F1.2 Stavebně-konstrukční část

APM_10006_ARCHEOPARK_MIKULCICE TECHNICKÁ ZPRÁVA & STATICKÝ VÝPOČET

F1.2 Stavebně-konstrukční část APM_10006_archeopark_Mikulcice

STAVBA:

ARCHEOPARK MIKULČICE I - AKROPOLE

OBJEDNATEL:

Jihomoravský kraj Žerotínovo nám. 3/5 601 82 Brno

PROJEKTANT:

MS architekti, s.r.o. Donská 9, 101 00 Praha 10

MÍSTO:

Mikulčice, k.ú. Mikulčice

STUPEŇ PD:

Dokumentace pro stavební povolení (DSP)

VYPRACOVAL:

Ing. Miroslav Zeman, Ph.D.

DATUM:

květen 2010

Archeopark Mikulčice I - AKROPOLE Stavební úpravy a hodnocení vybraných prvků nosné konstrukce

TECHNICKÁ ZPRÁVA & STATICKÝ VÝPOČET 1

Obsah

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Obsah........................................................................................................................... 2 Použité podklady ............................................................................................................. 2 Soubor použitých norem a literatury ..................................................................................... 2 Použité programy ............................................................................................................ 2 Zadání a charakteristika objektu .......................................................................................... 3 Geologie........................................................................................................................ 3 Založení, spodní stavba .................................................................................................... 3 Nosná konstrukce ............................................................................................................ 4 Doplňkové konstrukce....................................................................................................... 6 Materiály konstrukcí ......................................................................................................... 7 Hodnoty užitných, klimatických a dalších zatížení uvažovaných při návrhu nosné konstrukce ............. 8 Zhodnocení a závěr.......................................................................................................... 9 Statický výpočet ............................................................................................................ 10

2

Použité podklady

1. Projektová dokumentace ve fázi dokumentace pro stavební povolení (DSP), říjen 2009, zpracovatel: Ing. A. Dittert, Profing, s.r.o., Kladenská 123, 160 00 Praha 6. 2. Rozpracovaná projektová dokumentace ve fázi dokumentace pro stavební povolení (DSP), duben 2010, MS architekti, s.r.o., Donská 9, 101 00 Praha 10. 3. Fotodokumentace stavby a okolí. 4. Stavebně-technický stav objektu haly nad I. a II. kostelem, září 2009, zpracovatel: Ing. T. Hrabě, GEMA, s.r.o., Na Parukářce 10, Praha 3. 5. Kopané sondy viz Zpráva o výzkumu „statické sondy – II. kostel 2009“; J. Škojec, září 2009 6. Konzultace se zpracovatelem stavební části PD, Ing. Martin Studnička.

3

Soubor použitých norem a literatury

ČSN EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí ČSN 73 0035 Zatížení stavebních konstrukcí ČSN EN 1991-1-1 Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení ČSN EN 1991-1-3 Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení - zatížení sněhem ČSN EN 1991-1-4 Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení - zatížení větrem ČSN EN 1992-1-1 Navrhování betonových konstrukcí ČSN EN 1993-1-1 Navrhování ocelových konstrukcí ČSN EN 1996-1-1 Navrhování zděných konstrukcí ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí - Hodnocení existujících konstrukcí Hořejší, J., Šafka J.: Statické tabulky, SNTL 1987, Praha

4

Použité programy

AutoCad, Nástroje MS Office

APM_10006_archeopark_Mikulcice_Statika

2


5

Zadání a charakteristika objektu

Jedná se o rekonstrukci a revitalizaci jednopodlažního třílodního halového objektu – zastřešení I. a II. kostela – v areálu Archeoparku Mikulčice I – Akropoli. Objekt byl postaven v 60-tých letech 20. století a nachází se v lokalitě, která je národní kulturní památkou (katastr obce Mikulčice v jihomoravském kraji). Objekt využívá kombinovaného konstrukčního systému – soustavy vnitřních sloupů doplněných o obvodové nosné stěny. Nosné stěny jsou vyzděny z vápenopískových cihel na maltu MC. V příčném směru se v podstatě jedná o drojtrakt s moduly 2,50m 10,71m a 2,50m. Celkové vnější půdorysné rozměry objektu jsou (16,08x22,92)m. Konstrukční výška 1.NP 2,55m; odvozená světlá výška cca 2,40m vztaženo k pochozím lávkám v interiéru. Předmětem konstrukční části projektu je návrh řešení sanace poruch stávajících stavebních prvků a konstrukcí stavebního objektu S01- haly (definovaných v STP viz [4] ), rozbor zatížení a návrh nosných konstrukcí pro nově realizované dílčí subsystémy (např. obvodový plášť, střešní plášť), stavební úpravy a nosné části doplňkových konstrukcí (např. plošina VZT, atd.). Původní dokumentace nebyla při zpracování konstrukční části k dispozici, je vycházeno z podkladů uvedených v bodě č.2. Pro další stupeň projektového řešení bude třeba doplnit podklady o specializovaný průzkum za účelem zjištění způsobu provedení dílčích částí konstrukcí a jejich prvků.

6

Geologie

Podrobný IGP staveniště nebyl pro tuto akci proveden, předběžné zatřídění zemin vychází z výsledků kopaných sond viz [5], které byly provedeny v rámci stavebnětechnického průzkumu stavby [4]. Ten udává zatřídění zeminy základové půdy (dle ČSN 73 1001) v úrovní základové spáry jako jíl (F6 až F8) se střední plasticitou a úroveň základové spáry cca 1,50m. Vzhledem ke skutečnosti, že navrhovaná rekonstrukce objektu nemá významný vliv na přitížení základové spáry, není ekonomicky opodstatněné provádět IGP. Pro případ podrobnější posouzení je doporučeno využít archivních podkladů (IGP širšího okolí) z archivu Geofondu. Základová půda byla klasifikována jako typ F6 až F8. Obecně jde o málo únosné podloží náchylné na změnu vlhkosti. Doporučená tabulková únosnost je Rd,Tab = 150 - 200 kPa dle konzistence základových půd.

7

Založení, spodní stavba

Založení objektu je provedeno plošně na základových pasech. Úroveň základové spáry je cca 1, 50m pod stávajícím upraveným resp. původním terénem. Základové pasy mají (dle podkladů) konstantní profil (500x1800)mm, podrobnější informace k založení sloupů průzkumem zjištěny nebyly. Diagnostika betonových konstrukcí nebyla při STP provedena. Ten se soustředil pouze na vizuální prohlídku konstrukcí a fotodokumentaci. Z informaci ze STP je zřejmé, že základové pasy nevykazují významné poruchy, které by vyžadovaly jejich sanaci či zesilování. Lze konstatovat, že průřez základových pasů pod obvodovými zdmi je za naddimenzován vzhledem ke statickému modelu stavby a působícímu zatížení. K základovým konstrukcím pod sloupy se nelze odpovědně vyjádřit, neboť nebyly v rámci průzkumu prozkoumány. Poruchy soklu, které vykazují vlásečnicové trhliny jsou pravděpodobně poruchy pouze v pohledové části – kamenném odkladu. Pokud by byly propsány i do vlastního základového pasu, nepředstavují významné riziko, neboť pas staticky působí jako tlačená liniově zatížená stavební konstrukce. Základové konstrukce objektu jsou předpokládány z prostého betonu. Třída betonu je konzervativně předpokládána z betonu odpovídajícímu třídě C12/15.


3


8 8.1

Nosná konstrukce Obecně

Objekt využívá trojlodního uspořádání s kombinovaným konstrukčním systémem. Má obdélníkový půdorys o vnějších rozměrech (16,08 x 22,92)m, výšku okapu cca 3,50m a výšku hřebene 5,13m vztaženo k úrovni čisté podlahy (±0,000). Je zastřešen valbovou střechou nad hlavní lodí a pultovými střechami u vedlejších lodí. Ty jsou výškově odsazeny a vytváří tak prostor pro pásová okna bazilikálního typu. Obvodové nosné stěny tl. 300mm z vápeno-pískových cihel vytváří pohledové režné zdivo. Jsou vyzděny na základových pasech z prostého betonu; základová spára je v nezámrzné hloubce. Sokl je pohledově upraven kamenným obkladem.

8.2

Svislé nosné konstrukce

Svislé nosné konstrukce Svislé nosné konstrukce jsou tvořeny zděnými stěnami z vápenopískových cihel na maltu VC. Obvodové stěny mají tl. 300mm, konstrukční výška činí 2,55m a tvoří podporu pro zastřešení. Obvodový plášť je řešen pohledovým režným zdivem. Vnitřní nosná konstrukce Vnitřní nosné konstrukce jsou transformovány do soustavy ŽB sloupů o průřezu (300x300)mm. Další vnitřní nosné konstrukce se v objektu nenachází. Ztužující funkci objektu zajišťují obvodové stěny a konzolový účinek vnitřních sloupů (přebírají vodorovná zatížení).

8.3

Vodorovné nosné konstrukce

Nosná vodorovná konstrukce Standardní vodorovná nosná konstrukce není v objektu (vzhledem k jeho charakteru) provedena. Její funkci (zastropení) částečně přebírá systém zastřešení objektu. Zastřešení Zastřešení je provedeno sedlovým dřevěným sbijeným vazníkem (s dřevěným opláštěním) a ocelovým táhlem pro hlavní loď a dřevěnými pultovými vazníky pro vedlejší lodě. Na vaznících je proveden prkenný záklop tl. 25mm a skladba střešního pláště. Ta sestává pravděpodobně pouze ze samotné plechové krytiny – FeZn plech na podélné falce. Hlavní vazník je uložen na zhlaví železobetonových sloupů o průřezu (300x300)mm. Ty jsou vektnuty do základových konstrukcí. Rozpon vazníků je 10 770mm, jejich osová vzdálenost cca 3750mm. Pultové vazníky mají rozpon cca 2500mm a jsou kladeny v osové vzdálenosti shodné s hlavním vazníkem. Podpory tvoří sloupy a obvodová stěna. Mezi vazníky jsou vloženy vaznice nezjištěného průřezu a osové vzdálenosti, které tvoří podporu podhledu z prken tl. 25mm. Na prkna je v pohledu upevněn heraklit tl. 25mm s maltovou omítkou. V současné době je proveden snížený lehký podhled (v úrovni zhlaví sloupů), který je zavěšen na pomocné ocelové konstrukci a s největší pravděpodobností nepřitěžuje nosnou konstrukci zastřešení. Bližší informace k tomuto interiérovému podhledu nejsou k dispozici. ŽB věnce Ztužení stávající nosné obvodové zdi ŽB věnci nebylo navrženo ani provedeno. Tato skutečnost (absence ŽB věnců u stávajícího zdiva) velmi negativně ovlivnila vznik a rozvoj trhlin ve zdivu. Po důkladném zvážení možností jednotlivých druhů sanace zdiva bylo po konzultaci s kolegy od dodatečného návrhu ŽB věnců ustoupeno.


4


Důvodem je relativně vysoká pracnost, mokrý proces technologie a vysoké nároky na přípomocné stavební práce. Finálně je pro ztužení zdiva použit systém ocelových táhel, který je podrobněji popsán níže.

8.4

Sanace nosného obvodového zdiva

STP průzkum popisuje a dokumentuje vady a relativně časté poruchy nosného obvodového zdiva z vápenopískových cihel tl. 300mm. Jsou to zpravidla vlásečnicové trhlinky, které propisují vazby zdiva. Tyto vlásečnicové trhliny (do tl. cca 0,5mm) vznikají ve stavebních konstrukcích běžně a nejsou vážnou hrozbou pro integritu konstrukce, její stabilitu a únosnost. Místy se však jedná o trhliny v řádů milimetrů. Zde již dochází k porušení integrity zdiva a výraznému zhoršení mechanických vlastností. Nejvýznamnější poruchy dosahují šířky cca 10mm v koruně cihelné stěny, prostupují na výšku celého zdiva, mají zřetelný charakter „V-spáry“ a končí v oblasti soklu. Tyto poruchy je nutné odborně sanovat. V daném případě lze říci, že spouštěcím mechanismem těchto poruch jsou především nesilové účinky zatížení - cyklické změny teploty a vlhkosti, reologie, pokles podpor v důsledku podmáčení základové spáry a podobně. V kombinaci s proměnnou složkou statického zatížení (přitížení, odtížení) docházelo v průběhu času k tvorbě poruch v nejvíce exponovaným částech konstrukce, nebo tam, kde konstrukce vykazovala nejmenší odpor proti působícím vnějším silám. Zpravidla ve spárách zdiva, neboť soudržnost cementové malty a vápenopískových cihel byla cyklickými změnami narušena. Příčiny poruch: • absence ztužujících pozedních věnců - (vada návrhu) • nevhodně zvolená vazáková vazba zdiva - (vada návrhu) • zatékání dešťových vod do podzákladí - (zanedbaná údržba) • způsob provozu; netemperovaná nezateplená stavba - (kombinace obou vlivů) V rámci průzkumu stavby byly pojmenovány hlavní příčiny poruch a návrhy opatření pro sanaci objektu. Další možnou příčinou poruch může být například rozdílná kvalita malty a cihelných tvarovek, která není v základním výčtu uvedena neboť nabyla STP charakterizována a prověřena. Po odvodu dešťových vod mimo půdorys objektu byly provedeny sádrové terče, aby se analyzoval stav stávajících poruch a případný rozvoj trhlin. Dle dostupných informací nedošlo k dalšímu nárůstu počtu poruch či rozvoji trhlin. Současný stav objektu lze považovat za stabilizovaný a vhodný k finální sanaci nosné zděné konstrukce. Navrhovaný stav U nejvýznamnějších poruch zdiva, kde šířka spáry dosahuje několik milimetrů je vhodné provést lokální sanaci. Jsou navrženy spony z betonářské oceli o Ø6mm orientované kolmo na směr trhliny. Spony je nutno osadit do připravených vyfrézovaných drážek. Drážky jsou na svých koncích (vzdálených od trhliny minimálně 400mm) opatřeny návrtem do hloubky 150mm. Vrty a drážka se vyplní cementovou maltou a následně se osadí ocelová spona, povrch se začistí. Tyto práce je nutno vykonat před hlavními sanačními pracemi. Vzhledem k celkovému množství lokálních poruch zdiva, ať už více či méně významných trhlin, bylo přikročeno k systémovému řešení sanace zděné konstrukce. Je navrženo ztužení pásovou ocelí po celém obvodu ve třech výškových úrovních. Při patě (nad soklem), uprostřed výšky a v koruně zdiva. Na nárožích a kolem otvorů je osazen ocelový L-profil, případně rám ke kterému je táhlo kotveno. Styk táhel a konstrukčních prvků je zajištěn svarovými spoji. Vhodným technologickým postupem montáže je zajištěno předpětí v táhlech, čímž je de-facto dosaženo stažení a ztužení porušeného zdiva. Navržená ocelová konstrukce vytváří prstence po celém obvodu stavby, které efektivně přebírají tahy v konstrukci. Táhla z pásové oceli jsou navrženy ve standardních délkách (6,0m resp. 12,0m) a konstrukčně přikotvena k nosné stěně mechanickými kotvami M10. Jednotlivé segmenty táhel jsou stykovány spojkami z páskové oceli a svarovým montážním spojem. Celý systém ztužení zdiva je navržen z oceli S235. Povrchovou protikorozní úpravu tvoří 2x syntetický nátěr před montáží a 1x po dokončení montáže. Vzhledem ke skutečnosti, že systém ztužení je ochráněn nově instalovaným obvodovým pláštěm, se další protikorozní úprava nevyžaduje. APM_10006_archeopark_Mikulcice_Statika

5


9

Doplňkové konstrukce

Doplňkové konstrukce neplní primárně nosnou a stabilitní funkci objektu. Při analýze nosné konstrukce k nim je přihlíženo z hlediska navýšení zatížení. Vybrané doplňkové konstrukce jsou popsány níže. Dělící konstrukce Standardní dělící konstrukce nejsou v objektu navrženy. Jsou zde instalovány vitríny, informační panely a další prvky dekorativního charakteru pro účely expozice. Obvodový plášť Stávající obvodový plášť Dtto zděné nosné obvodové konstrukce. Obvodové režné zdivo z vápenopískových cihel tloušťky 300mm. Spáry zdiva jsou vyspárovány. Navrhovaný obvodový plášť Návrhem nového obvodového pláště, který vytváří atiku kolem regenerované valbové střechy, dochází k zásadní vizuální změně objektu. Součástí rekonstrukce budovy je návrh zateplení obálky budovy. Na stávající zdivo je připevněn systémový rošt z tenkostěnných ocelových profilů na které se ukotví pohledové pláty fasádních dílců z patinující oceli (Cortein). Kontaktní zateplení minerální vlnou se realizuje do instalovaného roštu. Blíže viz stavební část. Plošina pro klimatizační jednotku Na střeše objektu v oblasti SV nároží je mezi osami E-F při atice navržena obslužná plošina pro instalaci klimatizační jednotky. Jedná se o ocelovou rámovou konstrukci z uzavřených profilů, která je osazena na dřevěné pultové vazníky a kloubově připojena. Půdorysné rozměry plošiny jsou cca (1200x3700)mm. Podlahu vytváří pororošty o skladebném rozměru (1200x1200)mm, které jsou fixovány k rámu. Pro zabránění pádu obsluhy do volného prostoru (ve směru sklonu střechy) je plošina vybavena přístupovým žebříkem, jednoduchým trubkovým zábradlím o výšce 1,1m a okopovou lištou při podlaze. Ocelové prvky celé konstrukce jsou navrženy z dutých válcovaných profilů z oceli S235. Povrchová úprava je navržena žárovým pozinkováním na předem tryskaný a odmaštěný povrch. Celá konstrukce plošiny bude vyrobena v zámečnické dílně a na stavbu dopravena jako sada kompletizovaných prvků. Po montáži na stavbě bude plošina zdvihacím prostředkem dopravena na místo a upevněna. Montážní spoje konstrukčních dílů jsou zásadně navrženy šroubované. Spojovací prostředky musí mít odpovídající protikorozní úpravu. Schodiště Není v objektu navrženo. Podlahy Do stávajících skladeb podlahových konstrukcí není zasahováno; nejsou předmětem této části dokumentace. Skladba střechy V rámci rekonstrukce je řešen nový návrh střešní konstrukce (viz stavební část). V daném stupni dokumentace (DSP) je řešena kompletní výměna skladby střeného pláště včetně odstranění původního záklopu s omítaným podhledem. Součástí nové skladby je návrh trapézového plechu jakožto nosné konstrukce. Nově navrhovaná skladba je lehčí než původní není třeba posuzovat konstrukci zastřešení objektu. Pro realizaci nové skladby projektant požaduje zachování původních vaznic, které v kombinaci s TR plechem, zajistí stabilizaci horních pasů dřevěných vazníků.


6


Pultový vazník Po rozkrytí střešní konstrukce bude přizván projektant, který posoudí stav vazníku a na základě tohoto posouzení bude navrženo řešení. Projektová dokumentace předpokládá, že střešní nosník bude ve stavu, kdy k dosažení požadované únosnosti bude stačit zesílení pultového vazníku příložkováním, ale tento předpoklad je bezpodmínečně nutné podložit posouzením po rozkrytí střechy. Konzola atiky Konzola atiky je pomocná ocelová konstrukce, která vytváří hlavní nosný systém obvodového pláště nad střešní rovinou a navazuje na pomocný rastr kontaktního zateplení a fasádního pláště. Je navržena celá soustava těchto konzol v rastru zavedených modulových os tj. v modulové vzdálenosti cca 3,7m. Jsou navrženy dva typy konzol z válcovaných profilů IPE 120, které se liší způsobem připojení k obvodovému zdivu. Na nárožích a ve štítových stěnách jsou konzoly vetknuty do zdiva (šroubovými kotevními prostředky), v podélných stěnách jsou ke zdivu připojeny kloubově a doplněni zaatikovou šikmou vzpěrou, která prvek stabilizuje. Vzpěra je navržena z dutého profilu (Jäckel) a opřena o nové pultové vazníky. Vzpěra zároveň tvoří podporu pro TR plech, skladbu střechy a zaatikové spádové klíny. Ostatní Návrh a posouzení ostatních konstrukcí a systémů není předmětem této zprávy.

10 Materiály konstrukcí Celý systém nosné konstrukce vrchní stavby je vystavěn ze zdiva z vápenopískových cihel v kombinaci se ŽB sloupy. Stávající betonové a železobetonové konstrukce jsou předpokládány z betonu srovnatelných parametrů s betonem třídy C12/15 resp. C16/20 v případě sloupů. Třída betonu a třída oceli nebyly ve STP stanoveny; je vhodné je ověřit pro další fázi PD. Základové konstrukce - pasy Základové konstrukce - pasy ŽB sloupy Svislé nosné konstrukce Obvodové konstrukce Stropy Podhledy Zastřešení Betonářská výztuž

prostý beton (předpoklad C12/15) prostý beton (předpoklad C12/15) beton (předpoklad C16/20) zdivo z vápenopískových cihel na maltu VC, γ = 18,0 kN/m3, (režné zdivo) dtto nejsou navrženy lehké konstrukce (nespecifikovány) řezivo z rostlého dřeva (dřevěné konstrukční prvky) není zjištěna


7


11 Hodnoty užitných, klimatických a dalších zatížení uvažovaných při návrhu nosné konstrukce 11.1 Přehled zatížení konstrukce Zatížení stálé Vlastní tíhy stavebních konstrukcí a prvků zabudovaných v konstrukci, popřípadě trvale se vyskytujících jsou analyzovány a započítány statickým softwarem. Zatížení nahodilé Zatížení dopravou • pojíždění vozidly

v objektu se nevyskytuje

Zatížení užitné • pochozí plochy v 1.NP

3,00 kN/m2

Zatížení klimatické • sníh • vítr • voda, námraza

I. sněhová oblast ČR 0,70 kN/m2 vb0 = 25,0 m/s; II. větrová oblast; zákl. rychlost větru neuvažováno

Poznámka:

(na terénu)

zatížení je uvažováno v souladu s ČSN EN 1991-1 – Zatížení konstrukcí Podrobný rozbor zatížení je součástí statického výpočtu.


8


12

Zhodnocení a závěr

Konstrukce jsou navrženy v souladu s platnou soustavou norem ČSN EN s přihlédnutím k vybraným normám ČSN (např. ČSN 73 1001, ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí - Hodnocení existujících konstrukcí). Při hodnocení stávající konstrukce byly použity dílčí součinitele spolehlivosti v souladu s normou ČSN 1991. Statické výpočty dílčích částí konstrukce byly prováděny ručním způsobem nebo specializovaným SW. Byly prověřeny vybrané konstrukční prvky v souladu se zadáním: 1) Z výsledku STP a dostupné fotodokumentace objektu byl proveden návrh sanace porušeného zdiva objektu soustavou ocelových U-spon u nejvýznamnějších trhlin. Konstrukčně bylo provedeno ztužení obvodových stěn, které komplexně sanuje drobné poruchy ve zdivu dodatečně nahrazuje neexistující ŽB věnec. 2) Po této úpravě lze stavebně – technický stav obvodových stěn považovat za způsobilý pro přenos zatížení od navrhovaného obvodového pláště. 3) Hodnocení nosné konstrukce objektu vychází z výše uvedených podkladů. Pokud by při provádění byl zjištěn odlišný stav oproti předpokladům v PD je nutné stavební práce zastavit a kontaktovat projektanta. 4) Ocelové konstrukce ztužení obvodového zdiva a ocelové konzoly atiky jsou schematicky zakresleny ve výkresové části dokumentace. 5) Statický výpočet ověřil některé konstrukční prvky, které budou rozpracovány v další fázi projektové dokumentace, nebo budou součástí dílenské dokumentace zpracované zhotovitelem stavby. Tuto dílenskou dokumentaci je nutno předložit ji projektantovi k odsouhlasení. Při přípravě a pozdější realizaci je třeba věnovat pozornost návrhu kotevních šroubů do zdiva a jejich únosnosti dle doporučení výrobce kotevní techniky.

V Praze, dne 14.5. 2010


9


13 Statický výpočet 13.1 Volba statického modelu Z hlediska statického modelu je konstrukce uvažována jako soustava svislých stěnový prvků vhodně prostorově uspořádaných doplněná o standardní prutové prvky (sloupy, základové pasy, střešní vazník s táhlem, resp. pultový vazník). Připojení hlavních konstrukčních prvků ve statický celek je kloubové, pouze vnitřní sloupy jsou vetknuty do základů. Ztužující prvky objektu jsou tvořeny obvodovými stěnami a vetknutými sloupy. Úkolem statického výpočtu je posoudit vhodnost navrhovaných úprav resp. vliv na stávající nosné konstrukce, návrh dílčích nosných konstrukcí a návrh sanace zdiva. Do hlavních nosných konstrukcí není navrhovanými stavebními úpravami významně zasahováno, nejsou přitěžovány a proto není nutné blíže analyzovat a posuzovat.

13.2 Rozbor zatížení ZATÍŽENÍ OBJEKTU (dle ČSN EN 1991-1)

ČSN EN 1.1) Zatížení stálé; střecha - vl tíha skladby hydroizolační fólie EVALON V tl. 2,2mm telelná izolace tl. 160mm parozábrana PE fólie trapézový plech Vikam TR 60/230 záklop z prken tl. 25mm podhled - Heraklit tl. 25mm podhled - VC omítka + štuková vrstva

gF,G 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35

ČSN EN

gk [kN/m2] qd [kN/m2] 0,020 0,027 0,160 0,216 0,003 0,004 0,100 0,135 0,150 0,203 0,100 0,135 0,300 0,405 0,833 1,125

půdorysný půměr vl tíhy střešní konstrukce pro úhel

16

0,867

1.2) Zatížení proměnné; střecha nepochozí střecha; lokální zatížení obsluhou

gF,Q 1,5

qk [kN] 1,000

2.1) Zatížení klimatické sníh - I. sněhová oblast ČR vítr - II. větrová oblast ČR

gF,Q 1,5 1,5


gF,G 1,35 1,35

zatěžující šířka

zatížení celkem

b [m] 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7

gk [kN/m´] 0,074 0,592 0,011 0,370 0,555 0,370 1,110 3,082

qd [kN/m2] 1,500

3,7

3,700

qk [kN/m2] qd [kN/m2] 0,560 0,840 0,530 0,795

3,7 3,7

2,072 1,961

qk

3.1) Zatížení stálé; obv. nosná stěna tl. 300mm nová fasáda (FeZn rošt + Cor-tein plech tl.1,5mm) telelná izolace Issover tl. 120mm

ČSN EN

qd

gk [kN/m2] gd [kN/m2] 0,200 0,270 0,080 0,108

b [m] 1 1

gk [kN/m´] 0,200 0,080

10

Archeopark Mikulčice I - AKROPOLE Stavební úpravy a hodnocení vybraných prvků nosné konstrukce původní zdivo z váp.-pískových cihel tl. 300mm vnitřní omítka + štuk tl. 15mm

1,35 1,35

5,550 0,300 6,130

7,493 0,405 8,276

1 1 1,0

5,550 0,300 6,130

Sněhová oblast; s = 0,70kN/m2; I. oblast dle mapy sněhových oblastí ČR dle ČSN EN 1991-1 Vítr vob = 25,0m/s; II. oblast dle mapy větrových oblastí ČR dle ČSN EN 1991-2

13.3 Návrh trapézových plechů střešního pláště Trapézové plechy vytváří podkladní rovinu pro zateplený střešní plášť. Jsou ortogonálně kladeny na střešní vazníky a kotveny vruty. Staticky působí jako spojitý nosník o dvou polích. Po analýze specializovaným SW je navržen trapézový plech TR 60/235/0,75 pro základní střešní rovinu (v oblasti kolem hřebene) a TR 60/235/1,25 pro zaatikovou oblast, kde působí větší zatížení sněhem (návěje). Zaatikovou oblast tvoří pruh o šířce 4,0m (tj. 4 šablony TR plechu) u podélných stěn a 1,0m (tj. 1 šablon TR plechu) u štítových stěn. Blíže viz schéma skladby střechy.


11


Schéma skladby střechy


12


Návrh a posouzení TR plechu o 2 poli v mimo zaatikové oblasti (ploše střechy).


13


Zaatiková oblast - zvýšené zatížení sněhem (návějí). Pro zaatikovou oblast je navržen trapézový plech TR 60/235/1,25


14


13.4 Konzoly atiky Nosná konstrukce atiky působí staticky jako konzola, resp. jako konzola se vzpěrou. Ocelové konzoly jsou navrženy s osovou vzdáleností totožnou s modulovým rastrem objektu. Pro výpočet je uvážen nepříznivější typ konzola bez vzpěry. Návrh zatížení dle ČSN EN 1991-1-4 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem

Archeopark Mikulčice I - AKROPOLE Mikulčice, Jihomoravský kraj

Lokalita:

2

Větrná oblast ČR zákl. výchozí rychlost větru součinitel směru větru součinitel ročního období základní rychlost větru

vb,0 cdir Cseason vb = Cdir Cseasson vb,0

25 m/s 1 1 25 m/s

Kategorie terénu 3 Stanovení střední rychlosti větru parametr drsnosti terénu minimální výška maximální výška součinitel terénu součinitel orografie součinitel turbulence základní dynamický tlak

z0 zmin zmax kr = 0,19 (z0/zoII)0,07 c0(z) kI qb = 0,5 ρ vb2(z)

0,05 2 200 0,190 1,000 1,000 390,6

m m m

Pa

Svislé stěny - oblast (A,B,C,D,E) dle čl.7.2.2

A

B

C Geometrie ve směru osy X h b d h/d

5 m 23,2 m 16,4 m 0,31

w1,w2

y

E

b

D

d

A e/5

B

10 2 8 6,4 82

m m m m m

BOČNÍ STĚNA OBLAST A+B+C

+ x

e e/5 4/5e d-e 5d

C

4/5e e


d-e

15


TAB. 4 Tlak větru na čelní stěnu - oblast D qp(e) Cpe,10 wk směr větru [kN/m2] [-] [kN/m2] w1/w2 0,75 0,71 0,53 oblast 1 w3/w4 0,75 0,71 0,53

Zatěžovací šířka konzoly b = 3,7m (největší zatěžovací šířka) Zatížení qk = γF b cp,net wk (rozbor zatížení větrem viz výše) qk = 1,0 3,7 1,2 0,53 = 2,35kN/m qd = γF b cp,net wk qd = 1,5 3,7 1,2 0,53 = 3,5kN/m Posouvající síla Ohybový moment

VEd = qd L = 3,5 2,3 = 8,05 kN MEd = 1/2 qd L2 = 1/2 3,5 2,32 = 9,25 kNm

Ocelová konzola atiky Posouzení prutu na tlak a dvouosý ohyb Pozn.: Výpočet proveden dle ČSN EN 1993-1-1 pro průřezy třídy 1,2,3 1) Vnitřní síly působící na průřez Návrhová normálová síla Ohybový moment k ose y Ohybový moment k ose y Maximální posouvající síla

NEd My,Ed Mz,Ed VEd

3,5 9,25 0 8,05

kN kN kN kN

2) Charakteristické hodnoty průřezu pro výpočet navržený průřez

IPE120 1321 mm2

plocha průřezu

A

el. průřezový modul k ose y

Wel.y

5,30E+04 mm3

pl. průřezový modul k ose y

Wpl.y

6,07E+04 mm3

el. průřezový modul k ose z

Wel.z

8,65E+03 mm3

pl. průřezový modul k ose z

Wpl.z

1,36E+04 mm3

3) Materiálové charakteristiky materiál

S 235

charakteristická mez kluzu dílčí součinitel spolehlivosti dílčí součinitel spolehlivosti

fy γM0 γM1

4) Vzpěrná únosnost prutu štíhlost při vybočení v rovině y

λy=Ly/iy


235 MPa 1,00 1,00

40

16

Archeopark Mikulčice I - AKROPOLE Stavební úpravy a hodnocení vybraných prvků nosné konstrukce štíhlost při vybočení v rovině z součinitel vzpěrnosti v rov. y

λz=Lz/iz

152 2

2

0,945

2

2

χy = 1/(φy+√(φy -λy )

součinitel vzpěrnosti v rov. z

χz = 1/(φz+√(φz -λz )

0,302

4) Výpočet součinitelu klopení součinitele vzpěrných délek součinitel klopení do výpočtu

ky χLT

1 0,674

5) Redukce ohybového momentu vlivem smykové síly pl. průřezu ve smyku Av návrhová únosnost ve smyku Vpl,Rd = A (fy √3)/ γM0 0,5 Vpl,Rd

631 mm2 85,61 kN 42,81 kN

6) Výpočet součinitelů pro dvuosý ohyb interakční součinitel interakční součinitel interakční součinitel interakční součinitel

kyy kyz kzy kzz

0,953 0,580 0,991 0,960

7) Únosnost prutu prostá únosnost v tlaku vzpěrná únosnost v ose y vzpěrná únosnost v ose y únosnost v ohybu k ose y stabilita v ohybu k ose y únosnost v ohybu k ose z

NRd = (βa A fy)/ γM1 Ny,Rd = (χy βa A fy)/ γM1 Nz,Rdz = (χz βa A fy)/ γM1 My,c,Rd = (Wy fy)/ γM1 My,b,Rd = (χLT Wy fy)/ γM1 Mz,c,Rd = (Wz fy)/ γM1

310,44 293,24 93,72 14,27 9,62 3,19

kN kN kN kN kN kN

podmínka únosnosti dle ČSN 1993-1-1 vzorec (6.61 a 6.62) NEd/Ny,RD 0,01

+

NEd/Ny,RD 0,04

+

kyy My,Ed/My,b,Rd 0,92

+

kzy My,Ed/My,b,Rd 0,95

+

kyz Mz,Ed/Mz,c,RD 0,00 kzz Mz,Ed/Mz,c,RD 0,00

0,93 ≤1,0 VYHOVUJE 0,99 ≤1,0 VYHOVUJE

Závěr: Navrhovaná ocelová konstrukce konzoly vyhovuje; bezpečně volím profil UPE 120.


17


Schéma řešení ocelové konzoly atiky


18

F1.2 Stavebně-konstrukční část

Recommend Documents