POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice
Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
KAPITOLA 10: SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE II.
LEGENDA
KLÍČOVÉ POJMY • Stěna, sloup, pilíř, vyztužené zděné konstrukce, předepnuté zděné konstrukce, monolitické konstrukce, montované konstrukce
CÍLE KAPITOLY • - získání přehledu o používaných variantách svislých nosných konstrukcí.
ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY • 8 hodin
10.1. VYZTUŽENÉ A PŘEDEPNUTÉ ZDĚNÉ KONSTRUKCE Vzhledem k charakteru zdiva sestávajícího ze 2 komponentů, nepůsobí konstrukce homogenně. Kusové stavivo a spojovací malta mají rozdílné moduly pružnosti a součinitele přetvárnosti. Deformace malty při působícím tlaku je větší než deformace kusového staviva či výsledného zdiva.
Rozdílná deformace malty a kusového staviva
10.1. VYZTUŽENÉ A PŘEDEPNUTÉ ZDĚNÉ KONSTRUKCE Při stlačování zdiva má malta tendenci k roztahování ve vodorovném směru, kolmém na směr tlaku. Únosnost svislé konstrukce vzroste, je-li příčné deformaci zabráněno výztuží v ložných spárách zděné konstrukce jsou vyztužené.
Příklady vyztužení zdiva
10.1. VYZTUŽENÉ A PŘEDEPNUTÉ ZDĚNÉ KONSTRUKCE Vrstvené, vyztužené zděné konstrukce se používají k dosažení lepších mechanických vlastností zdiva. Nosnou konstrukci plní vyztužené železobetonové jádro, spřažené sponami s plášťovým zdivem.
Ukázka spřažení s plášťovým zdivem
10.1. VYZTUŽENÉ A PŘEDEPNUTÉ ZDĚNÉ KONSTRUKCE Vyztužené železobetonové jádro může být vloženo do exponovaných míst (nárožní pilíře, meziokenní sloupy), ložné spáry mohou být vyztuženy vodorovnou výztuží. Ostatní zdivo stačí být vyzděno běžným způsobem.
Ukázka vyztužení zdiva
10.2. SUCHÉ ZDĚNÍ Suché (bezmaltové) zdění je možno použít u nenáročných konstrukcí max. do 3 nadzemních podlaží. Dutinové tvárnice suchého zdění z lehčeného betonu jsou na ložné ploše opatřeny zámkem (výstupkem), který při zdění přesně zapadá do předchozí vrstvy tvárnic. V úrovni stropní konstrukce prochází zdivem tvarovka (věncovka), která po doplnění výztuží a dobetonování zajišťuje tuhost ve vodorovném směru. Zdivo lze až 3x rozebrat a znovu sestavit, což je výhodné u dočasných konstrukcí. Předepnuté zdivo vnesením předpětí svislou výztuží více odolává vodorovnému zatížení. Ve srovnání s klasicky vyzděnou stěnou je předepnutá stěna subtilnější, vykazuje menší průhyby a lépe vzdoruje účinkům zemětřesení.
Ukázka vyztužení zdiva
10.3. MONOLITICKÉ KONSTRUKCE Monolitické svislé konstrukce jsou vytvořeny ukládáním betonové směsi přímo na místě do bednění, které lze po zatvrdnutí směsi odstranit. V předchozích letech monolitické konstrukce vykazovaly řadu nevýhod: • Velkou spotřebu řeziva na bednění • Vysokou pracnost u vázané výztuže • Dlouhou dobu výstavby
Použitím moderního bednění s vysokou obratovostí byly tyto nedostatky eliminovány. Díky aplikaci velkoplošného bednění s omezením dřeva (např. ocelové plechy, vodovzdorné překližky, lamináty atd.) byl umožněn přechod k polomontované tvorbě svislých konstrukcí, do kterých jsou i výztužné koše ukládány jako předvyrobené prvky. Výrobní cyklus stěn je jedno až dvoudenní, kdy beton dosahuje pevnosti potřebné k odbedňování (krychelná pevnost musí být min. 50% konečné krychelné pevnosti).
10.3. MONOLITICKÉ KONSTRUKCE
Příklady realizace monolitických konstrukcí
10.3. MONOLITICKÉ KONSTRUKCE Monolitické konstrukce také mohou vznikat ukládáním betonové směsi do bednění, které zůstává součástí stavby (tzv. ztracené bednění). Prostý beton dobře vyhovuje v tlaku, má však nízkou pevnost v tahu. V těchto případech je třeba vkládat do bednění výztuž. Příklady ukládání betonové směsi
Konstrukce mohou být také z tepelně izolačního hlediska vylepšeny vložením polystyrénových desek do ztraceného bednění.
Příklad zvýšení tepelně izolačních vlastností monolitického zdiva
10.3. MONOLITICKÉ KONSTRUKCE Kromě plášťových desek je možno použít tvárnic s výztužnými stěnami, kde uzavřené dutiny s vloženou tepelnou izolací jsou vylity betonovou zálivkou. Bednící cementotřískové tvárnice s vloženými tepelně izolačními deskami jako ztracené bednění.
Příklad zvýšení tepelně izolačních vlastností monolitického zdiva
10.3. MONOLITICKÉ KONSTRUKCE S ohledem na špatné tepelně izolační vlastnosti betonu je též vhodné použít pro opláštění tvarovky z polystyrénových desek.
Příklad ztracené bednění z polystyrenových desek
10.4. MONTOVANÉ (PREFABRIKOVANÉ) KONSTRUKCE Prefabrikované konstrukce sestávají z předem vyrobených celoplošných či tyčových dílců, které jsou na stavbě svázány např. svařením, zálivkami, v historicky kamenných sloupech 2500 let př.n.l. pomocí spojovacích čepů z tvrdého (např. cedrového) dřeva.
Porovnání současného a řeckého stavitelství (později se i v řeckém stavitelství u sloupů objevily spojovací čepy)
10.4. MONTOVANÉ (PREFABRIKOVANÉ) KONSTRUKCE Konstrukční soustava VVÚ ETA zahrnuje obvodové štítové a vnitřní nosné panely, obvodový plášť sestávající z parapetních a meziokenních vložek, stropní panely, lodžiové panely, štítové a průčelní atiky a panelová železobetonová schodiště.
Štítový sendvičový železobetonový nosný panel
10.4. MONTOVANÉ (PREFABRIKOVANÉ) KONSTRUKCE Prefabrikované konstrukce panelových budov sestávají ze sendvičových železobetonových panelů, které v současné době nesplňují normové tepelně izolační požadavky.
Půdorysný styk štítového obvodového panelu s podélným panelem – konstrukční soustava VVÚ ETA
Svislý řez styku štítového obvodového panelu se stropním panelem konstrukční soustavy VVÚ ETA
10.4. MONTOVANÉ (PREFABRIKOVANÉ) KONSTRUKCE Stropní panely konstrukční soustavy VVÚ ETA jsou nepředpjaté či předpjaté vylehčené kruhovými dutinami pro rozpony 3,0 a 6,0 m. Profilování stěnových panelů reprezentujících malorozponovou panelovou konstrukční soustavu s plnými stropními panely na rozpon v rozmezí 2,4 až 4,8 m.
Ukázky profilování stěnových panelů
10.4. MONTOVANÉ (PREFABRIKOVANÉ) KONSTRUKCE Předem vyrobené dílce svislých konstrukcí mohou být vyrobeny z keramiky, hutného i vylehčeného betonu nebo oceli. Tuhým spojením železobetonových sloupů s průvlaky (svary + betonová zálivka) vznikají rámy, které jsou základem montovaných skeletů.
Ukázka řešení spoje montovaných konstrukcí
LEGENDA STUDIJNÍ MATERIÁLY Základní literatura: • HÁJEK, P. a kol. Konstrukce pozemních staveb 1. Nosné konstrukce I. 3. vyd. Praha: ČVUT, 2007. ISBN 978-80-01-03589-4. • HANÁK, M. Pozemní stavitelství: cvičení I. 6. přeprac. vyd. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-01-03267-1. Doporučené studijní zdroje: • NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. Praha: Sobotáles, Praha, 2005. ISBN 80-86706-11-7. • LORENZ, K. Nosné konstrukce I. Základy navrhování nosných konstrukcí. 1. vyd. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-01-03168-3. • MATOUŠOVÁ, D., SOLAŘ, J., Pozemní stavitelství I. 1. vyd. Ostrava: VŠB TU, 2005. ISBN 80-248-0830-7.
OTÁZKY A ÚKOLY • 1) Z jakého důvodu se vyztužují zděné konstrukce v ložných spárách? • 2) Co je suché zdění ?
LEGENDA KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK Viz výklad.
Použitá literatura • HÁJEK, P. a kol. Konstrukce pozemních staveb 1. Nosné konstrukce I. 3. vyd. Praha: ČVUT, 2007. ISBN 978-80-01-03589-4. • HANÁK, M. Pozemní stavitelství: cvičení I. 6. přeprac. vyd. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-01-03267-1.
• NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. Praha: Sobotáles, Praha, 2005. ISBN:80-86706-11-7. • LORENZ, K. Nosné konstrukce I. Základy navrhování nosných konstrukcí. 1. vyd. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-01-03168-3. • MATOUŠOVÁ, D., SOLAŘ, J., Pozemní stavitelství I. 1. vyd. Ostrava: VŠB TU, 2005. ISBN 80-248-0830-7. • Doc. Ing. Václav Kupilík, CSc. a Ing. Karel Sedláček, PhD. – skripta Pozemní stavitelství I
