovaný kotevní otvor pro umístění stupadla ❚ Fig. 16 Shaft bottom before removing the polystyrene, in the right top corner there is a stopper in the anchoring hole for the step Obr. 17 Vyjmutí PS slepence ❚ Fig. 17 Removing the PS glued element Obr. 18 Pohled do hotového šachtového dna ❚ Fig. 18 View to the shaft bottom Obr. 19 Šachtové dno opatřené identifikačním štítkem při přesunu na vnější skládku ❚ Fig. 19 Shaft bottom with ID label transferred to the outer storage 18

17

19

polohy (obr. 15 a 16) a opatří se identifikačním štítkem. Vybourá se polystyrénová vložka (obr. 17), odzátkují se kotvy pro stupadlo a to se osadí na místo. Hotové šachtové dno (obr. 18) se posune na vnější skládku (obr. 19) a čeká na expedici na stavbu. Z ÁV Ě R

Výroba šachtového dna vypadá velmi jednoduše v podání vyškolených pracovníků. Nesmíme ale zapomínat, že dobrý výsledek je podmíněn správným provedením všech kroků – od ná38

vrhu složení a výroby čerstvého betonu, přípravy formy, uložení betonu, odbednění, přes manipulaci a samozřejmě osazení na své místo na stavbě. Celý výrobní proces, včetně podmínek přímo na pracovišti, se skutečně nechá přirovnat k modelářské dílně, zejména při vzpomínkách na poměry v jiné prefě před 25 lety. Děkujeme pracovníkům společnosti Betonika plus, s. r. o., za možnost nahlédnout pod pokličku výroby šachtových den a za jejich vstřícnost.

Ing. Michal Števula, Ph.D. e-mail: [email protected] Milan Senko e-mail: [email protected]

oba: Svaz výrobců betonu ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.svb.cz www.ebeton.cz


❚

5/2013

❚


ELASTICKÉ STRUKTURNÍ MATRICE ELASTIC FORMLINERS Iveta Heczková V článku je popsáno použití strukturních matric pro výrobu prefabrikovaných betonových prvků a využití sklovláknobetonu pro interiérové akustické prvky.

❚ This article

describes an application of elastic formliners for a manufacture of prefab concrete elements and utilization of glass-fibre reinforced concrete


❚

Architekt si může vybrat z 250 standardních struktur, od struktur kamene, skály, dřeva, omítky, protiskluzových pochozích struktur až po žebrovité a vlnité profily a mnoho dalších. K dispozici jsou CNC frézy a současně také modelářské oddělení pro vytvoření individuálních matric dle návrhu architekta.

1a

1b

(GFRC) for interior acoustic elements.

Beton bude i nadále základním konstrukčním materiálem pro výstavbu staveb. Jeho možnosti jsou takřka neomezené a díky jeho vlastnostem vznikají jedinečná architektonická díla. Téměř libovolné tvarování prvků limitované „pouze“ statickými požadavky umožňuje značnou flexibilitu návrhu. V porovnání s jinými materiály mají betonové konstrukce dlouhou životnost, jsou odolné vůči klimatickým vlivům a málo podléhají degradačním účinkům. Pohledových úprav betonu je celá řada, základem krásného vzhledu je však vždy kvalitní, správně zvolený beton. Výběr konkrétní receptury betonu pro konkrétní realizaci je výsledkem souladu mezi představou investora, architekta, výrobce betonu a realizační firmy. Tuzemská norma pro pohledový beton neexistuje, v praxi se používá norma pro navrhování betonových konstrukcí. Jednu z úprav pohledové plochy, přesně řečeno vytvoření strukturovaného pohledového betonu, lze definovat výběrem elastických strukturních matric. Tato technologie nabízí architektům, projektantům a stavařům neomezené možnosti ztvárnění pohledových ploch. Celosvětově se využívá již přes čtyřicet let. Strukturní matrice nalézají uplatnění jak u monolitických staveb, tak prefabrikovaných prvků a v neposlední řadě také pro vytvoření strukturních sklocementových povrchů. Matrice jsou z elastomeru polyuretanu a jejich vysoká pružnost zaručuje odbednění betonových ploch bez poškození pohledového povrchu i v případě filigránových a komplikovaných struktur. Současně je dosahována na milimetr přesná reprodukce texturovaných profilů, s ostrými hranami i při nepatrném rozšíření či zúžení výčnělků. 5/2013

❚

P Ř Í P R AVA A L E P E N Í S T R U K T U R N Í C H M AT R I C

Strukturní matrice se přepravují buď v rolích, do tloušťky 25 mm, nebo jednotlivé kusy v bednách, při tloušťce větší než 25 mm. Před lepením se matrice rozprostře na bednící stůl strukturou dolů a zadní strana se zdrsní bruskou nebo smirkovým papírem. Poté se očistí od zbytků a nečistot a případně se znovu namotá na roli pro lepší manipulaci. Je třeba zkontrolovat průběh textury, odstranit nečistoty a zbytky po obroušení z pracovního stolu, rovněž bednění musí být čisté, suché, bez tukových nebo prachových zbytků. Matrice na jedno použití se do bednění připevňují hřebíky. Vzdálenost hřebíků by měla být 200 až 250 mm. Používají se hřebíky s malou hlavičkou, aby se mohly při vyjímání z formy protáhnout polyuretanovou hmotou matrice. V závislosti na struktuře se vždy zatloukají do nejvyšších bodů struktury, protože pak jsou díry po hřebících nenápadné a leží hluboko v betonu. Při práci s matricemi pro opakované použití (10, 50 a 100násobné) se doporučuje matrici do bednění vlepit. Připevnění matrice na více použití pomocí hřebíčků je nedostačující, tlak betonu na nepřilepenou matrici může způsobit její zvlnění, které se následně promítne v betonovém povrchu. Lepení probíhá přímo do bednění nebo na ocelovou případně dřevotřískovou desku, nalepená by měla být celá plocha matrice. Speciálně vyvinuté dvoukomponentní lepidlo na elastické matrice se nanese hladítkem s ozubením a do lepidlového lůžka se položí matrice. Spotřeba lepidla je 750 až 1 000 g/m². Po nalepení je možné ještě matrici srovnat a zafixovat dle potřeby (obr. 1a až c, 2). Po 24 h se může začít s betonáží. Celoplošně nalepená matrice není choulostivá na zatížení, je méně náchylná na poškození a šetří čas pro další betonáž.


1c

2 Obr. 1 Lepení strukturní matrice, a) nanášení lepidla do bednění pomocí hladítka s ozubem, b) pokládání matrice z kobercové role (při tloušťce do 25 mm) do lepidlového lůžka, c) závěrečné úpravy a urovnání ❚ Fig. 1 Gluing the formliners, a) applying the glue into the formwork, b) laying the formliner from carpet role (up to 25 mm of thickness), c) final curing and shaping Obr. 2 Příprava pro lepení kusové matrice ❚ Fig. 2 Preparation for gluing the part formliner

39

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E S E PA R A Č N Í P R O S T Ř E D K Y

K docílení lehkého a šetrného odbednění jsou nutné separační prostředky. Speciálně vyvinuté separační prostředky na polyuretanové strukturní matrice zaručují bezproblémové odbednění, chrání matrici samotnou a jsou zárukou pro její vícenásobné použití. Separační prostředek na bázi vosku po odpaření rozpouštědla vytvoří na povrchu matrice tenký stejnoměrný film zabraňující tvorbě olejových skvrn, které se mohou objevit po nadměrném použití olejových separátorů. Při použití separačního vosku se vzhledem k jeho složení a použitému množství vyhneme pozdějším problémům při nanášení barev, což by se mohlo přihodit při použití olejových modifikovaných separačních prostředků.

❚


Obr. 3 Kongresové centrum ve Zlíně, a) pohled do hlediště koncertního sálu obloženého akustickými panely z GFRC, b) boční pohled, c) detail akustických obkladových panelů ❚ Fig 3 Congress Centre in Zlín, a) view to the concert hall auditorium panelled with GFRC acoustic panels, b) side view, c) detail of the panels Obr. 4a,b,c Prague

Park Chrpová – Malinová, Praha

❚

Fig. 4a,b,c

Chrpová – Malinová Park in

A K U S T I C K É PA N E LY P R O KONGRESOVÉ CENTRUM

Impulzem ke stavbě Kongresového centra ve Zlíně bylo najít vhodné místo pro působení Filharmonie Bohuslava Martinů a zároveň potřeba získat reprezentativní prostory pro rektorát a vědeckotechnickou knihovnu nově vzniklé Univerzity Tomáše Bati. Na začátku projektu kulturního a univerzitního centra přálo štěstí spíše stavbě univerzitní části, která byla financována zlínskou Univerzitou Tomáše Bati. Nakonec projektu pomohla dotace Evropské unie. Atypický oválný tvar budovy a prvky organické architektury, tak lze popsat stavbu osobitého charakteru v centru Zlína. Hlavní třípodlažní objekt se skládá ze dvou víceúčelových sálů s akustickými obklady a podhledy. Hlavní sál plní tři základní funkce, a to koncertní, kongresovou a taneční. Vzhledem k tomu, že se kongresové centrum stavělo jako domovská scéna Filharmonie Bohuslava Martinů, bylo vytvoření špičkového koncertního sálu samozřejmou Investor Architektonický návrh Generální projektant Dodavatel

spodní stavba horní stavba restaurace

Realizace

Náklady spodní stavba horní stavba

40

Statutární město Zlín Prof. akad. arch. Eva Jiřičná a kolektiv Al Design, s. r. o. AED project, a. s. PSG International, a. s., a Metrostav, a. s. Sdružení IMOS Zlín, s. r. o., a IMOS group, s. r. o. Průmyslové stavby a konstrukce, a. s. 769 mil. Kč červen 2006 až prosinec 2007 červenec 2009 až prosinec 2010

3a 3b

3c


❚

5/2013


❚


4a

4c

prioritou. Velký sál s kapacitou 837 míst má dva balkony a výšku přes tři podlaží. Malý sál je o podlaží nižší a jeho hlediště je navrženo pro sto diváků. Oba sály propojují výtahy se sklady v prvním a druhém podzemním podlaží. Veškeré prostory jsou bezbariérově přístupné. Velkou výzvou na začátku celého projektu bylo zvládnutí akustiky sálů, které musí splňovat vysoké nároky pro poslech vážné hudby při koncertech filharmonie i mluveného slova při kongresech, a zároveň najít materiál, který by vyhovoval představám architektů o tvaru a vzhledu sálů. Architektka Eva Jiřičná navrhla kombinaci bílých akustických prvků s barevnými sedadly a stropem (obr. 3a až c). Akustické (difuzní a odrazivé) panely jsou vyrobeny ze sklovláknobetonu polycon. Pomocí speciální CNC frézy vznikla pozitivní forma pro výrobu matrice, na které se následně vyráběly akustické prvky. Aby byla dosažena optimální doba dozvuku, byly panely nejprve zkoušeny v laboratorních podmínkách. V rámci realizace bylo vyrobeno a dodáno celkem 790 kusů speciálních akustických sklovláknobetonových panelů. Díky výrobním možnos5/2013

❚

4b

tem a zvolené technologii byly panely dodány také včetně úprav pro prostupy přiléhajících konstrukcí a systému vzduchotechniky, rozvaděče a dalších. PA R K C H R P O VÁ – M A L I N O VÁ , PRAHA

Hlavní myšlenkou revitalizace parku bylo vytvořit centrální parkovou plochu na sídlišti Zahradní Město, která poskytne místním obyvatelům dostatečný prostor pro klidné trávení volného času. Revitalizace byla navržena jako propojení dvou samostatných parkových ploch v ulicích Malinová a Chrpová do jednoho funkčního celku a představuje jednu z nejvýznamnějších renovací veřejných ploch na území městské části. Část pochozí plochy je tvořena velkoplošnou dlažbou, na jejíž výrobu byly použity matrice s protiskluzovou texturou. Projekt podporoval Evropský fond pro regionální rozvoj (ERDF). Celková výše získané podpory z Evropského fondu pro regionální rozvoj je 57 340 171,- Kč. Finanční spoluúčast MČ Praha 10 byla 7,5 %. Projekt revitalizace parkové úpravy získal prestižní ocenění v rámci Národ-


ní ceny za architekturu – Grand prix architektů 2012 v kategorii „Krajinářská architektura a zahradní tvorba“. Investor Hlavní architekt projektu Hlavní inženýr projektu Výroba pochozích prvků Realizace

Městská část Praha 10 Šafer Hájek Architekti AED Project, a. s. Skanska, a. s. únor 2010 až duben 2011

Z ÁV Ě R

Elasticita strukturních matric umožňuje bezproblémové odbednění i u komplikovaných a filigránových struktur. Tento systém poskytuje architektům a projektantům maximální volnost, takže mohou vyhovět téměř všem požadavkům investorů na ztvárnění jejich projektů.

Mgr. Iveta Heczková RECKLI GmbH tel.: 724 888 718 e-mail: [email protected]

41


❚


PREFABRIKOVANÉ STROPNÍ DÍLCE Z LEHKÉHO BETONU ❚ PRECAST FLOOR PLATES MADE OF LIGHTWEIGHT CONCRETE Michala Hubertová, Pavel Hladík V článku je představen systém prefabrikovaných stropních dílců z lehkého betonu s plným průřezem a filigránových dílců, určených především pro stropní a střešní konstrukce pro výstavbu rodinných domů a bytovou výstavbu. ❚ The article introduces a system of precast floor plates made of lightweight concrete with full cross-section and filigree plates designed especially for floor and roof structures for the construction of houses and residential buildings.

Systém Liastrop© zahrnuje dva typy prefabrikovaných stropních desek vyrobené z lehkého betonu, a to prefabrikované stropní spřažené dílce a dílce s plným průřezem. Tento příspěvek pojednává o stropních dílcích s plným průřezem. Nespornou výhodou stropní konstrukce z lehkého betonu je její nižší hmotnost až o 37 % oproti stropní konstrukci vyrobené z obyčejného betonu, přičemž únosnost zůstává nezměněná, a také její vysoká požární odolnost. Dílce s plným průřezem jsou určeny především pro stropní a střešní konstrukce pro výstavbu rodinných domů a bytovou výstavbu. STROPNÍ DESKY S PLNÝM PRŮŘEZEM Z LEHKÉHO BETONU

Stropní dílce se ukládají jako prostý nosník, použít je lze i pro konzolové vyložení (oboustranný Isokorb pro prefabrikáty vyráběny v závodě, nebo filigránová konstrukce, popř. prefabrikovaná deska s „výhraby“ pro balkony s dodatečným zmonolitněním na stavbě). Lze je vyrábět z lehkého nebo lehkého samozhutnitelného betonu třídy LC 25/28 D1,6 s použitím lehkého kameniva Liapor. Stropní desky mají tloušťku 150, 180 a 250 mm a šířku max. 2,39 m. Jednotlivé šířky lze libovolně měnit. Statický návrh byl vypracován dle Eurokódu 2: Navrhování betonových konstrukcí, kapitola 11 „Konstrukce z betonu s pórovitým kamenivem“. Desky jsou posuzovány na mezní stav únosnosti, použitelnosti, dále je posouzen stav odformování a manipulace. Ve stavu odformování je uvažováno s lehkým betonem pevnosti LC16/18 D1,6. Desky se kladou dle výkresů skladby na stěny na maltu vápenno-cementovou pevnosti 2,5 MPa. Pro odformování a manipulaci jsou používány úchyty z EZ háků dle ČSN 73 1201 přílohy 11. 42

Tyto úchyty jsou nahraditelné úchyty firmy Halfen-Deha, ale musí být v místech, kde jsou úchyty nynější. Zámky panelů uložených na stropě musí být před zalitím čisté a navlhčené. Zálivku je vhodné provést betonem C 25/30. Rozměrové tolerance dílců se řídí normou ČSN EN 13369. Základní technické údaje jsou uvedeny v tab. 1. Odchylky otvorů se stanoví individuálně na základě konkrétního rozměru. Balkóny a lodžie lze u stropních dílců s plným průřezem řešit třemi možnými způsoby: • Balkóny nebo lodžie jsou řešeny přímo u výrobce: projektant zakázky posoudí a navrhne dle zatížení a vyložení balkónu prvek pro přerušení tepelného mostu (Isokorb), který bude vyhovovat odformovacímu, manipulačnímu a konečnému zatěžovacímu stavu, kde se mění jak zatížení, tak okrajové podmínky. Pro tento způsob se navrhují Isokorby typu „D“. • Balkóny a lodžie jsou řešeny jako prefabrikáty s osazenými prvky Isokorb typ „K“: projektant posuzuje pouze koncové stadium užívání. Ve stropě se musí pro zakotvení použít panely s vybráním a na stavbě po osazení zalít betonem. Mokrý proces je nutný a jde pouze o zalití spár a vybrání v oblasti balkónu (obr. 2a). • Balkóny a lodžie jsou řešeny přímo na stavbě: projektant posuzuje pouze koncové stadium užívání. Ve stropě se musí použít filigránové panely. Mokrý proces je nutný, zalévá se celý strop. Statické výpočty byly provedeny dle ČSN EN 1990, ČSN EN 1991 a ČSN EN 1992-1-1 pro tři typy zatížení:

• Zatížení typ A = stálé zatížení

+ užitné zatížení 3 kN/m2, • Zatížení typ B = stálé zatížení + užitné zatížení 5 kN/m2, • Zatížení typ C = stálé zatížení + užitné zatížení 7 kN/m2. Pro jednotlivé typy zatížení jsou zpracovány přehledné tabulky pro projektanty, dle kterých jednoduše zvolí vhodný typ stropní desky pro navrhovaný objekt [19, 21]. Tento typ stropních desek se také díky své nižší váze a odstranění mokrého procesu na stavbě velmi osvědčil u systému montovaných prefabrikovaných domů [22].

1a 1b

Tab. 1 Základní technické údaje plných stropních desek z lehkého betonu ❚ Tab. 1 technical data of the full cross section floor plates made of lightweight concrete

Basic

Tloušťka [mm] Šířka skladebná / výrobní [mm] Doplňkové šířky [mm] Krytí betonu [mm] Manipulační hmotnost dílců [kg/m2] (bez zabudovaného kování – např. Isokorb) Objemová tíha desek [kN/m3] Spotřeba zálivkového betonu do spár [l/m’ spáry] Vážená (laboratorní) R´w [dB] (-1, -5)

150

180 250 2 400 / 2 395 od 300 do 2 400 libovolně 20 237 285 395 15,8 0,5 0,6 1,28 44 45 48

Index kročejové neprůzvučnosti Ln,w,e [dB]

91

Součinitel tepelné vodivosti λ10,dry [W/mK] Součinitel tepelné vodivosti λu (návrhová hodnota) [W/mK] Třída betonu Třída prostředí Druh oceli

89

86

0,4140 0,4241 LC 25/28 D1,6 XC1-XC3 ocel 10505 (R) + KARI


❚

5/2013


ZABUDOVÁNÍ BALKÓNU S PRVKEM SHÖCK ISOKORB TYP "K" DO STROPNÍ KONSTRUKCE NA STAVBĚ SE ZATEPLENÍM OBVODOVÉ STĚNY

❚

Obr. 1


ULOŽENÍ STROPNÍCH DÍLCŮ NA OBVODOVOU STĚNU NA VYROVNÁVACÍ MAZANINU

2a

Obr. 1 Stropní dílce Liastrop s plným průřezem plates Liastrop with full cross-section

❚

Floor

Obr. 2a, b Příklady detailů stropních prefabrikovaných dílců z lehkého betonu s plným průřezem Liastrop ❚ Obr. 2 Examples of details of precast floor plates with full cross-section made of lightweight concrete

2b

Obr. 3a Forma stropního panelu, b) zkouška čerstvého betonu (rozlití Abramsovým kuželem) před uložením, c) ukládání LWSCC, d) pohled na hladký podhled dílce těsně po odformování ❚ Fig. 3 a) Form of a floor plate, b) testing the fresh concrete (Abrams cone) before placing, c) placing the lightweight selfcompacting concrete (LWSCC) d) view of the smooth surface of the floor plate bottom side immediately after removing from the form

FILIGRÁNOVÉ STROPNÍ DESKY Z LEHKÉHO BETONU

Filigránové stropní desky se vyrábí z lehkého nebo lehkého samozhutnitelného betonu třídy LC25/28 D1,6 dle normy ČSN EN 13747 Betonové prefabrikáty – Stropní deskové dílce pro spřažené stropní systémy. Spřažená železobetonová stropní konstrukce sestává z části prefabrikované vyrobené z lehkého betonu tloušťky 90 mm a z části monolitické vyrobené z obyčejného betonu třídy min. C20/25 XC1 nebo LC25/28 D1,6. Filigrány jsou poloprefabrikované stropní desky, ze kterých vzniká dobetonávkou plnohodnotný strop. Desky se vyrábějí v libovolných délkách do maximálního rozpětí 7,5 m a libovolných šířkách (maximálně 2,39 m). Tloušťka filigránové desky je 90 mm, celková tloušťka stropní konstrukce je 180 nebo 250 mm. Půdorysný tvar desek je libovolný, obdélník opsaný tvaru ale nesmí překročit uvedené maximální rozměry (u dílců s výztuží vyčnívající z čel bez vyčnívající výztuže). Čelní plochy dílců mohou být vyráběny v různých geometrických tvarech (vybrání, zalomení, zakřivení, zešikmení). Spodní podhled je hladký od ocelové formy, horní povrch je přirozeně drsný. Tloušťka dílce 90 mm je vyšší než u „klasických filigránů“, které mají tloušťku 60 mm. Výhodou však oproti těmto filigránům je jejich vyšší tuhost, a tím úspora stojkování (podpěr na stavbě, které zabírají méně prostoru), se kterou úzce souvisí i mož5/2013

❚

nost průběžně pracovat v daném podlaží. Další výhodou je menší tloušťka monolitické dobetonávky, což snižuje pracnost na stavbě a urychluje betonáž. Desky mají v osových vzdálenostech 320 mm osazeny příhradové nosníky, které spolu s drsným povrchem desek zajišťují plné spolupůsobení prefabrikované desky s monolitickou nadbetonávkou tak, že limitujícím kriteriem je dosažení 1. mezního stavu ohybové únosnosti nebo 2. mezního stavu dovoleného průhybu. Kombinace parametrů, tedy tloušťky se zvoleným typem únosnosti desky, zajistí pro da-


3a

3b

3c

3d

ný rozpon přenesení daného zatížení. Volbu parametrů provede projektant dle tabulky únosností dodané výrobcem nebo vlastním výpočtem dle výztuže desek. Desky s rovnými čely se ukládají do vrstvy ložné vápenno-cementové malty minimální tloušťky 10 mm a pevnosti 2,5 MPa. Desky s vyčnívající výztuží se používají v případech úzkých monolitických stěn, stěn vybudovaných ze zmonolitněného ztraceného bednění apod. V tomto případě musí být prostor mezi čely probetonován. Takto uložené stropní desky musí být montážně podepřeny v líci stěn, po43


❚


ULOŽENÍ FILIGRÁNŮ NA OBVODOVOU STĚNU NA VYROVNÁVACÍ MAZANINU

ULOŽENÍ FILIGRÁNŮ NA OBVODOVOU STĚNU NA ŽELEZOBETONOVÝ VĚCEN S U PROFILEM

4a

4b

Tab. 2 Základní technické údaje filigránových stropních desek z lehkého betonu ❚ Tab. 2 Basic technical data of the filigree floor plates made of lightweight concrete

5a 5b

Tloušťka filigránu [mm] Tloušťka dobetonávky [mm] Šířka skladebná / výrobní Doplňkové šířky Krytí betonu [mm] Manipulační hmotnost dílců 90 mm [kg/m2] (bez zabudovaného kování) Objemová tíha filigránových desek [kN/m3] Součinitel tepelné vodivosti betonu λ [W/mK] Třída betonu Třída betonu dobetonávky Třída prostředí Druh oceli

90 90/160 maximální šířka 2400 / 2395 mm od 300 do 2 390 mm libovolně 20 142 15,80 0,4140 LC 25/28 D1,6 min. C20/25 nebo LC 25/28 XC1-XC3 ocel 10505 (R) + KARI

Obr. 4a, b Příklady detailů stropních filigránových dílců z lehkého betonu ❚ Obr. 4 Examples of details of precast filigree floor plates made of lightweight concrete Obr. 5 a) Pokládka, b) stojkování filigránové stropní konstrukce z lehkého betonu ❚ Obr. 5 a) Installation, b) supporting of the filigree floor plates made of lightweight concrete Obr. 6

Pohled do pece před zahájením zkoušky

❚

Obr. 6

View into the kiln before testing

Obr. 7 Pohled na zkušební vzorek po 186 min zkoušky požární odolnosti Obr. 7 Specimen after 186 minutes of fire resistance testing

❚

Obr. 8a, b Zkušební stropní desky po zkoušce požární odolnosti ❚ Obr. 8 Test plates after fire resistance testing

kud desky nejsou na podpoře uloženy alespoň 40 mm. Rozměrové tolerance dílců se řídí normou ČSN EN 13369 a normou ČSN EN 13747. Při výpočtech bylo uvažováno s dvěma variantami konečné tloušťky stropu 180 a 250 mm, pro které byly vytvořeny tabulky, dle kterých lze stropní konstrukci jednoduše posuzovat [13]. V tabulkách jsou taktéž hodnoty momentů na mezi vzniku trhlin (výpočet z charakteristických hodnot zatížení), hodnoty momentů odolnosti (výpočet v návrhových hodnot zatížení), smyková únosnost (výpočet v návrhových hodnot zatížení), tuhosti průřezu 44

bez trhlin a pak průměrná tuhost průřezu s trhlinami, takže se může posoudit i strop zatížený nejen rovnoměrným zatížením. Mezilehlé hodnoty se můžou lineárně interpolovat, extrapolace je zakázána Byly vytvořeny grafy únosnosti pro desky tloušťky 180 a 250 mm s dobetonávkou z lehkého betonu, tzn. že dobetonávka je ze stejného materiálu jako filigránová deska. Pokud je dobetonávka železobetonová (těžší), musí se při návrhu počítat s větším zatížením. U 180mm desky to je o 0,83 kN/m2 víc a u 250mm desky je to o 1,47 kN/m2 víc.

Grafy únosnosti a tabelizované hodnoty byly připraveny pro tloušťky 150 a 250 mm, ale tloušťka filigránového stropu může být jakákoliv. Jiné tloušťky lze navrhovat individuálně. Pro vyztužení balkónových a lodžiových desek stejně jako polozapuštěných a speciálně tvarovaných balkonů se ve filigránovém systému standardně využívají Kari sítě svázané do armakoše. Balkónové desky se posuzují na návrhovou hodnotu únosnosti ve smyku VRr a záporný moment odolnosti MRd. Desky v případě polozapuštěných a speciálně tvarovaných balkonů se


❚

5/2013


Literatura: [1] ČSN EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí [2] ČSN EN 1991-1-1 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb [3] ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby [4] ČSN EN 13369 Společná ustanovení pro betonové prefabrikáty [5] ČSN EN 13747 Betonové prefabrikáty – Stropní deskové dílce pro spřažené stropní systémy [6] ČSN EN 13670 Provádění betonových konstrukcí [7] ČSN 73 0532 Akustika – Ochrana proti hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky [8] ČSN 73 0540-1 Tepelná ochrana budov – Část 1: Terminologie [9] ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky [10] ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin [11] ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov – Část 4: Výpočtové metody [12] Hladík a Chalivopulos, s. r. o.: Statický výpočet stropních plných prefabrikovaných dílců z lehkého betonu. Brno 2009 [13] Hladík a Chalivopulos, s. r. o.: Statický výpočet stropních prefab-

[14]

[15]

[16]

[17]

[18] [19] [20] [21] [22]

❚


rikovaných dílců z lehkého betonu pro spřažené stropní konstrukce. Brno 2009 Pavus, a. s.: Protokol o klasifikaci požární odolnosti č.PK2-03-10004-C-0 Nosné stropy a střechy s požárně dělící funkcí ČSN EN 13501-2+A1:2010 čl. 7.3.3. Praha 2010 Protokol o zkoušce č. 397/10 Stanovení součinitele tepelné vodivosti lehkého betonu s pórovitým kamenivem Liapor v ustáleném stavu. Akreditovaná laboratoř při UTHD FAST v Brně 2010 Zach J.: Zpráva č.09/09/1527 Výpočet zvukově izolačních vlastností plných stropních panelů lehkého betonu LC25/28 D1,6. VUT FAST Brno 2009 Zach J.: Zpráva č.09/10/Z1 Výpočet zvukově izolačních vlastností stropů z plných stropních panelů z lehkého betonu LC25/28 D1,6. VUT FAST Brno 2009 Zach J.: Zpráva č.10/04/1592 Výpočet zvukově a tepelně izolačních vlastností filigránových stropů. VUT FAST Brno 2010 Hubertová M.: Technická příručka Stropní systém Liastroppodklady pro navrhování. Lias Vintířov, LSM, k. s., 1. vydání 2010 www.liapor.cz www.liastrop.cz www.dumjednimtahem.cz

6

7

posuzují na návrhové hodnoty momentů MRd-dx, MRd-dy, průhybu f k (limitní průhyb 1/200 z charakteristického kvázistálého zatížení) a smyku VRd z návrhového zatížení desky. Dále se posuzují tepelně izolační nosníky (Schöck Isokorb, HIT Halfen) dle podkladů od výrobce na návrhové hodnoty momentu a smyku. POŽÁRNÍ ODOLNOST – ZKOUŠKA STROPNÍ DESKY S PLNÝM PRŮŘEZEM Z LEHKÉHO BETONU

Zkouška požární odolnosti byla provedena v požární zkušebně PAVUS, a. s., dle normy ČSN EN 1365-2 Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 2: Stropy a střechy. Pro zkoušku byly použity dva kusy stropního prefabrikovaného dílce s plným průřezem tloušťky 150 mm spojené zálivkou z betonu C25/30 a uložené na kratších stranách horizontální zkušební pece. Vlhkost dílců před zkouškou byla 9,04 a 7,55 %. Délka zkušebního vzorku byla 5 750 mm, z toho mezi středy podpor 5 625 mm. Vzorek byl zatížen zatěžovacími břemeny, která vyvozovala ohybový moment odpovídající požadovanému rovnoměrnému zatížení q = 2,39 kN/m2. Zkouška byla po 186 min ukončena, protože i v té době byla splněna kritéria dosažení mezních stavů pro nosnost, celistvost i izolace dle normy. V tomto čase tedy nedošlo k porušení vzorku (obr. 6 až 8b). Stropní desky z lehkého betonu vykazují požární odolnost označenou dle normy REI 180 [14]. 5/2013

❚

8a

Z ÁV Ě R

Závěrem lze konstatovat, že prefabrikované stropní dílce jsou další z konstrukcí, které lze s výhodou vyrábět z lehkého betonu. Nižší hmotnost až o cca 40 % oproti stropní konstrukci z obyčejného betonu bez změny únosnosti provází úspora materiálu nosné konstrukce s příznivým vlivem na ekonomické parametry. Využití lehkého samozhutnitelného betonu při výrobě dílců vede k snížení výrobních nákladů. Dostatečná únosnost, vysoká požární odolnost a velmi dobrý součinitel tepelné vodivosti za podpory propracovaných tabelizovaných postupů umožňu-


8b

jících jednoduché navrhování, předurčují stropní dílce k mnohým aplikacím. Tento příspěvek byl zpracován za podpory projektu MPO TIP FR-TI4/412. Ing. Michala Hubertová, Ph.D., MBA e-mail: michala.hubertova@ gmail.com Ing. Pavel Hladík Hladík a Chalivopulos, s. r. o. Pekařská 398/4, 602 00 Brno e-mail: [email protected] tel.: 539 085 600-2 www.hch.cz

45

SOFTWARE

❚

SOFTWARE

PRAKTICKÁ POUŽITELNOST METOD NAVRHOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ NA ÚČINKY POŽÁRU V KONTEXTU KONSTRUKCE BUDOVY A DŮSLEDKY VLIVU TEORIE II. ŘÁDU U SLOUPŮ ❚ METHODS OF DESIGNING REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTIONS AGAINST FIRE: PRACTICAL USE IN CONTEXT OF THE BUILDING CONSTRUCTION AND IMPACTS OF THE 2ND ORDER THEORY IN COLUMNS Libor Švejda

collapse of the entire structure. With regard to these practical trends, the European standards

Racionální tlak investorů a uživatelů budov

contain stricter rules for the design methodology

na maximální využitelnost a variabilitu obesta-

and assessment of thin reinforced concrete

věného prostoru vedou na realizace skeletových

columns and for special design situations as

monolitických, či prefabrikovaných nosných kon-

e.g. fire. Beside the basic list of features and

strukcí tvořených ze statického hlediska sys-

set limitations to technologies acc. to the EN

témem vodorovných a svislých dílců o velkých

1992-1-2, this article shows application of a B2

štíhlostech. Nenosné stavební systémy vnějšího

zone method on specific design of a reinforced

opláštění a komplexní, volně stojící nebo zavě-

concrete collumn when taking into account three

šované moduly vnitřní výbavy často v koncep-

possible varieties of dividing the building into fire

ci budovy zcela eliminují dříve obvyklé nosné

segments. The article is connected to a formerly

stěnové prvky a ztužující jádra. Horizontální

published text of this same author [1], where this

tuhost objektů pak vymezuje – v lepším případě

applied theory and material behaviour in high

zavětrovaný – systém sloupů, ztužený pouze

temperatures is explained in detail.

na diskrétních hladinách jednotlivých podlaží. Návrhu těchto vysoce zatěžovaných, tlačených dílců je proto nutné věnovat značnou pozornost, neboť stabilitní kolaps jediného sloupu by vedl ke zhroucení celé nosné konstrukce. S ohledem na tyto praktické trendy obsahují evropské normy přísnější metodiku návrhu a posuzování štíhlých železobetonových sloupů i pro mimořádné návrhové situace typu požáru. Kromě základního přehledu vlastností a daných omezení postupů dle normy EN 1992-1-2 článek ukazuje aplikaci zónové metody B2 na konkrétním návrhu železobetonového sloupu s uvážením tří možných variant dělení stavebního objektu na požární úseky. Článek volně navazuje na dříve publikovaný text autora [1], kde se podrobněji popisuje aplikovaná teorie a chování relevantních materiálů za vysokých teplot. ❚ Rational requirements of investors and users of buildings on maximum useful space and maximum variability of the space lead to realization of skeleton monolithic or precast structural elements. These construction systems are – from the statics point of view – created by a system of very thin horizontal and vertical elements. Non-load-bearing construction systems of the external cladding and complex, free-standing

or

suspension

modules

of

inner walling very often eliminate the formerly common load bearing functions of walls and stiffening cores. The horizontal stiffness is thus limited to – in better cases braced – system of collumns, stiffened only at the discreet levels of individual floors. It is therefore necessary to pay utmost attention to design of these highly loaded, pressed elements, as collapse of any single one of these collumns would lead to

46

Z Á K L A D N Í U S TA N O V E N Í , P O Ž A D AV K Y A K R I T É R I A N O R M Y EN 1992-1-2

Na rozdíl od dřívějších zvyklostí a norem je třeba akceptovat, že norma EN 1992-1-2, jako součást souboru norem EN na navrhování železobetonových konstrukcí, jednoznačně přiřazuje zodpovědnost za dodržení požadavků na pasivní požární odolnost objektu jejímu stavebnímu projektantovi, resp. statikovi. To vyplývá mj. z čl. 2.1.1 (1) normy: „Pokud je požadována mechanická odolnost konstrukce v případě požáru, pak musí být její nosné železobetonové konstrukce navrženy tak, aby zaručovaly po požadovaný čas potřebnou únosnost.“ Základním účelem návrhu konstrukce pro teploty odlišné od běžných přitom je: • zamezení předčasného kolapsu, • omezení šíření požáru. V případech normového požáru je pro posouzení požární odolnosti (dále jen PO) celé konstrukce dostačující posouzení PO jednotlivých dílců, což pro projekční praxi představuje významné ulehčení pracovních postupů spočívající v metodě rozkladu a posuzování po konstrukčních dílcích. Současně však musí konstrukční uspořádání objektu splňovat předpoklad, že po dobu požadované PO je zabezpečeno spolupůsobení konstrukčních dílců, tj.

časová stálost okrajových podmínek s přihlédnutím k probíhajícím termickým přetvořením a deformacím. Pokud se navíc uvažuje dělení na tzv. požární úseky, pak musí být dílce ohraničující požární úsek navrženy tak, aby po požadovaný čas plnily svoji funkci prostorové uzávěry požárního úseku. Při posuzování konstrukcí norma obecně definuje tři, resp. čtyři kritéria hodnocení požární odolnosti: • kritérium E – funkce prostorové uzávěry požárního úseku, • kritérium I – funkce teplotní izolace, • kritérium R – funkce únosnosti, tj. dostačující mechanické odolnosti, • resp. kritérium M – odolnost svislých dílců uzavírajících požární úsek vůči nárazu (dle postupů EN 1363-2). Obecná návrhová podmínka (2.3) je definována jako: Ed,fi ≤ Rd,t,fi ,

(2.3)

kde Ed,fi je návrhová hodnota vnitřních účinků při požáru (určených dle EN 1991-1-2) se zohledněním teplotních roztažností a deformací a Rd,t,fi je návrhová odolnost pro případ požáru. Z AT Í Ž E N Í N O S N É K O N S T R U K C E PŘI POŽÁRU

Podmínky normového požáru a jeho účinky na konstrukci a materiály definuje norma EN 1991-1-2. Podrobněji toto pojednává rovněž [1]. V případě požáru se jedná ve smyslu normy EN 1990 o mimořádnou návrhovou situaci Ed,fi, z čehož vyplývají hodnoty součinitelů spolehlivosti 1,0 na straně materiálů. Vnější účinky se při normovém požáru dle čl. 2.4.2 (1) uvažují pro čas t = 0, tedy bez časových vlivů dotvarování, smršťování a relaxace. Jako rozhodující hodnotu proměnných zatížení Q1 určuje čl. 4.3.1(1) jejich kvazistálou hodnotu ψ2,1 Q1, resp. u halových objektů dle českého čl. NA 2.10 pro sníh a vítr jejich častou hodnotu ψ1,1 Q1. Zjednodušeně pak EN 1991-1-2 umožňuje rovněž uvažovat s návrhovým po-


❚

5/2013

❚

SOFTWARE Firemní prezentace

SOFTWARE

Software na statiku železobetonových a předpjatých konstrukcí monolitických a prefabrikovaných staveb Reagujte na aktuální požadavky a navrhujte ekonomická a spolehlivá řešení: • • • • • •

ŽB a předpjaté skeletové konstrukce, štíhlé ŽB sloupy včetně teorie II. řádu a požární odolnosti, trámy, žebra, vazníky, vaznice, stěny, desky, polostropy a fi ligrány, ŽB základové patky, kalichy, botky a pasy, opěrné stěny, gabiony, stabilizace základů okolních budov, ŽB a protlačovaná potrubí.

Více o softwaru RIB na statiku stavebních konstrukcí se dozvíte na www.rib.cz | email: [email protected] | telefon: +420 241 442 078

RIB_5-2013.indd 1 žárním zatížením Ed,fi odvozeným ze snížené úrovně Základní kombinace η,fi * Ed, kde je obvykle redukční součinitel η,fi = 0,7, resp. lze jeho hodnotu určit výpočtem z kombinačních součinitelů dle příslušného NA. Tento typ vnějšího zatížení při požáru předpokládají všechny tabelární metody návrhu.

P Ř E H L E D M E T O D N AV R H O VÁ N Í ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ NA ÚČINKY POŽÁRU

Norma EN 1992-1-2 rozlišuje tři skupiny výpočetních metod návrhu a posuzování konstrukcí na účinky požáru. • Provedení konstrukce na základě ověřených návrhových výsledků, tj. tzv. tabelární metody. • Zjednodušené výpočetní metody pro určité typy dílců. • Obecné, komplexní výpočetní metody a simulace. Jako alternativu k posouzení výpočtem lze využít i zkoušku, resp. zkoušku kombinovanou s výpočtem. TA B E L Á R N Í M E T O D Y

Jednoznačnou výhodou tabelárních metod je jejich poměrně snadná apli-

kovatelnost v projekční praxi. Obsahově vycházejí ze zkoušek, zkušeností a teoretických vyhodnocení zkoušek. Tabelární metody zpravidla definují minimální požadavky na velikost betonového průřezu a krytí výztuže a dávají ve většině případů, ve srovnání s ostatními metodami, značně konzervativnější výsledky. Podle typu konstrukčního dílce tabelární metody definují jednotlivé specifické postupy a tabulky pro 1 – staticky určité, resp. neurčité nosníky, 2 – staticky určité, resp. neurčité desky (ploché a žebrované), 3 – nenosné dělící izolační stěny a nosné stěny, 4 – tažené dílce (táhla), 5 – tlačené dílce (sloupy). Dle NA 2.10 se v ČR používá třída průřezů WA. Při použití tabelárních metod odpadá nutnost dalších posouzení týkajících se smykové a torzní únosnosti a kotevních délek, je však s ohledem na možné odprýskávání betonu nutné posoudit a navrhnout povrchovou výztuž. Krytí vrstev měkké a předpjaté výztuže v jednom betonovém průřezu se musí z důvodu jejich navzájem odlišných kritických teplot posuzovat zvlášť. Mož-

27.9.13 ným zdrojem závažných chyb při 9:40 používání tabelárních metod může být nerespektování omezujících podmínek jejich platnosti. Vysokopevnostní betony lze navrhovat na PO jen pomocí zjednodušených a obecných metod. Konstrukční dílce typu 1 až 4 se posuzují na úrovni kritického průřezu a žádným zásadním způsobem neomezují absolutní rozměry a okrajové podmínky dílce. Toto neplatí pro tlačené dílce – sloupy. Důvodem je zvýšené riziko jejich ohrožení ztrátou stability na vzpěr. Při požáru totiž dochází k poškození povrchových vrstev a současně s rostoucí teplotou klesá modul pružnosti, což v celkovém součtu znamená významný pokles celkové tuhosti dílce. Vlivy teorie II. řádu, které mohly být u dílce za běžné teploty považovány za zanedbatelné, se tak v případě požáru mohou stát zcela dominantní. Tabulka 5.2a normy EN 1992-1-2 je platná pouze pro: • ztužené sloupy, tj. pro sloupy budov se ztužujícím systémem nosných stěn, • do max. efektivní výšky podlaží 3 m v případě čtvercového průřezu; analogicky sloup s kruhovým průřezem např. D = 300 mm má cca 86 % tu-

Innovative Solutions – Benefiting Society Firemní prezentace

12TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CONCRETE ROADS 2 2014 blic September 23–26, 2014 | Prague, Czech Republic Právě teď nastal čas plánování na rok 2014, využijte proto možnost prezentovat Vaši firmu na této mezinárodní konferenci – více informací naleznete na www.concreteroads2014.org. ISCR2014_inz180x37.indd 1

2.8.13 11:53

❚

47

5/2013


SOFTWARE

❚

SOFTWARE

hosti čtvercového sloupu o straně průřezu b = 300 mm, z čehož pak vyplývá výškové omezení platnosti tabulek pro kruhové sloupy do max. efektivní výšky podlaží cca 2,6 m, • do max. excentricity svislých zatížení 0,15 h, • do max. stupně vyztužení 4 %. Tabulka 5.2b normy EN 1992-1-2 je platná pouze pro: • ztužené sloupy, tj. pro sloupy budov se ztužujícím systémem nosných stěn, • do max. štíhlosti v okamžiku požáru λ,fi ≤ 30, • do max. excentricity svislých zatížení 0,25 h, resp. max. 100 mm. Souhrnně lze konstatovat, že zatímco v případě nosníků, stěn a desek je použitelnost tabelárních metod v projekční praxi vhodná a poměrně snadná, je použití tabelárních metod při navrhování železobetonových sloupů za současných požadavků investorů na prostorné a účelově variabilní stavby prakticky nemožné. Návrh železobetonových sloupů na PO je tak velmi často nutné řešit alespoň pomocí některé z tzv. zjednodušených výpočetních metod. ZJEDNODUŠENÉ VÝPOČETNÍ METODY

Norma EN 1992-1-2 uvádí tři zjednodušené výpočetní metody dílců namáhaných na kombinaci ohybu s normálovou silou se současným vlivem teorie II. řádu: • Metoda izotermy B1: platí až od min. tloušťky dílce, redukuje účinný betonový průřez na oblast s teplotou < 500 °C, snižuje pevnost výztuže dle její teploty a z takto upravených parametrů stanovuje mezní únosnost průřezu při požáru. • Zónová metoda B2: neomezuje žádným způsobem rozměry a podmín-

1

2

ky statického uložení a zatížení dílce, rozděluje průřez na teplotní zóny, kde podle její teploty snižuje pevnost betonu a výztuže, z tuhosti průřezu vylučuje poškozenou povrchovou vrstvu a z takto upravených parametrů stanovuje mezní únosnost průřezu při požáru. Zónová metoda je pracnější (výpočetně náročnější) než metoda izotermy, avšak poskytuje přesnější výsledky a je zvláště vhodná pro sloupy. Podrobnější popis pracovních kroků zónové metody obsahuje [1]. • Metoda B3 založená na odhadu křivosti byla vyvinuta pro sloupy s významným vlivem teorie II. řádu. Předpokládá však dle čl. B.3.2 (1) existenci jiných, ztužujících dílců v nosném systému, čímž s ohledem na již výše uvedené postrádá poněkud na atraktivitě. Podle této metody jsou v příloze C normy EN 1992-1-2 sestaveny tabulky C.1 až C.9, které za daných omezujících podmínek umožňuji návrh opět pouze ztužených – obdélníkových / kruhových – sloupů, s max. hranou / průměrem 600 mm a štíhlostí λfi ≤ 80, při max. excentricitě svislých zatížení až 0,5 h, resp. max. 200 mm.

OB E C N É , KOMPL E X N Í VÝ P O Č ET N Í ME TOD Y A S I MU L AC E

Tyto výpočetní metody aplikují současně mechanickou a termodynamickou analýzu, popř. s předcházejícím měřením potřebných parametrů materiálů a prostředí. Svým rozsahem a náročností přesahují možnosti běžné projekční praxe a zůstávají tak spíše doménou specializovaných pracovišť a výzkumných ústavů. N ÁV R H P O N E Z T U Ž E N É H O ŽELEZOBETONOVÉHO SLOUPU V R Ů Z N Ý C H VA R I A N TÁ C H POŽÁRNÍCH ÚSEKŮ

Na následujícím reálném případu použití zónové metody B2 při návrhu neztuženého, dvoupodlažního vnitřního ŽB sloupu na PO třídy R60 je demonstrován dominantní vliv uspořádání požárních úseků na spotřebu staticky nutné ohybové výztuže sloupu, a tím i na hospodárnost návrhu. Základní parametry sloupu Statické schéma řešeného sloupu viz obr. 1.

48

max. max. MEd,x-II MEd,y-II

max. NEd [kN]

max. max. MEd,x-II MEd,y-II [kNm]

[kNm]

kóta max. využitého průřezu

max. NEd

max. využití průřezu

az

celková podélná výztuž

degradovaná vrstva

Ts

mimořádná kombinace Ed,fire

stupeň vyztužení

teplota výztuže

Tc

základní kombinace Ed,design

max. nutná výztuž

varinata požární úsek běžná 0 teplota požár v celém 1 objektu požár 2a jen v 1. NP požár 2b jen v 2. NP požár 3 jen v části 1. NP

teplota betonu

Tab. 1 Přehled výsledků čtyř variant návrhů neztuženého železobetonového dvoupodlažního sloupu na PO třídy R60 pro tři varianty požárních úseků ❚ Tab. 1 Summary of results – designs of non-reinforced two-storey reinforced concrete collumn on fire resistance class R60 for three types of fire sections

max. As

max. μ

∑ As

h

v

2

[cm ]

[%]

[kg]

[%]

[m]

47,8

1,91

206

60

3

běžná teplota

807

38

3

požár

48

3

požár

23

6

krytí + konstrukční zásady

60

6

krytí + běžná teplota

[°C]

[°C]

[mm]

[kN]

[kNm]

[kNm]

20

20

0

-3 323

-229

-130

215

349

30

-3 323

-178

-81

-2 348

-93

-18

159,4

6,37

188

349

30

-3 304

-119

-184

-2 334

-59

-78

110,2

4,41 439

215

349

29,7

-745

-18

32

-518

-12

27

6,4

0,4

188

349

30

-3 304

0

122

-2 334

0

93

6,4

0,4

65

rozhoduje


❚

5/2013

SOFTWARE 3

❚

SOFTWARE

5

• Celková výška sloupu 9,5 m s úrovní

2. NP na kótě 6 m. • Čtvercový průřez sloupu o straně

500 mm (1. NP), resp. 400 mm (2. NP). • Beton C40/50, rohová výztuž B500B s osovým krytím 50 mm. • Charakteristická zatížení: o vlastní tíha sloupu + stálá: - úroveň hlavy sloupu: Pz = 360 kN, Px = 4 kN, - úroveň 2. NP: Pz = 1 450 kN, Px = 16 kN, Py = 4 kN, My = 90 kNm. o proměnné zatížení kategorie C: - úroveň hlavy sloupu: Pz = 160 kN, Py = 2 kN, - úroveň 2.NP: Pz = 380 kN, Py = 3 kN, My = 35 kNm. • Imperfekce dle normy, tj. 1/300 výšky sloupu = cca 310 mm ve směru max. ohybového momentu. • PO: R60, 4stranné ohoření, vápenité kamenivo, výztuž tvářená za tepla. Požadavku na PO R60 odpovídá normová teplotní křivka (NTK) 60´ s max. teplotou 945 °C. Návrh sloupu za běžných teplot, varianta 0 Na návrh staticky nutné výztuže byl po-

užit software RIBtec BEST s iterativním nelineárním algoritmem zohledňující jak vlivy teorie II. řádu včetně imperfekcí, tak i vznik trhlin v tažené části průřezu po výšce sloupu. Tento způsob návrhu je pro štíhlé sloupy od výšky 3 m a vyšší až o 30 % hospodárnější než konzervativní metodika pracující se součiniteli vzpěrné délky. Výsledky výpočtů a návrhů všech řešených variant jsou shrnuty v tab. 1. Celková teoretická spotřeba ohybové výztuže ve variantě 0 je 206 kg. Max. ploše výztuže ve vetknutí 47,8 cm2 odpovídá max. stupeň vyztužení průřezu 1,91 % (obr. 2). Rozhodující návrhovou kombinací je jediná existující, tj. Základní kombinace. Návrh sloupu na PO R60, varianta 1 – bez dělení na požární úseky U této varianty návrhu sloupu se neuvažuje s dělením objektu na požární úseky. Normový požár tak probíhá současně v celém objektu, tj. v obou podlažích. Tento typ požáru se v praxi obvykle neuvažuje, neboť se předpokládá, že stropní desky současně plní funkci požární

Obr. 1 Základní statické schéma řešeného sloupu ❚ Fig. 1 Basic static scheme of the particular column Obr. 2 Výsledky varianty 0, ohybové momenty a nutná podélná výztuž ❚ Fig. 2 Results of the option 0, bending moments and necessary longitudinal reinforcement Obr. 3 Výsledky varianty 1, ohybové momenty a nutná podélná výztuž ❚ Fig. 3 Results of option 1, bending moments and necessary longitudinal reinforcement Obr. 4 Základní statická schémata při řešení varianty 2 ❚ Fig. 4 Basic static schemes when solving option 2 Obr. 5 Výsledky varianty 2 pro 1. NP, ohybové momenty a nutná podélná výztuž Fig. 5 Results of option 2 for the ground floor, bending moments and necessary longitudinal reinforcement

uzávěry. Pro účely porovnání výsledků je však tato nerealistická varianta 1 přesto zajímavá. Použití tabelární metody není možné – jedná se o neztužený sloup, navíc s výškou podlaží > 3 m. Na návrh PO R60 se v softwaru RIBtec BEST proto použije zónová metoda B2.

4

5/2013

❚


❚

49

SOFTWARE

❚

SOFTWARE Obr. 6 Výsledky varianty 2 pro 2. NP, ohybové momenty a nutná podélná výztuž ❚ Fig. 6 Results of option 2 for the 1st floor, bending moments and necessary longitudinal reinforcement

6

Obr. 7 Základní statická schémata při řešení varianty 3 Fig. 7 Basic static schemes when solving option 3

❚

Obr. 8 Výsledky varianty 3 pro 1. NP, ohybové momenty a nutná podélná výztuž ❚ Fig. 8 Results of option 3 for the ground floor, bending moments and necessary longitudinal reinforcement Obr. 9 Výřez výkresu výztuže sloupu the collumn reinforcement

❚

Fig. 9

Section of drawing of

Obr. 10 Prefabrikovaný skelet nosné konstrukce, foto zhotovitele PSG, a. s., Otrokovice ❚ Fig. 10 Precast frame of the load-bearing structure, picture courtesy of PSG a.s., Otrokovice

7

8

Celková teoretická spotřeba ohybové výztuže je 807 kg. Max. ploše výztuže ve vetknutí 159,4 cm2 odpovídá max. stupeň vyztužení průřezu 6,37 % (obr. 3). Je zřejmé, že rozhodující návrhovou kombinací již není Základní kombinace jako u varianty 0, ale Mimořádná kombinace pro případ požáru. Z praktického hlediska by byl takto navržený sloup neproveditelný. Návrh sloupu na PO R60, varianta 2 – požární úsek 1. NP Jedná se o prakticky proveditelnou variantu řešení, při které se předpokládá funkčnost stropní desky jako požární uzávěry. Návrh PO sloupu tak lze řešit odděleně po podlažích, čímž dochází ke změně statických schémat (obr. 4). (Účinek vlastní tíhy části sloupu 2. NP na 1. NP byl v tomto případě zanedbán.) Celková teoretická spotřeba ohybové výztuže je po podlažích 421 kg + 18 kg = 439 kg. Max. ploše výztuže ve vetknutí v 1. NP 110,2 cm2 odpovídá max. stupeň vyztužení průřezu 4,41 %. Ve 2. NP je při daném krytí dostačující již min. konstruktivní výztuž 0,4 %, tj. 50

6,4 cm2 (obr. 5 a 6). Rozhodující návrhovou kombinací je Mimořádná kombinace pro případ požáru. Návrh sloupu na PO R60, varianta 3 – dílčí požární úseky v rámci 1. NP Snaha o hospodárný návrh a možnosti vnitřního členění objektu nás dovádí k další praktické variantě, kdy jsou v rámci 1. NP realizovány dílčí požární úseky. V tomto případě lze předpokládat, že okolní řady sloupů v oblastech bez požáru poskytují v průběhu trvání požáru v jednom z dílčích úseků dostatečnou horizontální tuhost. Horní uložení sloupu ve stropní desce nad 1. NP pak lze pro účely návrhu PO pokládat za neposuvné, čímž dochází k další změně statického schématu pro část sloupu 1. NP (obr. 7). Druhá část „součtového schématu“ sloupu ve 2. NP zůstává jako ve variantě 2. Spočtená celková teoretická spotřeba ohybové výztuže je po podlažích 47 kg + 18 kg = 65 kg! Jedná se jak v 1. NP (obr. 8), tak i 2. NP (obr. 6) vlastně pouze o min. konstruktivní výztuž 0,4 %, tj. 10 a 6,4 cm2.

Hodnota pouhých 10 cm2 ohybové výztuže v 1. NP pochopitelně není realistická a vyztužení sloupu musí být provedeno alespoň dle výsledků výpočtu celého sloupu ve variantě 0. Výpočetní varianta 3 – se sníženou výškou sloupu a jinými okrajovými podmínkami – je totiž pouze jednoúčelový, modelový případ sloužící k ověření požadované požární odolnosti. SKUTEČNÉ PROVEDENÍ SLOUPU

Na základě celkové dispozice objektu a zjištěných výsledků statického výpočtu a potvrzené vyhovující požární odolnosti výpočtem dle varianty 4, byl na stavbě realizován sloup s upraveným obdélníkovým průřezem 600 x 500 mm, resp. 500 x 400 mm, s analogickou výztuží dle varianty 0, tj. jako za běžných teplot (obr. 9). Hlavní podélnou výztuž tak tvoří čtyři průběžné rohové pruty Ø28 mm s min. krycí vrstvou betonu 35 mm, doplněné o 2 x Ø20 mm podél silněji ohýbaných hran, což odpovídá celkové ploše výztuže 37,2 cm2, resp. reálné spotřebě hlavní výztuže 314 kg/sloup. Zbývající hmotnost výztuže jednoho sloupu do


❚

5/2013

SOFTWARE

❚

SOFTWARE

ULOŽENÍ HLAVNÍ VÝZTUŽE M 1:10

9 10

Literatura: [1] Marek P., Švejda L.: Požární odolnost ŽB konstrukcí a zónová metoda při navrhování sloupů, Beton TKS 05/2008, str. 62–66 [2] ČSN EN 1991-1-2, ČSN EN 1992-1-2 a další související soubor betonářských norem řady ČSN EN [3] Teoretická příručka RIBtec BEST / BEST expert, RIB 2013

Z ÁV Ě R

Čtyři uvedené varianty výpočtu a statického návrhu neztuženého železobetonového dvoupodlažního sloupu na PO třídy R60 ukázaly značné rozdíly ve výsledcích pro různá uspořádání požárních úseků ve vyhodnocovaném objektu. Předpis a skutečné provedení požárních úseků tak má zásadní vliv na konstrukční provedení sloupů a jejich hospodárnost. Pomocí zónové metody B2 se podařilo výpočetně prokázat, že pro daný sloup, jeho zatížení a uspořádání požárních úseků dle varianty 3 je výztuž navržená nelineárním iterativním výpočtem s teorií II. řádu za běžných teplot současně již dostačující pro požadavek požární odolnosti třídy R60. Přes tuto „šťastnou“ a ekonomicky jistě výhodnou okolnost se rozhodně nejedná o pravidlo, a proto nezbývá než kaž5/2013

❚

dou konstrukci a její dílce posuzovat dle konkrétních podmínek zvlášť. Kromě návrhu hlavní výztuže jsou při návrhu na požární odolnost obvykle nutná další posouzení a popř. technologická opatření s ohledem na smyk, kroucení, kotvení výztuže a odprýskávání – zejména u vysokopevnostních betonů. U požárních úseků je třeba zajistit jejich funkčnost s ohledem na kritéria E a I, a to včetně případných dilatačních spár.


Autor článku děkuje společnosti STTAB, spol. s r. o., Praha, za inspiraci, podnětné připomínky a poskytnutí podkladů.

Ing. Libor Švejda RIB stavební software, s. r. o. Zelený pruh 1560/99 140 00 Praha 4 tel.: 241 442 078, 608 953 721 e-mail: [email protected]

Firemní prezentace

celkových 476 kg připadá na třmínky, konzoly, stykování aj. (obr. 9). Pokročilý stav montáže prefabrikovaného skeletu nosné konstrukce haly, realizované společností PSG a. s. v roce 2012, je zřejmý z obr. 10.

51

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH

PREFABRIKOVANÝ DESKOSTĚNOVÝ KONSTRUKČNÍ SYSTÉM VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV SE SPOJITOU STROPNÍ KONSTRUKCÍ ❚ PREFABRICATED WALL-SLAB STRUCTURAL SYSTEM OF MULTI-STOREY BUILDINGS WITH A CONTINUOUS FLOOR STRUCTURE Jiří Witzany

a looser connection between adjacent traves. Design of a vertical load-bearing structure using

Prefabrikovaný deskostěnový konstrukční systém

the principle of walls and wall columns of identical

vícepodlažních budov pro bytové a občanské

width (150 to 200 mm) enables a “smooth”

stavby se spojitou stropní konstrukcí vyrobený

transition of walls into wall columns and vice

z technologicky příbuzných dílců se vyznačuje

versa without girders along the height of the

variabilitou skladby svislé a vodorovné nosné

structure thus allowing considerable variability

konstrukce. Aplikace efektivních statických

in the design. The so-called zero bearing of floor

principů umožňuje dosáhnout větších rozponů

units onto slab floor joists allows a smooth ceiling

stropní desky (cca o 30 %) vytvořené z plných

of the floor structure to be achieved.

stropních dílců výšky do 160 mm (rozpon 6,6 až 7,2 m) v porovnání s běžným řešením nosníkové stropní desky stávajících prefabrikovaných systémů a panelových budov. Nosný systém umožňuje vytvářet velké otvory v nosných vazbách, a tím dosáhnout volnější propojení, popř. sdružení sousedních travé. Řešení svislé nosné konstrukce na principu stěn a stěnových pilířů shodné tloušťky (150 až 200 mm) umožňuje po výšce nosné vazby „hladký“ přechod stěn do stěnových pilířů a naopak bez průvlaků, a tím dosáhnout značné rozmanitosti řešení konstrukce po výšce budovy. Tzv. nulové uložení stropních dílců na deskové stropní nosníky umožňuje vytvořit hladký podhled stropní konstrukce. ❚ The prefabricated wallslab structural system of multi-storey buildings for residential and public buildings with a continuous floor structure produced with technologically similar units is characterised by the variability in the composition of the vertical and horizontal load-bearing structure. The application of efficient structural principles allows reaching greater spans (by approx. 30 %) of the floor slab made up of solid floor units with a depth of up to 160 mm (spans of 6.6 to 7.2 m) as compared to standard compositions with a beam–slab system used in existing prefabricated and other panel buildings. The load-bearing system allows designing large openings in load-bearing elements thus reaching

1

Prefabrikovaná stropní konstrukce panelových budov je vytvořena z jednotlivých stropních dílců prostě uložených – jako nosníkové desky – na horní zhlaví stěnových dílců. Kloubové uložení stropních dílců na stěnové dílce je určující z hlediska jejich dimenze, především tloušťky a množství výztuže. Neúměrné zvyšování podílu vlastní hmotnosti zejména plných stropních dílců při zvětšování rozponu na jejich celkovém zatížení vyžaduje vylehčování průřezu dutinami (kruhové, oválné apod.), popř. předepnutí výztuže dílců (obr. 1). Oba tyto požadavky vyžadují náročnější technologii výroby stropních dílců. V případě stropních dílců žebírkových nebo trámových je nutné doplnit stropní konstrukci akustickými podhledy a zvětšit konstrukční výšku, a tím i částečně zvýšit energetickou náročnost budov s těmito stropními konstrukcemi v porovnání s deskovými dílci. Jak prokázaly dílčí statické analýzy optimální rozpon plných nosníkových stropních dílců obvyklé tloušťky 150 mm je nejvýše 4,8 m (obr. 2, [1]). Překročení této hranice je spojeno s neúměrným nárůstem množství oceli výztu-

že. Na rozdíl od nosníkové prefabrikované stropní konstrukce zajišťuje monolitická stropní konstrukce v důsledku své spojitosti nad podporami podstatně příznivější rozdělení ohybových a deformačních účinků, a v důsledku toho výrazné snížení množství oceli v porovnání s prefabrikovanou stropní deskou při stejném uspořádání a zatížení, popř. umožňuje při stejné dimenzi a zatížení dosáhnout větší rozpon stropní konstrukce, a tedy i snížení celkové materiálové náročnosti. P R E FA B R I K O VA N Ý DESKOSTĚNOVÝ KONSTRUKČNÍ SYSTÉM SE „SPOJITOU“ STROPNÍ KONSTRUKCÍ

Navržené řešení prefabrikované stropní konstrukce vytvořené z deskových stropních nosníků a stropních dílců se svým statickým působením blíží monolitické desce. Je to důsledek přesunu kloubů z podpor do míst přibližně nulových ohybových momentů monolitické desky stejného tvaru, podepření a zatížení. Skryté stropní nosníky mají v oblasti podpor souvislý – monolitický – průřez, a proto mohou přenášet ohybové účinky nejen ve směru podpor, ale zejména kolmo k nim. Tím je zajištěno, že stropní deska vytvořená z jednotlivých dílců působí v podstatě jako monolitická při účinném využití statické funkce nezbytných kloubů mezi stropními dílci (obr. 3, [1, 2]). Jsou-li styky mezi stropními dílci správně konstruovány, přenášejí krouticí momenty, čímž zprostředkují „žaluziové“ působení stropní desky jako celku. Přízni-

2

52


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM

vý účinek kroucení lze dále zvýraznit rozdílným způsobem podepření sousedních skrytých deskových stropních nosníků. Stropní deskový nosník může být uložený na stěnových pilířích, stěnách, popř. sloupech v rovině své podélné osy nebo na svém obvodu, popř. i v mezilehlých rovinách tak, aby byla zajištěna,

❚

s přihlédnutím k účinku tuhosti v kroucení deskového nosníku a přilehlých stropních polí a ke způsobu zatížení stropní konstrukce, jeho stabilita proti překlopení a požadovaná únosnost konstrukce vhodným rozmístěním stěn a stěnových pilířů. Uložení stropních dílců na deskové nosníky umožňuje vytvářet v nosných


stěnách velké otvory, popř. uložit nosník pouze na stěnové pilíře – pilířový systém – obdoba sloupového systému (obr. 4). Shodná tloušťka stěn a stěnových pilířů umožňuje plynulý přechod mezi stěnami a pilíři v půdorysu i po výšce budovy. Při řešení skladby svislé nosné konstrukce je nutné respektovat kritérium

Obr. 1 Vztah mezi výškou průřezu a poměrem f/f0 ❚ Fig. 1 Relation ship between the height of the cross section and the f/f0 ratio Obr. 2 Porovnání spotřeby oceli výztuže v deskové stropní konstrukci tloušťky 150 mm pro případ „nosníkové“ a spojité deskové prefabrikované stropní konstrukce [1] ❚ Fig. 2 Comparison of the amount of reinforcement in the 150mm thick floor slab required for the beam and slab, and continuous slab prefabricated floor structure [1] Obr. 3 a) Optimalizace šířky deskových nosníků a rozponu vložených stropních dílců, b) příklad obousměrného roznášení účinků svislého zatížení spojitou deskovou stropní konstrukcí a porovnání statického působení spojité prefabrikované a monolitické stropní konstrukce, c) porovnání průhybu prefabrikované deskové spojité konstrukce a monolitické konstrukce, d) schéma vyšetřované konstrukce, e) výpočtový model spojité deskostěnové stropní konstrukce ❚ Fig. 3 a) Optimisation of the width of slab beams and the span of inserted floor units, b) example of bidirectional distribution of the effects of vertical load via a continuous slab floor structure and comparison of the structural action of a continuous prefabricated and in-situ floor structure, c) comparison of the deflection of a continuous prefabricated slab structure and a in-situ structure, d) layout of the investigated structure, e) computational model of a continuous wall-slab floor structure

3

4

Obr. 4 Uložení deskového stropního nosníku s převislým koncem na stěnové pilíře situované v ose deskového nosníku ❚ Fig. 4 Detail of the support of a slab floor beam by a cantilevered end of wall columns situated in the axis of the slab beam Obr. 5 Varianty uspořádání nosného systému (integrovaných nosných vazeb) s prefabrikovanou deskovou stropní konstrukcí ❚ Fig. 5 Alternative solutions of a load-bearing system (integrated loadbearing frames) with a prefabricated concrete floor slab

5

5/2013

❚


53

VĚDA A VÝZKUM

❚


6

spolehlivého přenosu sil a účinků z vrchní stavby do základové konstrukce a stability deskových stropních nosníků. Nosný prefabrikovaný systém tvoří soustava stěnových pilířů, (popř. sloupů), rovinných nebo zalomených stěn a soustava stropních dílců a deskových stropních nosníků (obr. 5). Stropní tabule je prostřednictvím styků zmonolitněna tak, aby zajišťovala požadovanou redistribuci vodorovných sil a účinků do prostorově působícího nosného systému. Stabilitu nosného systému zajišťují stěnové pilíře a stěnové útvary. Skladba nosného systému je charakteristická uspořádáním skrytých deskových stropních nosníků a způsobem tvarování a rozmístění stěnových pilířů [2]. Uspořádáním nosného systému – deskových nosníků a stěnových pilířů – lze vytvořit řadu variant v souladu s funkčními a dispozičními požadavky (obr. 6). Rozmístění stěn a stěnových pilířů je třeba navrhnout z hlediska obousměrného působení stropní tabule. Optimální šířku a rozpon vkládaných stropních dílců je vhodné navrhnout v souladu s průběhem ohybových momentů na zmonolitněné stropní desce (obr. 3). Jak vyplývá z průběhu ohybových momentů na spojitém nosníku, je optimální šířka deskových nosníků přibližně rovna 0,3násobku modulové vzdálenosti sousedních svislých podpor a rozpon vkládaných stropních dílců 0,7násobek modulové vzdálenosti sousedních svislých nosných konstrukcí. Hodnoty momentů pro dimenzování jsou určovány z analýzy momentového pole stanoveného výpočtem MKP. Výsledné (dimenzační) momenty je nutné stanovit z ohybových i krouticích momentů. Styky mezi jednotlivými stropními dílci a styky mezi stropními dílci a deskovými stropními nosníky lze modelovat jako přímkové klouby. Efektivní řešení stropní konstrukce 54

7

z hlediska spotřeby oceli výztuže dílců souvisí jednak se způsobem jejího uložení (rozmístění a tvaru podpor) a jednak s polohou přímkových kloubů ve stropní desce. Optimální poloha styku deskových stropních nosníků a stropních desek by se měla přibližně shodovat s polohou nulových momentů monolitické desky shodných rozměrů, zatížení a uspořádání. Na obr. 7 jsou znázorněny průběhy svislých deformací a měrných momentů před zmonolitněním styků (čárkovaná čára) a po zmonolitnění styků dílců stropní konstrukce (plná čára). Poloha přímkových kloubů ve stropní tabuli významně ovlivňuje spotřebu nosné výztuže. Teoretické rozbory jednoznačně prokazují výrazné prostorové působení prefabrikované stropní desky po zmonolitnění styků, obousměrné roznášení zatížení a příznivý vliv nepravidelného uspořádání svislé nosné podporující konstrukce. Z obr. 7 je zřejmé, že po zmonolitnění stropní desky klesla hodnota průhybu deskového nosníku z 1,1 mm před zmonolitněním při jednotkovém zatížení stropní konstrukce (zatížení deskového nosníku na hraně 2,4 a 2,7 kN/m) na hodnotu 0,57 mm, tj. na 51,8 %. Zmonolitnění stropní desky je realizováno provedením diskrétních svařovaných spojů, příp. zálivkovou výztuží a vyplněním styků mezi dílci s účinně tvarovanými bočními stykovými plochami stykovým betonem. Na obr. 8 jsou uvedeny výsledky analýzy a porovnání konstrukčně statických vlastností prefabrikované spojité stropní deskostěnové konstrukce s dosavadními běžnými typy prefabrikovaných nosníkových stropních konstrukcí. Z uvedených grafických znázornění jsou patrné pozitivní důsledky staticky účinného uspořádání nos-

Obr. 6 Příklad skladby nosné konstrukce vícepodlažního bytového objektu ❚ Fig. 6 Example of the composition of a load-bearing structure of a multi-storey residential building Obr. 7 a) Průběh deformací před a po zmonolitnění styků deskové stropní konstrukce, b) průběh měrných momentů my před a po zmonolitnění styků deskové stropní konstrukce ❚ Fig. 7 a) Pattern of deformations n before and after the elimination of joints within a slab floor structure, b) diagram showing specific moments my before and after the elimination of movement in joints within a slab floor structure Obr. 8 Porovnání účinnosti konstrukčně statických principů uplatňovaných v prefabrikovaných konstrukcích z hlediska spotřeby oceli [1] ❚ Fig. 8 Comparison of the efficiency of structural principles applied in prefabricated concrete structures in terms of consumption of steel [1] Obr. 9 a) Schéma konstrukčního řešení styku stropních dílců a deskového stropního nosníku, b) uložení stropního dílce, c) montáž stropních dílců s úložnými trny, d) experimentální zkouška styku stropních dílců a deskového stropního nosníku] ❚ Fig. 9 a) Outline of a structural design of joints between floor units and a slab floor beams, b) support for a floor unit, c) assembly of floor units with mounting pins, d) experimental testing of a joint between floor units and a slab floor beam

ného systému, zejména vliv spojitosti deskové stropní konstrukce nad podporami a vhodného rozmístění liniových kloubů. K O N S T R U K Č N Í A S TAT I C K É ŘEŠENÍ STYKŮ

Charakteristickým stykem deskostěnového systému s hladkým podhledem je styk „deskový stropní nosník – stropní dílec“, řešený na principu tzv. nulového uložení stropního dílce prostřednictvím ocelových trnů zabudovaných před montáží do čel stropních dílců a staticky účinného tvarování stykových ploch dílců. Experimentální ověření prokázalo požadovanou statickou únosnost a spolehlivost navrženého


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM

❚


řešení styku, které umožňuje shodnou úpravu čela stropních dílců při jejich uložení na deskové stropní nosníky, popř. na stěny (obr. 9). I N T E G R O VA N É N O S N É VA Z B Y

8

9b

9c

9d

Firemní prezentace

9a

Hlavním úkolem tzv. integrovaných nosných vazeb (obr. 5.), u nichž je uspořádání svislé nosné konstrukce tvořené po výšce vícepodlažního objektu stěnovými a pilířovými prvky rozdílné, je spolehlivý přenos vodorovných a svislých účinků mezi jednotlivými podlažími a do základové konstrukce. Obdobné tvarové řešení pilíře jako stěny (např. shodná tloušťka) a zejména jeho uspořádání v rovině stěny zabezpečuje potřebný kontakt stěnové a pilířové konstrukce a v důsledku toho i rovnoměrnější přenos sil v přechodu, např. stěny na stěnový pilíř, popř. stěnového pilíře na stěnu (tzv. nekontaktní styk) prostřednictvím stropního nosníku „přímo“ bez průvlaku, popř. masivní rámové příčle, jak je v řadě případů běžně řešen při přechodu stěn na sloupovou podnož. Kontakt mezi stěnovou konstrukcí a stěnovými pilíři stejné, popř. přibližně stejné tloušťky, příznivě ovlivňuje napjatost konstrukce v této oblasti jak z hlediska normálových napětí σx a σy, tak i z hlediska smykových napětí τxy. To je zásadní rozdíl oproti „přechodu“ stěny na podstatně rozdílný rozměr (šířku) sloupové konstrukce podnože s masivní příčlí. Průvlak v těchto případech zprostředkuje i rovnoměrnější přenos smyku ve vodorovné spáře. V konečném, provozním, stadiu průvlak (příčle) plní především funkci táhla (zpravidla se neuplatňuje jeho ohy-

5/2013

❚


55

VĚDA A VÝZKUM 10a

❚


10b

11a

11b

bová tuhost). Tato skutečnost, na rozdíl od deskostěnového systému, je závažnou překážkou pro bezkolizní změnu v uspořádání svislé nosné konstrukce v jednotlivých podlažích vícepodlažního objektu se sloupovou podnoží. K redistribuci namáhání způsobené uložením stěny na stěnové pilíře a naopak není zpravidla již nutné přihlížet v následujících vyšších, popř. nižších podlažích se shodnou skladbou svislé nosné konstrukce. Tuto skutečnost je nutno prokázat statickým výpočtem. Pozornost je nutné věnovat přenesení tahových sil (resp. tahových normálových napětí +σx) v patě stěny nad pilířovou konstrukcí („podnože“) s maximálními hodnotami uprostřed pole mezi podporami (stěnovými pilíři). Při malých šířkách deskového stropního nosníku se na přenosu vodorovných sil podílí i část přiléhající stropní konstrukce (nutno prokázat výpočtem). Smykové síly v ložné spáře mezi svislou nosnou konstrukcí a deskovým stropním nosníkem zprostředkovávají přenos vodorovných normálových napětí do deskového stropního nosníku (obr. 10). Významnou roli z hlediska přenosu vodorovných sil mají stabilizující normálová napětí v tlaku v ložné spáře styku stěna – deskový stropní nosník – pilíř, které zabraňují smykovým prokluzům (tu56

to skutečnost je nutné prokázat výpočtem, [3]). Ložnou spáru je vhodné „převázat“ výztuží (tuto funkci mohou částečně převzít i montážní šrouby, kotevní výztuž apod.). Tahové síly je nutné zachytit výztuží zabudovanou v deskovém stropním nosníku. Konstrukčně statické řešení prefabrikovaného deskostěnového konstrukčního systému vícepodlažních budov se spojitou stropní konstrukcí bylo ověřeno na několika experimentálních stavbách a rozsáhlým experimentálním výzkumem, technologickými, statickými a dynamickými zkouškami na reálných konstrukcích v měřítku 1:1, (obr. 11). Na konstrukčně statickém a technologickém

Obr. 10 Numerická analýza integrovaných nosných vazeb – průběh normálových napětí σx, σy a smykových napětí τxy ❚ Fig. 10 Numerical analysis of integrated loadbearing frame – diagram shaning of normal stresses σx, σy and shear stresses τxy Obr. 11 Experimentální výzkum únosnosti a odolnosti prefabrikovaného deskostěnového systému, a) montáž nosného systému (statické zatížení realizováno vodou), b) výzkum dynamické odolnosti systému (dynamické zatížení elektrodynamickým budičem – celkem cca 850 000 kmitů s frekvencí 10 až 20 Hz) ❚ Fig. 11 Experimental research of ultimate bearing capacity and resistance (of a precast wall-slab system, a) assembly of the loadbearing system (static loading with water), b) research of system's dynamic resistance (dynamic loading with an electrodynamic exciter – total of 850 000 oscillations with a frequency of 10–20 Hz)

řešení systému se významně podíleli Ing. Ivo Stařecký, Ing. Petr Opletal, CSc., Ing. Bedřich Krejzar a pracovníci vývojového oddělení Pozemních staveb Olomouc. Příspěvek byl vypracován za podpory TA02010837 „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém s řízenými vlastnostmi styků a možností opakovaných využití“. Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 e-mail: [email protected]

Literatura: [1] Witzany J., Stařecký I.: Pilířový konstrukční systém s deskovou stropní konstrukcí, Pozemní stavby 1, 1987 [2] Witzany J. et al.: Otevřená montovaná soustava pro komplexní bytovou výstavbu, studie, FSv ČVUT Praha, 1987 [3] Horáček E.: Pevnost betonu s vrstvou nižší pevnosti při jednoosém namáhání, Stavebnický časopis č. 1, 1981 [4] Witzany J. et al.: Návrh optimálního variabilního konstrukčního systému pro bytové a občanské stavby, Studie IPS, FSv ČVUT v Praze, 1999


❚

5/2013

TEKLA STRUCTURES NOVÝ MODUL PRIMARY Moderní cenově výhodné softwarové řešení výrobní dokumentace prefabrikovaných i monolitických konstrukcí střední velikosti. Obsahuje kompletní nástroje pro projektování ocelových i železobetonových konstrukcí, propojení se statickými programy a plánování a řízení stavby. Jediným omezením je velikost modelu, který může obsahovat 2 500 elementů a 5 000 skupin výztuží. Vyzkoušejte bezplatnou testovací verzi včetně zaškolení! Kontaktujte nás - [email protected]

www.construsoft.cz

VĚDA A VÝZKUM

❚


PREFABRIKOVANÝ SLOUPOVÝ SYSTÉM VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV S DEMONTOVATELNÝMI STYKY ❚ PRECAST COLUMN SYSTEM OF MULTI-STOREY BUILDINGS WITH DEMOUNTABLE JOINTS Jiří Witzany Charakteristickým článkem prefabrikovaného železobetonového stavebního systému pro vícepodlažní budovy s řízenými statickými a dynamickými vlastnostmi jsou demontovatelné styky nosných železobetonových prefabrikovaných dílců s vysokou duktilitou, schopných absorbovat přetvárnou energii, které umožňují omezení intenzity zejména dynamických a cyklických účinků na úroveň, která nezpůsobí narušení stavby a jejích částí. Významnou vlastností těchto styků je také možnost eliminace vnějšího hluku (doprava, stavební činnost, průmyslová činnost) pod prahovou úroveň slyšitelnosti, a tím dosažení vyšší kvality vnitřního prostředí, možnost zástavby v oblastech se zvýšenou hlučností, dopravou apod. Podobně lze aplikovat systém v oblastech se zhoršenými základovými podmínkami, s podzemní dopravou, v oblastech poddolovaných a v oblastech s vysokou pravděpodobností výskytu přírodní seismicity. ❚ A significant part of a demountable precast reinforced

concrete

building

system

with

controlled properties of joints for multi-storey buildings is the contact joint of load-bearing reinforced concrete precast units with high ductility able of absorbing energy. This allows limitation of the intensity of dynamic effects to a level that does not cause the failure of a building or its parts. An essential characteristic of such joints is also the elimination of outside noise

změně užití. Jakékoliv přemístění stavby vyvolané výrobními, dopravními, popř. demografickými požadavky je u současných systémů stavění zpravidla spojeno s úplnou nebo částečnou demolicí objektu. Také zkušenosti s řadou objektů tzv. občanské vybavenosti (objekty předškolního a základního vzdělávání apod.) v rezidenčních čtvrtích ukázaly na potřebu generační mobility – přemístitelnosti – staveb. Obdobnou potřebu mají i objekty určené pro výrobu z hlediska jejich přemístění do míst s dostatečnou pracovní silou apod. Současně používané monolitické železobetonové konstrukce jsou energeticky a materiálově velmi náročné. Především výroba energeticky náročného cementu a oceli má negativní důsledky na životní prostředí. Možnost „recyklace“ železobetonové konstrukce na úrovni prefabrikovaných dílců proto představuje významné energetické i materiálové úspory a snížení negativního vlivu na životní prostředí v porovnání s dosud běžnou recyklací stavebních materiálů. K významným vlastnostem patří i odolnost systému s demontovatelnými styky vzhledem k dynamickým účinkům a vibracím, a tím omezení negativních vlivů na kvalitu vnitřního prostředí staveb vystavených těmto účinkům.

Obr. 1 Využití životnosti železobetonových prefabrikovaných dílců nosného systému s demontovatelnými styky v novém prostorovém a funkčním uspořádání (2. životní cyklus) ❚ Fig. 1 Exploitation of the service life of precast reinforced concrete units of a load-bearing system with demountable joints in a new spatial and functional arrangement (2nd life cycle) Obr. 2 Konstrukčně statické a skladebné řešení demontovatelného styku prefabrikovaných nosných dílců „sloup – průvlak“ ❚ Fig. 2 Structural design and composition of a “column-girder” demountable joint of precast load-bearing units Obr. 3 Numerická analýza MKP kotevního, osazovacího a úložného ocelového prvku demontovatelného styku „sloup – průvlak“ prefabrikovaných nosných dílců programem ANSYS ❚ Fig. 3 FEM numerical analysis of an anchoring, fitting and mounting steel element of a “column-girder” demountable joint of precast load-bearing units in the ANSYS programme Obr. 4 Konstrukčně statické řešení demontovatelného kloubového styku „sloup – sloup“ prefabrikovaných dílců ❚ Fig. 4 Structural solution of a “column-column” demountable articulated joint of precast units Obr. 5 Konstrukčně statické řešení demontovatelného kloubového styku „sloup – sloup“ prefabrikovaných dílců s vloženým pryžovým ložiskem ❚ Fig. 5 Structural solution of a “column-column” demountable articulated joint of precast units with an inserted rubber bearing

(traffic, building and industrial activity) below the 1

threshold of audibility thus enhancing the quality of the internal environment, permitting construction in areas with increased noise levels, traffic, etc. The system may analogically be applied in areas with substandard foundation conditions, with underground traffic, in undermined zones and in areas with high probability of the occurrence of natural seismicity.

K současné společnosti patří výrazná dynamika změn a to jak v oblasti ekonomické a správní, tak i v oblasti společenské. Rozvoj ekonomiky vyžaduje nejen častou rekvalifikaci a mobilitu pracovních sil ale také pružné stavební systémy, které umožňují demontáž a přemístění staveb podle potřeby a jejich další využití v novém prostorovém a funkčním uspořádání a místě. Této dynamice neodpovídají možnosti současných stavebních železobetonových systémů, které se vyznačují zpravidla omezenou adaptabilitou a vysokou náročností při 58


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM

2

❚


3

Opakované využití prefabrikovaných železobetonových dílců s vysokou životností v rámci nového stavebního řešení umožňuje dosáhnout značných materiálových a energetických úspor, na místo náročné demolice a následné recyklace složek betonu a výztuže dochází k opakovanému využití jednotlivých prefabrikovaných dílců, a dosáhnout souladu mezi životností železobetonových dílců a funkční životností stavby (např. přemístění objektu pro předškolní a základní vzdělávání, ubytovacích a hotelových objektů, objektů dočasného využití, objektů pro výrobní činnost při změně výrobního programu apod.). Demontovatelnost dává možnost nového prostorového uspořádání stavby v čase – rozšíření nebo zmenšení stavby – podle aktuálních požadavků uživatele stavby, postupné dostavby, řešení generačních cyklů apod. (obr. 1). V rámci výzkumného projektu TA ČR TA02010837 byl navržen ve spolupráci s Prefa Praha, a. s., „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém s řízenými vlastnostmi styků a možností opakovaného využití“. V současné době se uskutečňuje vývoj systému a připravuje se experimentální výzkum (statické, dynamické a požární zkoušky, technologické a ekonomické analýzy) prefabrikovaného sloupového systému s demontovatelnými styky.

pu a průvlaku a při montáži dodatečně osazených spojovacích ocelových prvků. Spojovací ocelové prvky, které jsou neposuvně připevněny pomocí šroubového spoje, popř. pomocí speciálního zámkového spoje do kotevních desek zabudovaných ve sloupech, vytváří krátké konzolky, na které jsou následně uloženy prostřednictvím ocelových úložných desek průvlaky (obr. 2). Demontovatelný styk „sloup – průvlak“ je navržen tak, aby umožňoval jednoduchou montáž sloupové konstrukce s použitím prefabrikovaných sloupů o výšce jednoho, dvou až tří podlaží. Ze statického hlediska je demontovatelný styk „sloup – průvlak“ navržen jako kloubový. Je dimenzován na svislou a vodo-

rovnou posouvající sílu a na krouticí moment od účinku jednostranného uložení dílců v krajních polích. Navržené řešení bylo podrobeno 3D numerické analýze programem ANSYS (obr. 3). Styk sloupů („sloup – sloup“) je navržen na principu stavěcích šroubů opatřených osazovacími a zároveň rektifikačními maticemi pro vyrovnání sloupu vyššího podlaží do požadované výškové a svislé polohy. Zhlaví sloupu nižšího podlaží se čtyřmi osazovacími šrouby s maticemi (varianta 2) a kotevními trny (varianta 1) je vzhledem k technologickým a statickým požadavkům situováno nad stykem „sloup – průvlak“ (na úrovni horního líce průvlaků a stropních dílců). Pata sloupu vyššího podlaží

4

KONSTRUKČNÍ A STATICKÉ ŘEŠENÍ DEMONTOVATELNÝCH STYKŮ

Demontovatelný styk průvlaku a sloupu („sloup – průvlak“) sestává z ocelových kotevních a úložných desek zabudovaných v prefabrikovaném slou5/2013

❚

5


59

VĚDA A VÝZKUM

❚


má zabudovanou ocelovou desku s otvory pro uložení sloupu na osazovací šrouby s maticemi (varianta 2) a kotevními trny (varianta 1). V patě sloupu jsou zabudovány speciální (neoprenové, polypropylenové) hmoždinky, které procházejí otvory v ocelové desce (obr. 4). Pro případ eliminace vibrací z nižšího do vyššího podlaží a snížení odezvy nosného systému vzhledem k dynamickým účinkům je tuhost styku „sloup – sloup“ snížena. Na výškově vyrovnané šrouby a kotevní trny vyčnívající ze zhlaví sloupu nižšího podlaží je uložena ocelová roznášecí deska opatřená pryžovým ložiskem s požadovanou tuhostí tak, aby bylo dosaženo tlumení vibrací určitých frekvencí, popř. dosaženo požadované úpravy dynamických vlastností nosného sloupového systému. Styk „sloup – sloup“ s kotevními trny (varianta 1, obr. 4), který umožňuje jednodušší montáž styku, vyžaduje v průběhu montáže příslušného podlaží stabilizaci sloupu. Styk „sloup – sloup“ se šroubovými spoji (varianta 2, obr. 5) umožňuje v závislosti na výšce sloupu (sloup na jedno, dvě, popř. tři podlaží) použití jednodušší stabilizace sloupu. Ocelové zabudované prvky jsou navrženy z oceli S355J0. Pro případ vystavení styků prostředí s vysokou relativní vlhkostí (větší než 75 %), popř. agresivnímu prostředí se předpokládá užití oceli žárově pozinkované, popř. nerez oceli odpovídající třídy. Řešení styku „sloup – průvlak“ je z technologického hlediska navržené tak, aby nenarušovalo obrys prefabrikovaných dílců a umožnilo jednoduchou a přesnou výrobu dílců (obr. 6). P R E FA B R I K O VA N Ý D E M O N T O VAT E L N Ý S Y S T É M S ŘÍZENÝMI DYNAMICKÝMI VLASTNOSTMI

Řízené dynamické vlastnosti nosného sloupového systému vytváří předpoklady pro užití systému v extrémních podmínkách a situacích a umožňují do značné míry eliminovat dynamické a seismické účinky způsobené lidskou činností, dopravou, stavební a výrobní činností (technická a indukovaná seismicita), popř. přírodními seismickými účinky. Vedle samotného omezení intenzity dynamických účinků na úroveň, která nezpůsobí narušení stavby a jejích částí, prostřednictvím kompenzačních článků vložených do styků schopných absorbovat energii s danými dynamickými charakteristikami, je také významnou vlastností těchto styků eliminace 60

6a

6c

6e

6b

6d

6f

vnějšího hluku (doprava, stavební činnost, průmyslová činnost) pod prahovou úroveň slyšitelnosti, a tím dosažení vyšší kvality vnitřního prostředí, možnost zástavby v oblastech se zvýšenou hlučností. Podobně lze aplikovat systém v oblastech se zhoršenými základovými podmínkami, s podzemní dopravou, v oblastech poddolovaných a v oblastech s vysokou pravděpodobností výskytu přírodní seismicity. Pro prefabrikované systémy je charakteristický mechanismus přetváření a porušování, při němž meznímu stavu konstrukce jako celku předchází porušování styků zpravidla překročením meze úměrnosti, při němž konstrukce přechází z lineárně pružného chování do nelineárně pružného až plastického stavu. Zajištění bezpečnosti nosného systému proti ztrátě stability, popř. překročení jeho únosnosti vyžaduje, aby při disipaci přetvárné energie převládal mechanismus plastického přetváření v kritických místech nosného systému a nedošlo k úplnému vyřazení příslušné statické vazby. V prefabrikovaných systémech mají z tohoto hlediska zpravidla rozhodující úlohu styky prefabrikovaných dílců, pro které je charakteristická jejich vyšší tuhost a tomu neodpovídající jejich pevnost – styky „na sebe váží“ v důsledku své tuhosti namáhání větší, než je jejich únosnost (pevnost). Významnou úlohu má stropní deska svazující jednotlivé svislé prvky v nosný prostorový systém, přičemž zajištění této funkce je především závislé na pevnosti styků mezi prefabrikovanými stropními dílci. U běžně užívaného

řešení styků prefabrikovaných sloupových systémů, u nichž plné využití duktility styků – rozsahu nelineárně pružných a plastických deformací – je spojeno s postupným rozvojem trhlin a porušováním styků (postupné snižování tzv. vratné síly a nárůstu plastických přetvoření), které předchází selhání – kolapsu styků. Vložení pružných článků do styků nosných dílců výrazně rozšiřuje pružnou oblast a duktilitu a snižuje extrémní hodnoty namáhání pod mez jejich únosnosti. Řešení problematiky seismického zatížení a odezvy stavebních objektů na účinky přírodní, technické a indukované seismicity je v současnosti celosvětově věnována mimořádná pozornost a to nejenom u stavebních objektů nacházejících se v oblastech zvýšené přírodní seismické aktivity, ale zejména v důsledku narůstající intenzity dopravy a objemu stavební činnosti jak povrchové, tak podpovrchové, i u objektů dotčených účinky technické a indukované seismicity. Vysoká citlivost železobetonových prefabrikovaných zejména stěnových, popř. sloupových systémů vícepodlažních budov s „tuhými“ styky (s malou duktilitou – oblastí pružně plastických deformací) vzhledem k účinkům vynucených deformací, přetvoření a otřesů zvyšuje míru rizika selhání statické funkce nosného systému vystaveného dlouhodobě intenzivním vibracím a otřesům, popř. seismickým účinkům. Charakteristickým znakem nosných systémů se styky s řízenými vlastnostmi je jejich schopnost absorbovat jis-


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM

❚


Obr. 6 Ocelové kotevní, osazovací a spojovací prvky [a, c) varianta 1; b, d) varianta 2], prefabrikované železobetonové dílce se zabudovanými kotevními a úložnými ocelovými deskami [e) úložná deska zabudovaná v průvlaku, f) kotevní a spojovací ocelové prvky zabudované ve sloupu] ❚ Fig. 6 Anchoring, fitting and connecting steel elements [a, c) variant 1; b, d) variant 2], precast reinforced concrete units with built-in anchoring and mounting steel plates [e) built-in mounting plate in a girder, f) built-in anchoring and connecting steel elements in a column] Obr. 7 Schéma nosného systému a možnosti řešení styku „sloup – průvlak“ ❚ Fig. 7 Scheme of a load-bearing system and possible solutions of the “column-girder” joint Obr. 8 Schéma konstrukčního řešení a uspořádání ztužujících konstrukcí v „rámové konstrukci“ demontovatelného prefabrikovaného sloupového systému ❚ Fig. 8 Scheme of a structural solution and composition of stiffening structures in the “frame structure” of a demountable precast column system

8

7

té množství přetvárné energie vyvolané účinkem mimořádného zatížení, přírodní seismicitou, popř. dlouhodobě působícím cyklickým, proměnným účinkům zatížení. Požadované snížení tuhosti, zvýšené poddajnosti styků prefabrikovaných dílců je dosaženo vložením pružných částí do oblasti jejich vzájemného kontaktu a odstraněním betonových zálivek jako nedílné součásti řešení styků nosných dílců. Tuhost (poddajnost) tohoto pružného článku je třeba stanovit s ohledem na statické požadavky vyplývající ze zatížení a účinků přenášených stykovanými dílci a s ohledem na požadavek tlumení vibrací a dynamických účinků určitých charakteristik. Např. technická seismicita od účinků dopravy se od přírodní liší především vyššími frekvencemi, které se šíří do okolí a častým opakováním, při němž může dojít k překročení meze únavy materiálu. Frekvence dopravních otřesů se pohybují v rozmezí 10 až 200 cyklů/s, nejčas5/2013

❚

těji 30 až 150 cyklů/s, amplitudy otřesů jsou malé a dosahují nejvíce několik desítek mikrometrů. Přírodní seismicita má přibližně 100krát nižší frekvence kmitání, přičemž amplitudy otřesů jsou naopak o několik řádů vyšší. Zrychlení dopravních otřesů odpovídá hodnotám katastrofálních zemětřesení 10. až 12. stupně Richterovy stupnice. Vibrace od silniční dopravy, které se šíří okolním prostředím do blízké zástavby, jsou zpravidla na dominantních frekvencích v rozsahu přibližně 5 až 25 Hz. Vibrace od povrchové kolejové dopravy (tramvaje, vlaky na železnici) mají dominantní vibrace přibližně od 5 do 50 Hz. Řešení styku „sloup – průvlak“ umožňuje jednosměrné, obousměrné, popř. vícesměnné uspořádání průvlaků uložených na sloup výšky jednoho, popř. dvou až tří podlaží (obr. 7). Prostorovou stabilitu kloubového prefabrikovaného sloupového systému zajišťují prefabrikované železobetonové diafragmy nebo ocelové ztužující kon-


strukce (např. tvaru písmene A), popř. speciální ztužující konstrukce (ocelová lana, popř. trubky spřahující diagonálně kloubové styčníky sloupů a průvlaků) vložené do některých „rámových“ polí, popř. při jednosměrném uspořádání „rámů“ mezi sloupy ve směru kolmo na rámová pole (obr. 8). Při ztužení kloubových rámů pomocí vložených železobetonových tenkostěnných diafragmat jsou sloupy a průvlaky s diafragmami vzájemně diskrétně spojeny prostřednictvím kontaktních pryžových ložisek, jejichž rozmístění a tuhost závisí na velikosti a intenzitě statických, popř. dynamických zatížení. Především smyková tuhost, popř. počet a rozmístění pryžových ložisek jsou rozhodujícím faktorem ovlivňujícím dynamické vlastnosti kloubového sloupového systému (obr. 9). Na obr. 10 jsou znázorněny pro zvolený případ tuhosti pryžových ložisek (E = 3 MPa) průběhy normálových a smykových napětí ve ztužující diafragmě. Na obr. 11 je graficky znázorněna závislost velikosti vlastních frekvencí jednoduchého kloubového rámu s vloženými diafragmami na tuhosti kontaktních pryžových ložisek a závislost průhybu na horním volném konci kloubového rámu od účinku vodorovného zatížení. Uvedená znázornění dokumentují významnou vlastnost navrženého prefabrikovaného systému. V návaznosti a s ohledem na celkové řešení nosného systému je nutné řešit subsystémy kompletačních konstrukcí a dílců a subsystémy technického vybavení a zařízení. 61

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH Obr. 9 Porovnání vlastních frekvencí tuhého rámu a kloubového rámu se ztužujícími diafragmami s kontaktními pryžovými ložisky (E = 3 MPa) ❚ Fig. 9 Comparison of natural frequencies of a rigid frame and an articulated frame with stiffening diaphragms with contact rubber bearings (E = 3 MPa) Obr. 10 Průběhy normálových napětí σx, σy a smykových napětí τxy ve ztužující diafragmě připojené k průvlaku prostřednictvím kontaktních pryžových ložisek (E = 3 MPa) ❚ Fig. 10 Patterns of normal stresses σx, σy and shear stresses τxy in the stiffening diaphragm connected to a girder via contact rubber bearings (E = 3 MPa) Obr. 11 Závislost a) vlastních frekvencí a b) průhybu kloubového rámu na horním volném konci na tuhosti kontaktních pryžových ložisek (E = 3; 9 a 18 MPa) ❚ Fig. 11 Relation of a) natural frequencies and b) the deflection of an articulated frame on the upper free end to the rigidity of contact rubber bearings (E = 3; 9 and 18 MPa) Obr. 12 Uspořádání statické zkoušky demontovatelných styků „sloup – průvlak“ a „sloup – sloup“ ❚ Fig. 12 Layout of a static test of “column-girder” and “columncolumn” demountable joints

9

Obr. 13 Uspořádání dynamické zkoušky kloubového rámového pole ztuženého vloženou diafragmou s kontaktními pryžovými ložisky ❚ Fig. 13 Layout of a dynamic test of an articulated frame section stiffened by an inserted diaphragm with contact rubber bearings Obr. 14 Uspořádání zkoušky požární odolnosti demontovatelných styků „sloup – sloup“ a „sloup – průvlak“ ❚ Fig. 14 Layout of a fire resistance test of “column-column” and “column-girder” demountable joints

E X P E R I M E N TÁ L N Í O V Ě Ř E N Í S TAT I C K Ý C H A D Y N A M I C K Ý C H VLASTNOSTÍ

10

62

Navržené řešení prefabrikovaného sloupového systému bude podrobeno experimentálním statickým a dynamickým zkouškám. Předmětem statických zkoušek prováděných ve spolupráci s TAZÚS Praha bude výzkum mechanických vlastností (zatížitelnost, deformační vlastnost) demontovatelného styku „sloup – průvlak“ a styku „sloup – sloup“ ve dvou navržených variantách. Zatěžovací statická zkouška s monotónně vzrůstajícím zatížením působícím v ose průvlaku (střední pole), popř. výstředným zatížením průvlaku (krajní pole) se uskuteční na výseku nosné sloupové konstrukce tvaru písmene H (obr. 12). Výztuž a dimenze prefabrikovaných dílců a ocelových kotevních a spojovacích prvků byly navrženy pro případ osmipodlažního objektu a pole 6 m (průvlak) x 9 m (dutinový stropní dílec).


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM 11a

11b

❚


Předmětem dynamických zkoušek prováděných ve spolupráci s ÚTAM AV ČR bude ověření dynamických vlastností výseku kloubové „rámové“ konstrukce tvořené dvěma sloupy, dvěma průvlaky a vloženou železobetonovou diafragmou tloušťky 80 mm spojenou se sloupy a průvlaky prostřednictvím kontaktních pryžových ložisek (obr. 13). Na výseku konstrukce tvořené úseky sloupů a krátkými úseky průvlaků se uskuteční ve spolupráci s PAVUS zkouška požární odolnosti demontovatelných styků „sloup – sloup“ a „sloup – průvlak“. Požární ochrana styků je navržena z vlepených zpěňujících pásků (obr. 14). Konstrukčně statické a dynamické řešení prefabrikovaného sloupového systému s demontovatelnými styky a jeho experimentální ověření je navrženo v rámci výzkumného grantu TA ČR TA02010837 „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém s řízenými vlastnostmi styků a možností

12

opakovaného využití“. Na vývoji a experimentálním ověření tohoto systému se zejména podílejí Ing. R. Zigler, Ph.D., Prof. J. Procházka, Dr.Sc., Prof. J. Macháček, Dr.Sc, Doc. J. Brožovský, Ph.D., Doc. T. Čejka, Ph.D., Ing. J. Sůra, Ing. M. Jandera, Ph.D., Ing. M. Pokorný, Ph.D., Doc. D. Makovička, Ph.D. Pozn.: Řešení demontovatelných styků je předmětem přihlášky vynálezu.

Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 14

e-mail: [email protected]

Firemní prezentace

13

5/2013

❚


63

VĚDA A VÝZKUM

❚


NUMERICKÁ ANALÝZA VLIVU OBJEMOVÝCH ZMĚN MONOLITICKÝCH BETONOVÝCH DESEK VOZOVKOVÉHO SOUVRSTVÍ NA VLOŽENÉ PREFABRIKOVANÉ ŠTĚRBINOVÉ TROUBY ❚ NUMERICAL ANALYSIS OF THE EFFECT OF THE VOLUME CHANGES OF CAST-IN-SITE ROADBED CONCRETE SLABS ON EMBEDDED PRECAST SLIT DRAINS Petr Tej, Jiří Kolísko, Jan Rašovský Betonové štěrbinové trouby jsou prefabrikované dílce systému, který se používá jako liniové odvodnění silničních a dálničních staveb a parkovacích, letištních a manipulačních ploch. Prefabrikované dílce se osazují do vozovkových souvrství různých skladeb, jejichž nosnou a roznášecí vrstvou bývají velmi často monolitické betonové desky. Betonové desky v průběhu času mění vlivem smršťování betonu a zatížením změnou teploty svůj objem. Zanedbání dilatace nebo použití nevhodného dilatačního materiálu mezi čelem monolitické betonové desky a vloženými prefabrikovanými troubami způsobuje jejich porušení. Protože se tento odvodňovací systém v posledních letech značně rozšířil, došlo také k nárůstu výskytu poruch štěrbinových trub spojených s jejich chybným zabudováním do vozovkového souvrství. Tento článek analyzuje vliv objemových změn monolitických betonových desek na vložené prefabrikované štěrbinové trouby.

❚ Concrete

slit tubes are prefabricated units of a system, which is used as a liner drainage in road and highway constructions and in parking, airport and handling areas. Prefabricated components are mounted on roadbed layers of different compositions and the carrier layer is very often a cast-in-site concrete slab. Concrete slabs change over time due to shrinkage, stress and temperature variations in their volume. Failure to dilate or an inappropriate choice of expansion material between the face of monolithic concrete slabs and precast embedded drains are often causes of failure. Since this drainage system in recent years has expanded considerably, there has also been an increase in the occurrence of faults in slit drains associated with their poor incorporation into the roadbed formation. This article analyzes the impact of volume changes of the monolithic concrete slab on inserted precast slit drains.

Betonové desky vozovkového souvrství v průběhu času mění svůj objem. Objemové změny jsou vyvolány smršťováním betonu a zatížením od změny teploty. Přetvoření od smršťování betonu je 64

přetvoření nezávislé na napětí, související s chemickými změnami tvrdnoucího betonu v důsledku redukce objemu během hydratace cementu (tzn. objem ztvrdlé cementové pasty je menší než objem vody a cementu před začátkem chemické reakce, tzv. autogenní smršťování). Další jeho složkou je tzv. smršťování z vysýchání, které je způsobeno ztrátou vody v betonu. Smršťování je tedy definováno jako časově závislá objemová změna betonového prvku nevystaveného žádným vnějším namáháním při konstantní teplotě. Teplotní roztažnost materiálu je jev, při kterém se po dodání/odebrání tepla tělesu (po zahřátí/ochlazení tělesa o určitou teplotu) změní délkové rozměry (objem) tělesa. Oba popsané jevy působí na betonové desky ve vozovkovém souvrství současně. Okamžitě po betonáži se začíná betonová plocha deformovat vlivem smršťování. Jedná se tedy obecně o zmenšení objemu (nejde-li o tzv. bobtnání, které nastává při vlhkosti větší než 95 %). Současně však na betonovou desku působí okolní teplota, která desku ohřívá, nebo ochlazuje, a působí tak zvětšení resp. zmenšení objemu betonové desky. Teplota se mění v denních a ročních cyklech. Vzhledem ke způsobům namáhání vložených prvků nás zajímá spíše než objemová změna zejména délková změna betonové desky kolmá na vložený prvek. Výsledná změna objemu (délky) je tedy součtem objemové (délkové) změny vyvolané smršťováním a objemové (délkové) změny vyvolané teplotou. Průběh teplot samozřejmě není po výšce desky konstantní, horní povrch bude ohříván (ochlazován) více či méně než povrch spodní. Pro potřeby inženýrské praxe můžeme ale zvolit přibližné řešení a předpokládat průběh teploty konstantní po výšce desky. Vlivem cyklického zatěžování betonových desek změnami teploty a postup-

1

2

ným smršťováním betonu dochází tedy k zvětšování, resp. k zmenšování jejich objemu. V případě, kdy je do betonové desky vložen tuhý prvek, dojde při teplotní expanzi k vzniku tlakového napětí na kontaktu čela betonové desky a vloženého prvku. Není-li použita dilatace mezi vloženým prvkem a čelem betonové desky, bude prvek vystaven zatížení vyvolanému deformací přilehlých betonových desek.


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM T E P E L N Á R O Z TA Ž N O S T BETONOVÝCH DESEK

Pro beton se uvažuje hodnota teplotního součinitele α = 10 . 10-6. Prodloužení (zkrácení) betonové plochy v daném směru (v tomto případě kolmo na vložené prefabrikované štěrbinové trouby) se vypočte podle známého vztahu:

ΔL = α L ΔT, kde ΔL je prodloužení (zkrácení) beto-

nové plochy v daném směru, α je součinitel teplotní délkové roztažnosti, L je dilatující délka betonové plochy (obr. 3) a ΔT je rozdíl teplot. Teoretický příklad K výpočtu změny délky betonové desky použijeme postupy uvedené v normách ČSN EN 1992-1-1 [1] a ČSN EN 1992-1-1-5 [2]. Odhadnutá tloušťka desky h 0 = 350 mm, předpokládejme beton 3

Obr. 1 Typický tvar štěrbinové trouby of a slit drain

❚

Fig. 1

❚


C30/37, vlhkost 70 % a teplotní roztažnost materiálu α = 10 . 10-6. Smrštění v čase 365 dní po betonáži je uvažováno εcs 365 = – 17,18 . 10-5. Teplota v lokalitě České Budějovice, dle [2] (max. teplotní rozdíly), typ 3 Te,max = Tmax + 1,5 = 40 + 1,5 = = + 41,5 [°C] Te,min = Tmin + 8 = -36 + 8 = -28 [°C]

ε = α ΔT = ± 69,5 . 10-5

4

Typical shape

Obr. 2 Porušení štěrbinového žlabu osazeného do vozovkového souvrství ❚ Fig. 2 Failure of a slit drain fitted into roadbed layers Obr. 3 Dilatující délka vozovkového souvrství of a roadbed formation

❚

Fig. 3

Dilated length

Obr. 4 Prodloužení / zkrácení betonové desky v závislosti na dilatující délce L a změně teploty ΔT ❚ Fig. 4 Elongation / shortening of a concrete slab depending on the dilated length L and temperature change ΔT

ĂƐƉƌŽƎĞƓĞŶş

<ƌĂŵƉĞ,ĂƌĞǆ® ŽĐĞůŽǀĄĂƉŽůǇƉƌŽƉǇůĞŶŽǀĄǀůĄŬŶĂ

ĄƌƵǀǌĚŽƌŶǉďĞƚŽŶ ĞǌƉĞēŶŽƐƚŶşƉƌǀŬǇ

WŽĚůĂŚǇ

KďēĂŶƐŬĄǀǉƐƚĂǀďĂ

ZǇĐŚůĞũŝ͗ ǎϮ͕ϱŬƌĄƚƌǇĐŚůĞũŝŽƉƌŽƟƉŽƵǎŝơ ďĢǎŶĠďĞƚŽŶĄƎƐŬĠǀǉǌƚƵǎĞ͘

>ĠƉĞ͗ sůĄŬŶĂǌǀǇƓƵũşƉĞǀŶŽƐƟďĞƚŽŶƵ ĂũĞŚŽƉŽǎĄƌŶşŽĚŽůŶŽƐƚ͘

,ŽƐƉŽĚĄƌŶĢ͗ ^ŶşǎĞŶşŶĄŬůĂĚƽŶĂŵĂƚĞƌŝĄů ĂƉƌĄĐŝũĞŶĞƐƉŽƌŶŽƵǀǉŚŽĚŽƵ͘

<ƌĂŵƉĞ,ĂƌĞǆƐ͘ƌ͘Ž͘ͼKƐǀŽďŽǌĞŶşϮϯϰͼϲϲϰϴϭKƐƚƌŽǀĂēŝĐĞͼdĞů͘нϰϮ;ϬͿϱϰϭϮϰϳϳϳϯͼ&ĂǆнϰϮ;ϬͿϱϰϵϮϰϱϬϲϱͼŝŶĨŽΛŬƌĂŵƉĞŚĂƌĞǆ͘Đǌͼǁǁǁ͘ŬƌĂŵƉĞŚĂƌĞǆ͘Đǌ

5/2013

❚


65

Firemní prezentace

WƌĞĨĂďƌŝŬŽǀĂŶĠĚşůĐĞ

^ƚƎşŬĂŶǉďĞƚŽŶ

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH 5

8

9

6

7

Souvrství se tedy při teplotní expanzi a dilatační délce 1 m prodlouží o 0,695 mm. Naopak při teplotní kontrakci se zahrnutím vlivu smršťování je celkové zkrácení na 1 m dilatační délky 0,867 mm. Prodloužení i zkrácení vozovkového souvrství je přímo úměrné dilatační délce. Je tedy třeba počítat s tím, že při délce dilatace 10 m bude prodloužení 6,95 mm a zkrácení 8,67 mm (obr. 4). P O Č Í TA Č O VÁ A N A LÝ Z A

Pro stanovení maximálního možného 66

10a

10b

11

namáhání štěrbinových trub byly sestaveny dva zatěžovací modely. Model 1 (obr. 5) představuje zatížení, které působí na boční stěny štěrbinových trub v polovině jejich výšky pruhem o konstantní hodnotě. Zatížení narůstá v krocích po 50 kN/m2. Model 2 (obr. 8) představuje zatížení bočních stěn štěrbinové trouby po výšce konstantním zatížením. Zvolené modely vystihují možné namáhání štěrbinových trub bočním tlakem vyvozeným okolními vrstvami vozovky. Výsledky analýzy ukazují pro

Model 1 obr. 6 a 7 a pro Model 2 obr. 9 a 10. Praktický příklad Na obr. 11 je výkresová dokumentace zabudované štěrbinové trouby. Prefabrikované štěrbinové trouby jsou vloženy do vozovkového souvrství, kde na pravé straně jsou vrstvy cementobetonového krytu tloušťky 280 mm a podkladní vrstvy mezerovitého betonu tloušťky 150 a 200 mm. Mezi prefabrikovanou štěrbinovou troubu a vrstvu cementobetonového krytu je vložena deska


❚

5/2013

VĚDA A VÝZKUM

12

13a

14a Obr. 5 Model 1, zatížení bočních stěn štěrbinové trouby pruhem konstantního zatížení ve středu boční stěny, zatížení narůstá v krocích po 50 kN/m2 ❚ Fig. 5 Model 1, load applied to the side walls of a slit drain by a stripe of constant load, positioned in the middle of the side walls, the load increases in increments of 50 kN/m2 Obr. 6 Hlavní maximální napětí [MPa] a trhliny při zatížení 25 kN z obou stran prvku ❚ Fig. 6 Maximum principal stress [MPa] and cracks under a load of 25 kN on both sides of the element Obr. 7 Hlavní maximální napětí a trhliny [MPa] – porušení konstrukce Fig. 7 Maximum principal stress and cracks [MPa] – failure

❚

Obr. 8 Model 2, zatížení bočních stěn štěrbinové trouby po výšce konstantní hodnotou, přírůstek zatížení po 5 kN/m2 ❚ Fig. 8 Model 2, load applied on side walls of a slit drain by a constant value in whole height of the side walls, the load increment 5 kN/m2 Obr. 9 Hlavní maximální napětí [MPa], zatížení 65 kN/m2 (náhradní síla 32,5 kN), vznik trhlin ❚ Fig. 9 Maximum principal stress [MPa], load of 65 kN/m2 (substitute force 32.5 kN), formation of cracks Obr. 10 Hlavní maximální napětí [MPa], zatížení 110 kN/m2 (náhradní síla 55 kN), a) 3D model, b) svislý řez ve středu prvku ❚ Fig. 10 Maximum principal stress [MPa] load of 110 kN/m2 (substitute force of 55 kN), a) 3D model, b) vertical cross section in the middle of the element

❚


13b

14b

Obr. 12 Schéma zatěžování při počítačové analýze s pevným podepřením na levé straně, žlutou barvou je znázorněna ocelová deska, přes kterou je vnášen tlak do štěrbinové trouby, modrá je vrstva extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm ❚ Fig. 12 Loading scheme for a computer analysis with fixed supports on the left side, the yellow colour shows the steel plate through which the pressure is carried to the slit drain, the blue one represents an extruded polystyrene layer of a thickness of 20 mm Obr. 13 Šířka trhlin na štěrbinové troubě od zatížení posunem ocelové desky přes vrstvu extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm se zobrazenými trhlinami; zatlačení 6,5 mm; šířka trhlin 5,23 mm, a) experiment, b) detail modelu ❚ Fig. 13 Crack width on a slit drain from the loading of a steel plate through a layer of extruded polystyrene of a thickness of 20 mm; shift of 6.5 mm, crack width of 5.23 mm, a) real test, b) detail of the 3D model Obr. 14 Šířka trhlin [mm] na štěrbinové troubě od zatížení posunem ocelové desky přes vrstvu extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm se zobrazenými trhlinami; zatlačení 6,5 mm; šířka trhlin 5,23 mm, a) celý 3D model, b) detail ❚ Fig. 14 Crack width [mm] on a slit drain from the loading of a steel plate through a layer of extruded polystyrene of a thickness of 20 mm; shift of 6.5 mm, crack width of 5.23 mm, a) whole 3D model, b) detail

Obr. 11 Část výkresové dokumentace osazení štěrbinové trouby do vozovkového souvrství ❚ Fig. 11 Part of the technical drawing of the fitting of slit drain into a roadbed layers

z extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm. Na levé straně je souvrství tvořeno asfaltovým betonem tloušťky 40 mm, vrstvou obalovaného kameniva tloušťky 60 mm a štěrkodrtí tloušťky 250 mm, přičemž prefabrikovaná trouba je obetonována betonem C16/20. Vzdálenost mezi žlaby je 20 m, tzn. dilatační délka betonové desky je 10 m. Pro počítačovou analýzu chování prefabrikované betonové štěrbinové trouby byl vytvořen prostorový model (obr. 12) [8]. Spodní a levá boční 5/2013

❚

plocha byly uvažovány jako vetknuté, vzhledem k osazení trouby do betonového lože a nedilatované skladbě levé strany. Z pravé strany byla trouba zatěžována posunem betonové vrstvy, kterou v modelu představuje ocelová deska, přes dilataci z extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm. Pokud by skladba levé strany měla skladbu např. s vrstvou zeminy, byla by její tuhost modelována pomocí pružin. To by v každém případě znamenalo příznivější stav při zatěžování a ke vzniku trhlin by docházelo poma-


leji. Výsledná analýza je tedy provedena pro tento konkrétní případ, který se jeví jako nejméně příznivý. Při počítačové simulaci bylo vnášeno zatížení do štěrbinové trouby přes tuhou desku, která představuje betonovou desku, přes dilatační vrstvu extrudovaného polystyrenu tloušťky 20 mm. Jak je vidět z grafu na obr. 4, čelo betonové desky se při teplotním rozdílu ΔT = 70 °C (celoroční teplotní rozdíl) posune směrem k štěrbinové troubě o 7 mm (bez uvažování vlivu smršťování). Na obr. 13 a 14 jsou gra67

VĚDA A VÝZKUM

❚


Literatura: [1] ČSN EN 1991-1-1: Zatížení konstrukcí – Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb, ČNI, 2004 [2] ČSN EN 1991-1-5: Zatížení konstrukcí – Část 1-5: Obecná zatížení – Zatížení teplotou, ČNI, 2005 [3] ČSN EN 1992-1-1: Navrhování betonových konstrukcí – Část 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, ČNI, 2006 [4] ČSN EN 1992-2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 2: Betonové mosty – Navrhování a konstrukční zásady, ČNI, 2007 [5] Bažant Z. P., Baweja S.: Creep and Shrinkage Prediction Model for Analysis and Design of Concrete Structures: Model B3, ACI Special Publication Creep and Shrinkage of Concrete, 2000 [6] Bittnar Z., Šejnoha J.: Numerical Methods in Structural Mechanics, ASCE Press, 1996 [7] CS Beton, s. r. o., Technický katalog – Odvodňovací systémy, 2012 [8] Tej P., Kolísko J.: Expertní zpráva č. 120 250J, Dilatační spáry štěrbinových trub a vozovkového souvrství, knihovna KÚ ČVUT v Praze, 2012

fické výsledky zatěžování. Při posunu desky směrem k štěrbinové troubě přes vrstvu extrudovaného polystyrenu o 6,5 mm je již trouba značně poškozena trhlinami. Příčinou poškození štěrbinové trouby je v tomto případě použití nevhodného dilatačního materiálu, extrudovaného polystyrenu. Extrudovaný polystyren se nechová pružně ani poddajně a působí jako tuhá nestlačitelná deska, přes kterou je větší díl zatížení přenesen do štěrbinové trouby. S H R N U T Í V Ý S L E D K Ů A N A LÝ Z Y

Po diskuzi výsledků počítačové simulace chování prefabrikované betonové štěrbinové trouby lze shrnout: Poruchy štěrbinových trub mohou být velmi snadno způsobeny deformacemi 5/2013

PREFABRIKACE PŘÍLOHA 20 LET ČBS

betonových desek vozovkového souvrství. Vlivem teplotních expanzí a kontrakcí, s malým podílem smršťování betonu, dochází při nedilatovaném kontaktu k vzniku napětí na kontaktním místě mezi vozovkovým souvrstvím a bočními stěnami štěrbinových trub. Štěrbinové betonové trouby jsou vysoce citlivé na boční tlakové namáhání, které snadno způsobí jejich poškození a poruchy. Poruchy (trhliny) v troubách začnou vznikat již při velmi malém bočním stlačení štěrbinové trouby v řádu desetin milimetrů. Štěrbinové trouby jsou vysoce citlivé i na malé narušení funkce dilatací (zapadání spáry tuhým materiálem) nebo na jejich nedostatečné provedení. Výsledky analýzy jednoznačně prokazují nutnost důsledného provádění dilatačních spár při pokládce štěrbinových trub do okolního souvrství, které může vyvolat vodorovné tlaky na trouby. Z ÁV Ě R

Hlavním doporučením plynoucím ze závěrů analýz chování prefabrikovaných betonových štěrbinových trub je: • Důsledně provádět dilatační spáry na kontaktní rovině mezi štěrbinovými troubami a vozovkovým souvrstvím. • Potřeba a velikost dilatace okolních ploch u štěrbinových trub se musí vždy počítat a projekčně řešit. • Musí být prokázáno, že užitá dilatační hmota při vyčerpání potřebné dilatační funkce (stlačitelnosti) nedestruuje štěrbinové trouby. Musí být výpočtem prokázáno, že užitím navržených dilatačních hmot je vyloučeno větší zatížení štěrbinových trub, než je jejich únosnost v příčném zatížení dilatujícími okolními konstrukcemi zpevněných ploch. Jako nevhodný materiál se z tohoto hlediska jeví použití desek z extrudovaného polystyrenu. • Provedené zkoušky a praktické zku-

šenosti potvrzují, že vhodným materiálem pro vymezení dilatační spáry je expandovaný pěnový polystyren EPS v tloušťce 20 mm s krycí vrstvou proti mechanickému poškození při zasypávání a hutnění z neměkčeného PVC tloušťky 2 mm, nebo pozinkovaného plechu tloušťky 0,7 mm. • Dilatační spára musí být kryta (shora uzavřena) pružnou nebo tuhoplastickou hmotou, odolnou proti mechanickému poškození. Těsnost hmoty zároveň nesmí umožnit zapadání zeminy a drobných částeček do spáry. Těsnící hmota musí navíc být schopná i kladné deformace (protažení), zejména v době těsně po betonáži okolního souvrství, kdy má značný podíl na posunu ve spáře smršťování a mohlo by dojít k otevření kontaktní plochy a k zapadání zeminy. • Důležité je provádět dilatační spáru důsledně na celou výšku štěrbinové trouby, tzn. včetně nosné vrstvy, ne jen ve vrchních vrstvách. I když tato vrstva není vystavena velkým teplotním změnám, i tak vyvodí značný tlak na stěnu štěrbinové trouby. Počítačové simulace byly prováděny v programu ATENA verze 4.3.1g, Červenka Consulting. TAČR TA01010791 Využití polymerních vláken v betonových silničních záchytných systémech.

Ing. Petr Tej, Ph.D. Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D. oba: Kloknerův ústav ČVUT v Praze Šolínova 4, 160 00 Praha 6 Ing. Jan Rašovský CS Beton, s. r. o. Litoměřice Text článku byl posouzen odborným lektorem.

ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY, STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET A NOVĚ TAKÉ PRO SENIORY NAD 70 LET Zvýhodněná cena za roční předplatné (šest čísel) pro studenty, stavební inženýry do 30 let a nově také seniory nad 70 let je 270 Kč bez DPH, 311 Kč s DPH (včetně balného a distribuce). Součástí předplatného na rok 2013 je pro všechny nové zájemce příloha Betonové konstrukce 21. století – Betony s přidanou hodnotou, která vyšla v prosinci 2012 a stávající předplatitelé ji dostali společně s číslem 6/2012. Kontaktní e-mail: [email protected]

ZASLÁNÍ UKÁZKOVÉHO VÝTISKU ZDARMA Na našich webových stránkách www.betontks.cz si můžete objednat jeden výtisk zdarma na ukázku. Přehled všech výtisků naleznete v pdf formátu v archivu, starší výtisky jsou k dispozici v plné verzi, mladší pouze v náhledu (první stránky článků).

68


❚

5/2013

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

ARCHITEKTONICKÁ SOUTĚŽ BETON A ARCHITEKTURA 2013 V lednu letošního roku byl vyhlášen druhý ročník soutěže Beton a architektura, který vyvrcholil slavnostní vernisáží v Galerii MINI na Fakultě architektury VUT v Brně. O soutěži byla podána informace ve třetím čísle časopisu Beton TKS, v tomto čísle vám představujeme vítězné projekty.

K AT E G O R I E M O B I L I Á Ř A D R O B N Á M Ě S T S K Á ARCHITEKTURA

1. cena – nebyla udělena 2. cena – Urban sofa autoři: Norbert Obršál, Jaroslav Matoušek a Lukáš Kvaššay Z autorské zprávy: Patnáct betonových profilů (obr. 1) odvozených od správného ergonomického sezení se stává společně se závitovými tyčemi výchozími prvky mobiliáře. Jejich vzájemnou kombinací lze docílit individuálního vý-

1a

sledku reagujícího na dané místo i přání klienta. Výsledná kombinace může mít podobu taburetu, křesla, lavičky nebo lehátka, a to jak pro jednotlivce, tak skupiny. Ke každé variantě je samozřejmostí jednoduché připojení jízdního kola. Omezený počet profilů umožňuje snadnou prefabrikaci a využití mobiliáře na různých místech. Hodnocení poroty: Porota ocenila výrazný kreativní přístup autora návrhu. Koncept skládaných elementů umožňuje bohatou tvarovou variabilitu při opakovatelnosti prvků. Kladně lze hodnotit univerzálnost urbanistického začlenění v městském interiéru i poměrně snadnou realizovatelnost.

2

3. cena – Plávajúci betónový bazén autor: Ing. Tomáš Chuděj

1b

1c 1d

Z autorské zprávy: Impulz riešiť plávajúci betónový bazén (obr. 2) vychádzal z viacerých faktorov. Jeho riešenie predstavuje reakciu na súčasný stav kvality vôd nielen na Slovensku, ale aj v zahraničí. Použitím betónu, ako stavebného materiálu pre takýto projekt, som chcel poukázať na tradíciu stavania betónových lodi, ktorá začala v roku 1848 stavbou člna z betónu Francúzom Joseph-Louis Lambotom (ten dal základ používaniu železobetónu a v roku 1954 získal patent na stavanie lodí zo železobetónu) a ďalej prezentovať možnosť a variabilitu jeho použitia, nie až na tak bežným účelom. Hodnocení poroty: U objektu porota ocenila jeho ztvárnění, jednoduchou formu a zajímavý moment aplikace principu betonových lodí. Nepřesvědčivě naopak působí nereálnost navržených proporcí ve vztahu k fyzikálním zákonitostem.

Obr. 1 Urban Sofa, a) umístění v městské zástavbě, b) schéma skládání betonových prvků a jejich propojení závitovými tyčemi, c) detail propojení, d) varianty výsledných kombinací – taburet, křeslo, lavička pro jednotlivce i skupiny Obr. 2

5/2013

❚

Plávajúci betónový bazén


69

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

2. cena – Betonový dům s terasami autorka: Veronika Hudečková

K AT E G O R I E A R C H I T E K T U R A – V O L N É T É M A

1. cena – Galerie architektury, designu a moderního umění autorka: Kateřina Krkošková Z autorské zprávy: Nárožní hmota (obr. 3) je jako skála omílána řekou aut, chodců a tramvají, kteří ji křižují skrz naskrz. Tento nárožní neklid se propisuje do exteriéru v dramatické hmotě, aby v interiéru mohla vyniknout introvertní chrámová atmosféra, podpořená horním světlem, které vzniká právě při „rotaci” kolem nárožního bodu. Do tohoto víru kulturního dění jsou vtahování pasanti z nároží, ale i z Koliště a třídy Kapitána Jaroše přes spojující pasáž. Zhodnocení reality dalo vzniknout konceptu, který pracuje s dvěma odlišnými funkčními hmotami navzájem propojenými – galerií půdorysně vepsanou do „otáčející“ se kostky v nároží a jejím zázemím liniového tvaru orientovaného do třídy Kapitána Jaroše, které poskytne klidnější prostředí pro práci kunsthistoriků, architektů a umělců v mezonetových ateliérech. Artikulace otáčení hmoty vychází ze směřování do uličních řad a navazuje na jejich systém. Prostor je konstrukčně definován převažujícím stěnovým systémem tak, že vykonzolování následujícího patra galerie leží na stěnách průběžných z patra minulého. Tím se také zároveň vytváří částečné dělení prostoru a řád. Každé podlaží galerie má přitom unikátní dispozici. Prostorovým akcentem je schodiště směřující na diagonálu, které vnáší do statického prostoru napětí. Konstrukčním materiálem je monolitický sendvičový železobeton. Minimalistické výtvarné řešení fasády z pohledového betonu kontrastuje s historickými fasádami uličních řad, nechává promlouvat čistou sochařskou hmotu. Hodnocení poroty: Prostorové kompozice dvou rozdílných celků galerie je využito k výraznému akcentu hmotného nároží. Betonové povrchy robustního tělesa výstavních prostorů, celková kompozice hmot (sochařsky zvládnutá) – to vše je příkladem kreativního využití vlastností betonu jako primárního výrazu architektonického díla.

Z autorské zprávy: Architektonicko-urbanistický koncept vychází z okolní řadové zástavby rodinných domů se štíty orientovanými do ulice. Tvarosloví je inspirováno tradičním venkovským domem, který se skládá z několika samostatných objektů uspořádaných okolo dvoru. Tyto budovy bývají často propojeny průjezdy nebo jinými pomocnými prostory a do ulice se obracejí domovními štíty a vjezdy. Snahou bylo vytvořit tři samostatné objekty, které budou v letním období maximálně propojeny francouzskými okny přes terasy (obr. 4); prostřední objekt s obývacím prostorem tak nabude charakteru průchozího „altánu“. Celý navržený dům je proveden technologií litého tepelně izolačního pohledového betonu umožňujícího vytvořit čistou minimalistickou formu bez pohledově nadbytečných detailů. Toto provedení zdůrazní základní hmoty a ideu. Hodnocení poroty: Architektonické řešení vychází z okolní zástavby domů se štíty orientovanými do ulice. Dům se nachází na menší parcele, tvoří ho tři vzájemně propojené objekty se sedlovými střechami a štíty směrem do ulice a zahrady. Hmotové řešení je jednoduché a plně odpovídá technologii provádění stavby. Použit je monolitický tepelně-izolační beton (liaporbeton), který zároveň tvoří i finální povrchovou úpravu objektu. Dispoziční řešení je jednoduché s jasně oddělenými funkčními zónami. Jsou zde ale patrné určité nedostatky (chybí odpovídající skladovací prostory a zázemí, parkování je řešeno na příjezdové komunikaci atd.). 3. cena – Vodojem s vyhlídkou autor: Daniel Struhařík Z autorské zprávy: Vodojem (obr. 5) se nachází v severovýchodní části města Kuřim. Sloužit bude jako posílení stávající akumulační vodovodní soustavy (objem 300 000 l), a to zejména pro nově vznikající části města: Vyhlídka (jižně) a Záhoří (severně). Vodojem je záměrně koncipován jako spojení dvou funkcí: akumulace vody a rozhledna. Tématem stavby je voda. Již při vstupu, kde projdeme kolem nízkého bazénku s vodou, Obr. 3 Galerie architektury, designu a moderního umění, a) „otáčející se“ kostka, b) interiér se schodištěm směřujícím na diagonálu

3a

70

3b


❚

5/2013

AKTUALITY 4a

❚

TOPICAL SUBJECTS

4b

Obr. 4 Betonový dům s terasami, a) tvarosloví inspirované tradičním venkovským domem, b) interiér, čistá minimalistická forma bez pohledově zbytečných detailů, c) schéma 4c

můžeme vnímat účel stavby. Celá nádrž je vynášena dříkem a komunikační částí. Osvětlení je provedeno z otevřené horní části. Tím vzniká tunelový efekt světla. Při vstupu jdeme šerem, abychom v horní části mohli zažít světlý výhled na okolní krajinu. Stavba je složena ze tří částí: akumulační nádrže, nosné konstrukce a základu. Základ je navržen jako betonová deska, nosný sloup (1 000 x 1 000 mm) a komunikační část (stěny 400 mm) jsou z monolitického železobetonu. Komunikační částí je vedeno veškeré potrubí (izolováno, elektricky vyhříváno), hromosvod, elektroinstalace, výstupní schodiště (stupně jsou kotveny v obvodových zdech pomocí ocelových trnů) s odpočinkovými plošinami. Akumulační nádrž má plášť z monolitického vodostavebného železobetonu s tepelnou izolací. Technologický postup hlavních fází výstavby zahrnuje betonáž základu, montáž nosné konstrukce do posuvného bednění a sestavení bednění nádrže na zemi, Obr. 5 Vodojem s vyhlídkou, a) technické dílo stávající se sochou v krajině, b) rozhledna na vrcholu

5a

5/2013

❚

betonáž a její vyzdvižení do navržené výškové úrovně a její ukotvení na nosné konstrukci. Hodnocení poroty: Porota oceňuje čistotu tvarů a spojení funkce vodojemu s rozhlednou. Odlehčenost betonové nádrže je umocněna jejím osazením do vodní plochy a tunelovým efektem horního osvětlení. Technické dílo se tak stává sochou v krajině. Z ÁV Ě R

Spolupořadatel soutěže Svaz výrobců cementu ČR hodnotí celou akci jako velmi pozitivní a výsostně si považuje spolupráce s Fakultou architektury VUT v Brně, včetně hodnotící odborné komise a těší se na další ročník v roce 2015. Zvláštní poděkování si zaslouží děkan fakulty Doc. Ing. Josef Chybík, CSc., který pomohl soutěž zorganizovat i zaštítit ji po odborné stránce. Všechny přihlášené práce včetně podmínek soutěže jsou představeny v publikaci Beton a architektura 2013, kterou vydala FA VUT v Brně. Publikace je k dispozici na vyžádání ve Výzkumném ústavu maltovin Praha, s. r. o., u Ing. Mileny Paříkové, e-mail: [email protected]. Redakce děkuje pořadatelům soutěže SVC ČR, Výzkumném ústavu maltovin Praha, s. r. o., a FA VUT v Brně za poskytnuté materiály.

5b


71

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

Nov Nová verz ve r e 4 S ik a di Statika dimenzace stavebních konstrukcí

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR VODNÍ PAPRSEK 2013 – VÝZKUM, VÝVOJ, APLIKACE 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. října 2013, Karolinka Kontakt: http://www.ugn.cas.cz/events/2013/vp/ index.php

20. BETONÁŘSKÉ DNY 2013 Konference s mezinárodní účastí Termín a místo konání: 27. a 28. listopadu 2013, Hradec Králové • Historie betonového stavitelství v ČR • Výzkum a technologie • Modelování a navrhování • Beton a udržitelný rozvoj • Významné projekty a realizace: Budovy, Mosty, Tunely a podzemní stavby, Vodohospodářské stavby, Rekonstrukce, revitalizace, konverze a sanace • Normy, předpisy, certifikace Kontakt: www.cbsbeton.eu

Nový program Krátká konzola • Posouzení krátké konzoly ym metodou ettodou d náhradní příhradoviny dle ČSN EN 1992-1-1 • Příhradové modely pro přímo i nepřímo uložené konzoly • Výběr různých tvarů konzol • Posouzení hlavní výztuže vodorovné a svislé smykové výztuže ;WÕIPEOÄOÕVQHSBEF['JOOB'JO&$ NPxOÕQPV[FEPLPODFSPLV

Nová No vá ve erz rze 1 17 Geotechnické programy

CONCRETE ROADS 2014 12. mezinárodní sympozium • Termín a místo konání: 23. až 26. září 2014, Clarion Congress Hotel Praha • Sustainable pavements • Solutions for urban areas • Design and construction • Maintenance and rehabilitation Kontakt: e-mail: [email protected], www.concreteroads2014.org

ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES 2013 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 23. až 25. října 2013, Terchová – Vrátná Dolina, Slovensko • New materials and products in concrete and concrete structures • New trends in theory, design and construction • Development in structural systems • Diagnostic of concrete structures and bridges • Maintenance, rehabilitation and reconstruction • Standardisation in concrete and concrete structures, Eurocodes • Composite structures and bridges Kontakt: http://svf.uniza.sk/kskm/ccs2013/

SANÁCIA BETÓNOVÝCH KONŠTRUKCIÍ 2013 8. seminář

Firemní prezentace

Novinky ve verzi 17: • Nové Inženýrské manuály - Díl 2: pilotové základy - Díl 3: MKP, proudění, tunely • Nové šrafy zemin a práce s nimi, upravené grafické prostředí a ikony • Posouzení tažené patky • Mikropilota - únosnot dle Bustamante • Vyztužené náspy - nové katalogy geovýztuh • Stabilita svahu, MKP - nové zadání pórových tlaků • MKP - Hypoplastický model ... a další UFM GBY &NBJMIPUMJOF!GJOFD[

XXXGJOFD[ 72

Termín a místo konání: 3. až 4. prosince 2013, zámek Smolenice, Slovensko • Chyby a poruchy betónových a murovaných konštrukcií • Diagnostika a skúšanie betónových a murovaných konštrukcií • Materiály na sanáciu • Technologické postupy sanácie • Zosilňovanie betónových a murovaných konštrukcií Kontakt: http://zsbk.sk/

IMPROVING PERFORMANCE OF CONCRETE STRUCTURES 4. mezinárodní fib kongres Termín a místo konání: 10. až 14. února 2014, Mumbai, India • Existing structures • Codal requirements • Design and construction • Research and testing • High performance specification • Search of new materials and methods Kontakt: www.fibcongress2014mumbai.com

BAUKONGRESS 2014 (DŘÍVE BETONTAG) Mezinárodní konference Termín a místo konání: 3. a 4. dubna 2014, Vídeň, Rakousko • Angewandte Forschung und Entwicklung • Aktuelle Verkehrsinfrastrukturprojekte • Aktuelle Hochbauprojekte • Tunnel & Brücke

• • • •

Straße & Schiene Projekte in den Nachbarländern Österreichs Bauen im internationalen Bereich Ingenieurprojekte im Energiebereich/alternative Energien • Hochhaus-, Geschäfts- und Bürohausbau • Industrie- und Kommunalbau • Umwelttechnik Kontakt: www.baukongress.at

CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE – GLANCE AND FUTURE 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. až 16. května 2014, Moskva, Rusko Kontakt: http://concrete2014.mgsu.ru/en/

CONCRETE INNOVATION CONFERENCE – CIC 2014 Termín a místo konání: 11. až 13. června 2014, Oslo, Norsko • Environmentally friendly concrete structures • Efficient construction • Structural design and structural performance • Prolongation of service life Kontakt: www.cic2014.com

BETÓN NA SLOVENSKU 2010 – 2014 Celoslovenská konference Termín a místo konání: 6 až 11/2014, termín bude upřesněn (změna, původní termín 11/2013), Grand hotel Bellevue, Vysoké Tatry, Slovensko • Realizované mostné objekty; Projekty mostov vo výstavbe; Mosty vo výstavbe • Veda – výskum; Diagnostika a monitoring betónových konštrukcií a mostov • Materiály • Podzemné stavby • Opravy a rekonštrukcie betónových konštrukcií a mostov • Štúdie a projekty pripravovaných mostných objektov • Legislatíva Kontakt: http://www.fib-sk.sk

PH.D. SYMPOZIUM IN CIVIL ENGINEERING 10. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 21. až 23. července 2014, Quebec, Kanada • Structural analysis and design • Innovative structural systems • Advanced materials • Sustainability and cost efficiency • Strengthening and repair • Monitoring • Non-Destructive testing • Durability Kontakt: www.fib-phd.ulaval.ca

NORDIC CONCRETE RESEARCH 22. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 13. až 15. srpna 2014, Reykjavik, Island Kontakt: www.nordicconcrete.net

ENGINEERING FOR PROGRESS, NATURE AND PEOPLE 37. IABSE sympozium Termín a místo konání: 3. až 5. září 2014, Madrid, Španělsko • Innovative design concepts • Sustainable infrastructures • Major projects and innovative structures and materials • Analysis • Forensic structural engineering • Construction • Operation, maintenance, monitoring, instrumentation • Education and ethics • Cooperation and development projects Kontakt: www.iabse.org/madrid2014

UTILIZATION OF HIGHPERFORMANCE CONCRETE 10. mezinárodní fib sympozium Termín a místo konání: 15. až 18. září 2014, Peking, Čína Kontakt: www.hpc-2014.com


❚

5/2013

F I R E M N Í P R E Z E N TA C E

❚

COMPANY PRESENTATION

I TADY MŮŽE BÝT VAŠE INZERCE ! FORMÁTY ❚ 210 x 297 mm rozměry všech inzerátů jsou čisté (po ořezu) + na spad je třeba přidat dalších 5 mm

FORMÁT A4 čistý formát 210 x 297mm (po ořezu) + spad 5 mm

102,5 x 259 mm

87,5 x 259 mm

1/2 A4 vpravo na spad

1/2 A4

Program pro výpoĀet prutových konstrukcí

A4

1/2 A4

A4 vpravo na spad

A4


1/2 A4

195 x 259 mm

180 x 259 mm

195 x 127,5 mm

180 x 127,5 mm

71,7 x 259 mm

56,7 x 259 mm

102,5 x 127,5 mm

102,5 x 65,8 mm



1/4 A4

1/8 A4


1/3 A4

1/3 A4 1/3 A4 vpravo na spad

1/3 A4

1/4 A4

1/8 A4

195 x 86,5 mm

180 x 86,5 mm

87,5 x 127,5 mm

87,5 x 65,8 mm

FEM program pro výpoĀet 3D konstrukcí

CENÍK ❚ Formát A4 A4 A4 1/2 A4 1/3 A4 1/4 A4 1/8 A4

Umístění Cena v Kč 4. strana obálky 80 000,3. strana obálky 50 000,vnitřní strana 35 000,vnitřní půlstrana (na šířku / na výšku) 20 000,vnitřní čtvrtstrana (na šířku / na výšku) 15 000,vnitřní čtvrtstrana (na šířku / na výšku) 12 000,inzerát nebo tisková zpráva 8 000,propagační článek 30 000,– za každou celou stranu vklad vlastních propagačních materiálů 8 000,-

SLEVY: při opakování inzerátu v rámci ročníku . . -10 % pro členy SVC ČR, SVB ČR, ČBS a SSBK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -15 % Jiné možnosti či kombinace po dohodě s redakcí. Při objednání firemní prezentace do konce ledna další sleva . . . . . . . . . -10 % PŘIRÁŽKY: přesné umístění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +10 % grafické zpracování . . . . . . . . . . . . . . . . +10 %

Ceny jsou uvedeny bez DPH. Způsob placení: inzerce a PR články jsou placeny na základě faktury vystavené po jejich vytištění v časopise. Klient obdrží současně s fakturou dva výtisky časopisu, v případě zájmu lze přiobjednat větší množství.

Aktuální informace Podpora nových evropských norem Různé národní přílohy Cena programu již od 33 450 Kč Česká verze včetně manuálů

www.dlubal.cz Dlubal Software s.r.o. Anglická 28, 120 00 Praha 2 Tel.: +420 221 590 196 Fax: +420 222 519 218 www.dlubal.cz [email protected]

www.betontks.cz PŘÍJEM INZERCE ❚ Beton TKS, s. r. o., Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 604 237 681, e-mail: [email protected]

Inzerce 71.7x259 spad Update 08-2013 (Beton CZ)_01.indd 1

25.8.2013 1

Czech Concrete Society

20. Betonářské dny 2013 20th Concrete Days 2013 Jubilejní 20. Betonářské dny 2013 proběhnou 26. až 28. listopadu 2013 tradičně v Hradci Králové. Přijeďte si s námi připomenout výročí 20 let činnosti České betonářské společnosti!


The jubilee 20th Concrete Days 2013 will take place traditionally in Hradec Králové on November from 26th to 28th, 2013. Come and recall with us the 20 years of work of the Czech Concrete Society.

10. CCC LIBEREC 2014 10th CCC LIBEREC 2014 CCC 2014 First Announcement První oznámení

LIBEREC

Central European Congress on Concrete Engineering Středoevropský betonářský kongres

2014

CCC MEMBER COUNTRIES

The 10th Central European Congress on Concrete Engineering

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

1–2 October 2014 Liberec Czech Republic

Jubilejní 10. CCC Středoevropský kongres LIBEREC 2014 proběhne 1. a 2. října 2014 pod titulem CO NABÍZÍ BETON PRO OBDOBÍ EKONOMICKÉHO OŽIVENÍ. Máte k danému tématu co říci? Zašlete včas anotaci svého příspěvku a přijeďte svým vystoupení k očekávanému oživení přispět!

Czech Concrete The jubilee 10th CCC Central European Congress LIBEREC Society 2014 will take place on October 1st and 2nd , 2014. Concrete Offers for Period of Economic Recovery Co nabízí beton pro období ekonomického oživení First Announcement První oznámení

www.cbsbeton.eu

The title is What concrete offers for the economic recovery. Do you have a say to this topic? Send your contribution summary in advance and come to support the expected enlivening!

Česká betonářská společnost ČSSI

www.cbsbeton.eu

Česká betonářská společnost ČSSI Czech Concrete Society



1. běh školení TECHBET 2 1st round of the TECHBET 2 training POZVÁNKA A ZÁVAZNÁ PŘIHLÁŠKA


Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu ve spolupráci s § ¬¹· ¶· º¥¢¯:

Kloknerovým ústavem ČVUT v Praze a Ústavem technologie stavebních hmot a dílců FAST VUT v Brně

LENÍ JÍCÍ ŠKO DEMIE • NAVAZU ČBS AKA TÉMU SYSTÉ BNÍ VAŚÍ OSO • START TIFIKACE % ČBS CER ČBS: 20 NY PRO ČLE • SLEVA

Školení systému ému Č ČBS BS AKADEMIE

TECHNOLOGIE BETONU 2 TECHBET 2: ZKOUŠENÍ BETONU + ZKOUŠENÍ BETONU S PRAKTICKÝMI UKÁZKAMI

6. listopadu 2013, Praha, Kloknerův ústav ČVUT (Běh 1-2013)

Chcete si doplnit znalosti o moderním konstrukčním betonu? Systém strukturovaných školení ČBS Akademie vás provede posledními poznatky o technologii betonu, navrhování a provádění betonových konstrukcí i problematikou náročnějších technologií a konstrukcí. Nejbližší školení je už 6. listopadu 2013. Do you want to know more about modern concrete for structures? The CBS Akademie system of structured training courses will walk you through the latest knowledge in concrete technology, design and realization of concrete structures and problems of demanding technologies and structures. The next training runs on November 6th, 2013.


2013 PREFABRIKACE PŘÍLOHA 20 LET ČBS

Recommend Documents