KONSTRUKCE STAVEB – SYSTÉMY - STĚNOVÉ, SKELETOVÉ
Požadavky na pozemní stavby Prvotním úkolem každé stavby je plnit funkci pro kterou byla vybudována. Základní požadavky mající obecnou platnost:
1. 2.
Obecné požadavky na bezpečnost a užitné vlastnosti staveb (stav.zákon.) Odolnost konstrukcí vůči vnějším vlivům
3.
Požadavky na pohodu vnitřního prostředí
4.
Technologické požadavky
5.
Ekologické požadavky
6.
Ekonomické požadavky
7.
Architektonické požadavky
Konstrukční systém – Stabilita – prostorová tuhost • Vzájemným propojením konstrukčních prvků (stěna či sloup, strop, základ) - vytvoříme KONSTRUKČNÍ SYSTÉM, který musí splňovat základní požadavky • Vhodnou volbou KS zajistíme STABILITU objektu jako celku. • STABILITA stavebního objektu je tedy schopnost konstrukcí vzdorovat vnějším účinkům zatížení (stálá+nahodilá+mimořádná) aniž při tom dojde k nepřípustným deformacím (změně tvaru) objektu nebo poklesu objektu. • Rozhodujícím kritériem (měřítkem) stability je PROSTOROVÁ TUHOST systému. • Prostorovou tuhost systému zajišťují svislé prvky (stěny, sloupy) spojené s vodorovnými prvky (strop, průvlak) a ztužující konstrukce. • Dle spoje vytváříme prostorově - tuhý celek - netuhý celek • REDUKCE TUHOSTI vazeb – při velkých objemových změnách – dilatační spáry - nestejný pokles základových konstrukcí – posuvné spáry
Konstrukční systém dle zvolených svislých nosných konstrukcí: A. Stěnové B. Skeletové (sloupové) • B.1 rámové (průvlakové) • B.2 hlavicové (hřibové) • B.3 deskové (bezprůvlakové) C. Kombinované - stěnové a skeletové D. Superkonstrukce (zvláštní systém) E. Jednopodlažní halové KS (strop tvoří střechu objektu) dle uspořádání svislých nosných konstrukcí: 1. Podélné 2. Příčné 3. Obousměrné (kombinované)
KS dle uspořádání svislých nosných prvků
•
Podélný
•
Příčný
•
Obousměrný
Prvky skeletového (sloupového) KS – ocel, beton, dřevo
Typy skeletových KS
Ad
B.1/ Rámové skelety
Jednotlivé sloupy (stojky, rámové stojky) jsou spojeny průvlaky (příčel, rámová příčel) a tvoří RÁM - (rámová konstrukce), která zajišťuje stabilitu budovy. Rámy - situovány - podélně - příčně - obousměrně k podélné ose objektu. Stropní deska je podepřená průvlaky.
Pro zvýšení tuhosti (ohybové tuhosti) rámového systému se používají ztužující stěny štítová stěna, vnitřní jádro apod. (betonové či cihelné) . Jejich rozmístění v půdoryse musí být souměrné.
Přenášení účinků zatížení (tzn. Uspořádání rámů): -příčné (dobrá tuhost, variabilnost členění fasády, komplikace při provádění instalací) – výška budovy větší než 2 x šířka (5 až 6 podlaží) -podélné (snadné provedení instalací, omezení variability fasády, rámy zastiňují místnosti = menší výška okenních pásů) - rozpon 4,5 – 6 m, výška budovy max. 2 x šířka (2 až 4 podlaží) - obousměrné (velmi vysoká tuhost, budovy nepříznivě namáhané obzvláště výškové)
Typy rámových systémů
Ad
B.2/ Hlavicové skelety – rozpon 6 – 9 m
Průvlaky jsou redukovány do silně vyztužených prvků – hlavic, uložených na sloupech. Zatížení stropní konstrukce - přenášeno prostřednictvím těchto hlavic do sloupů. Hlavice zajišťují propíchnutí desky sloupem a zkracují rozpětí desky tzn. menší průhyby desky. Tvar hlavice je pravoúhlý, kruhový, mnohoúhelníkový. Výhoda – vysoká únosnost (pro objekty skladování a výroby). Nevýhoda - obtížně provádění instalací, které hlavicí nesmí procházet.
Ad
B.3/ Deskové skelety (bezprůvlakový) – rozpon do 6 m
Zatížení je ze stropu přenášeno přímo do sloupů formou skrytých průvlaků tzv. bodově podepřená deska. V místě desky nad sloupem vyšší % vyztužení – proti propíchnutí. Výhody – rovný podhled, snadný rozvod instalací, dispoziční variabilita. Nevýhody – malá tuhost systému. Používají se v budovách s malým užitným zatížením.
Redukce tuhosti: Mezi prvky KS v případě, že není vysoká tuhost žádoucí provádíme: -dilatační spáry – značné objemové změny vyvolané kolísáním teploty a vlhkosti -posuvné spáry – nestejným pokles základových konstrukcí. - vzdálenost spár (celky) po max. 40 m - šířka posuvné spáry – 15 až 50 mm - výplň spáry – pružný materiál
Prefabrikované a prefa-monolitické ŽB sloupové konstrukční systémy
• Výhody: – volné řešení dispozice objektu vzhledem k půdorysným rozměrům sloupů. • Návrh dispozice je ovlivněn rozmístěním sloupů a jejich osovou vzdáleností.
• Použití: – Občanské stavby, stavby pro bydlení, průmyslové a zemědělské stavby.
• Skladba: • Svislé nosné konstrukce – sloupy. • Stropní konstrukce můře být v montované nebo monolitické technologii. – Velice výhodná je pro tento systém prefamonolitická technologie.
• Ztužující prvky - stěny, táhla
B.1 Vývoj prefa ŽB sloupových systémů • Princip sloupového systému (kombinace sloupů a průvlaků) vychází z principu konstruování dřevěných kcí (už v antice byl používán v kamenné variantě)
• prefa ŽB sloupový systém se vyvinul z monolitického systému - snaha o zvýšení produktivity výstavby • Rozvoj prefa systémů začal v 50-tých letech 20. stol.
• V 60-tých letech se objevila řada montovaných skeletů. • V 70-tých letech byl vyvinut typový podklad pro unifikaci KS. • V 70-80-tých letech se projevila tvarová a technologická uzavřenost většiny KS (Výjimka systém INTEGRO) – omezení z hlediska architektonického, konstrukčního a technologického. • V 90-tých letech se vyvinulo několik otevřených soustav tvarově a technologicky, to umožňovalo variabilitu konstrukce( LKS,PREMO,LOB).
B.2.Konstrukční principy: • Charakteristickým rysem jednotlivých typů je způsob podepření stropní kce. • 1. Deskové systémy - stropní deska lokálně podepřena sloupy • přímé podepření stropních panelů sloupy (do 3,6m, výhodou je rovný podhled) • podepření panelů pomocí deskových hlavic
• 2. průvlakové systémy: stropní panely jsou podepřeny průvlaky (průvlaky spočívají na sloupech) – Obdélníkové průvlaky - zasahují svou staticky účinnou výškou pod stropní panely (nerovný podhled) – T průvlaky - (průvlaky s úložnými ozuby) - stropní desky jsou uloženy na ozub průvlaku, nevystupuje celou svojí výškou ze stropní konstrukce. – Deskové průvlaky - rovný podhled, strop a průvlak mají stejnou tloušťku, stropní deska se ukládá na ozub průvlaku
• Prefa-monolitická varianta – Systém se skládá z prefabrikovaných sloupů, průvlaků a prefamonolitického stropu, ten je tvořen filigránovými stropními deskami s nabetonovanou monolitickou deskou. – výhoda - spřažená konstrukce desky s průvlakem je staticky výhodnější – část výšky průvlaku se schová ve výšce stropní konstrukce
B.3. Prostorová tuhost sloupových systémů • Svislá nosná konstrukce tvořená sloupy má malou ohybovou tuhost ve srovnání se stěnami. • rozhodující je – horizontální tuhost stropní desky • panely jsou přivařeny k průvlakům • boky panelů jsou profilovány a do spáry je vložena zálivková výztuž
– styk sloupů a nosné konstrukce • Konzolové působení sloupů a kloubové připojení stropní desky možné jen pro 1 podlažní objekty, výjimečně dvoupodlažní. • Tuhý rám - konstrukce odolává vodorovným silám tuhým stykem sloupů s průvlaky (pracné provedení - svařuje se velké množství výztuže - v místě styku je značné momentové, smykové i normálové namáhání průřezu). Ekonomické do 5 podlaží
Pro vyšší objekty je nutné skelet vyztužit pomocí • ztužujících stěn (tuhým jádrem) • diagonálními ztužidly, • vyplněním rámů ztužujícími stěnami.
• Aby se snížilo namáhání v místě styku (tím se sníží i staveništní pracnost), stykují se prvky některých soustav v místě minimálního namáhání v konstrukci - příkladem je systém MS 71
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • • • •
systém s deskovými průvlaky 70. - 90. léta 20. stol. modulové rozpětí 2,4m - 7,2m krajní průvlak může tvořit konzolu s vyložením 1,2m • v příčném směru je rozteč sloupů po 0,6m, od 3,6m do 7,2m • Konstrukční výška je 3m; 3,3m; 4,2 m, u hal 6,9m
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • Použití: – Bez ztužujících stěn kolmých na směr průvlaků do 1-2 podlaží. – Bez ztužujících stěn ve směru průvlaků do 4 podlaží. – Počet podlaží závisí na rozponu, zatížení, vyztužení sloupů. Při ztužujících stěnách lze použít i do 12 podlaží. Uplatňuje se pětitunová technologie, max. rozměr dílce je 6x2,4m.
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • • • • •
Sloup: Svislý nosný prvek, železobetonový, rozměry sloupu jsou 390x390mm, 390x590mm, 590x590mm. Pata sloupu je opatřena ocelovou botkou pro stykování sloupů Z horní části sloupu vystupují pruty nosné výztuže, která se protáhne otvory v průvlaku a přivaří k botce následujícího sloupu.
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • Průvlak: • Je deskový plný železobetonový tl. 250mm, šířky 1200mm s ozubem po celé délce – v čele je také ozub pro styk dvou průvlaků. – V boku ozub slouží pro ukládání stropních panelů. • Styk průvlakových dílů je kloubový, a je umístěn ne nad sloupem, ale 1200mm od osy sloupu. (Styk je kloubový, přenáší N,Q, nepřenáší ohybový moment)
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • Stropní panely: • Jsou železobetonové dutinové tl. 250mm. Šířka panelů je 600, 1200, 2400mm. • Čela panelů mají ozub, kterým se ukládají na průvlak nebo stěnu. V dutinách lze vysekat prostup pro instalace. • Na ozub průvlaku se uloží malta, do ní se osadí panel, ten se pomocí příložek zaháknutých do oka v čele panelu přivaří k průběžné pásovině, která je při výrobě zabetonovaná v průvlaku. • Existují i instalační stropní panely.
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • Schodiště: • V systému může být použito schodnicové nebo deskové. Mezipodesta je podporována schodišťovými stěnami v polovině podlaží. • Schodnicové schodiště má šířku schodnice 600mm, na ní se pomocí svaření zabetonovaných destiček připojují stupně deskové nebo s podstupnicí. • Deskové schodiště se ukládá na ozub podestových panelů.
B.4. Prefa ŽB sloupový skelet MS 71 • Obvodový plášť: • U systému lze použít více typů obvodového pláště – keramicko-betonový, keramzito-betonový. • Štítové panely jsou celostěnové na výšku podlaží. Průčelí tvoří parapetní pásy panelů s meziokenními vložkami.
B.5.Soustavy s tyčovými (T) průvlaky • U skeletů jsou nejčastěji používány tyčové průvlaky. • Nevýhoda: – Průvlaky jsou viditelné, omezují dispozici a vedení instalací. (vedení instalací, světlá výška) • Používaly se dva typové systémy S1.2 a S1.3 (S1.3 je tvarové a skladebně podobný, má větší dimenze prvků, je určen pro větší zatížení a rozpony). Typické pro tuto soustavu jsou průvlaky ve tvaru obráceného T. Stykování průvlaků se provádí nad sloupem.
Systém S 1.2
Systém S 1.2 • Systém je tvořen tuhými rámy které vzniknou spojením jednopodlažních sloupů a tyčových průvlaků. • Stykování se provádí nad sloupem. • Systém je určen pro vícepodlažní objekty občanské, průmyslové a zemědělské výstavby.
• Modulová vzdálenost ve směru průvlaků je 3; 4,8; 6; 7,2m. Průvlak lze vykonzolovat o 1900mm. • Vzdálenost rámů kolmo na průvlaky je 2,4-12m. • Konstrukční výška 2,7-6m.
Systém S 1.2
Systém S 1.2 • Prostorová tuhost • Ve směru průvlaků je zajištěna tuhým spojením sloupu a průvlaku. • Ve směru kolmém na průvlaky je zajištěna rámovým působením ztužidel se sloupy. • Bez dalšího ztužení lze systém užít až do 5 poschodí, pro vícepodlažní objekty se tuhost zajistí ztužujícími stěnami tl.200mm. • Tuhost stropní konstrukce je zajištěna vložením zálivkové výztuže do spár mezi panely a vyplněním spáry betonovou zálivkou.
Systém S 1.2
Systém S 1.2 • Sloup – Železobetonový, jednopodlažní – Stykují se přes průvlaky nebo ztužidla - výztuž, která prochází otvory průvlaku a je přivařena k botce sloupu (viz předchozí). • Ztužidla – Železobetonová, obdélníkového průřezu, (290x440mm, 390x440mm). – Ztužidla jsou uložena na ozub průvlaku, nebo se stykují nad vloženými mezisloupy – Ztužidla na obvodu objektu jsou opatřena ocelovými deskami pro upevnění obvodového pláště.
Systém S 1.2 • Průvlaky – Železobetonové, tyčové prvky, tvaru převráceného T. Výška je 440mm, šířka včetně ozubu 590mm. – Obvodový průvlak má tvar L, z výroby má ocelové kotvy pro připojení obvodového pláště. – Dílce průvlaků jsou • vnitřní, • koncové – Bez konzoly – s konzolou vyloženou 1900mm od osy sloupu.
Systém S 1.2
Systém S 1.2 • Stropní panely – Železobetonové dutinové • nepředpjaté tl. 250mm, šířky 1200-2400mm, • předpjaté dutinové SPIROLLY tl.250mm nebo 300mm, šířky 1200mm. • Součástí systému je také instalační panel.
Systém S 1.2 • Schodiště • schodiště je deskové • uložené – na podestě – na schodišťovém trámu – na průvlaku. • Mezipodesta je vynášena schodišťovými bloky tl. 390mm s ozubem.
Systém S 1.2
Systém S 1.2
B.6. KS s lokálně podepřenými stropy • Stropní konstrukce je složena ze stropních panelů, které jsou přímo podepřeny sloupy. • Způsoby podepření mohou být různé: – desky podepřené v rozích – desky podepřené na okraji – desky podepřené uprostřed pole • Stropní konstrukce má konstantní tloušťku, rovný podhled, bez omezení vnitřní dispozice, možnost vedení instalací pod podhledem.
Deskové systémy s přímým podepřením stropních panelů • Používají se na menší rozpony vzhledem k omezené velikosti dílců dopravními možnostmi. – Kratší rozměr nepřesahuje 3,3-3,6m menší modulová vzdálenost sloupů. • Rohy sloupů jsou osazeny speciálními ocelovými rohy s kotevními otvory. • Ve zhlaví sloupů vystupuje výztuž, na kterou se navleče ocelová kotevní spojka. • Panely se osazují ocelovými rohy na kotevní výztuž vyčnívající v hlavě sloupu. • Shora se nasadí do kotevní spojky výztuž sloupu vyššího patra.
Systém lokálně podepřených hlavic • Na tomto principu je založen systém prefabrikovaných hřibových hlavic. • Sloup (mívá zesílené zhlaví) vynáší čtvercovou prefabrikovanou hlavici, na kterou jsou v obou směrech uloženy zdvojené deskové průvlaky. • Mezi deskové průvlaky je vložena obousměrně pnutá deska. • Sloupy se nastavují ve 2/3 výšky sloupu. • Nad hlavicí se provede dobetonování na tloušťku deskových průvlaků.
B.7.Soustavy ŽB prefabrik. hal • Některé prefa sloupové soustavy umožňují při použití velkorozponových stropních prvků návrh halových objektů (S1.2, S1.3, INTEGRO, PREMO, LKS) • Existují i soustavy určené výhradně pro konstrukci halových objektů.
B.7.1. Systémy ŽB prefabrikovaných bezvazníkových hal Systém halový H1 • určený pro jednopodlažní objekty s podvěsnou dopravou nebo bez ní. • Skládá se z podélných rámů, které tvoří sloup a průvlak. Na průvlaky se v kolmém směru ukládají předpjaté panely TT • Haly mají rozpon 12,15,18m. • Rozteč vnitřních sloupů v podélném směru je 6 nebo 12m. Po obvodu jsou sloupy po 6m. • Světlá výška haly je od 4,2 do 9,6m. • Systém má dvě varianty H1.1 a H1.2.
Sloup: • H1.1 – má obdélníkové sloupy rozměrů 400x600mm, 500x600mm. • H1.2 – má členěné sloupy (Vierendeelovy) s konzolou pro uložení mostového jeřábu s nosností do 12,5t.
Průvlak: • Zhlaví mají otvory, které se navléknou na ocelové trny vyčnívající ze sloupu, otvor se zainjektuje, – vzniká zde kloubový spoj • Na 6m jsou ŽB obdélníkového průřezu, rozměru 300x600mm. • Na 12m jsou ŽB předpjaté I průvlaky 600x1200
Střešní panely: • Jsou osazeny na průvlaky do pryžových ložisek (eliminace účinků objemových změn). • Jsou předpjaté tvaru TT šířka 1200, 1800, 2400m a výšky 600mm.
B.7.2.Soustavy ŽB prefabrikovaných vazníkových hal Soustava H2 • určená pro jednopodlažní objekty s podvěsnou dopravou H 2.2 (sloupy mají konzolu pro uložení jeřábové dráhy) nebo bez ní H2.1. • Hlavní nosný systém je tvořený příčnými rámy ze sloupů a vazníků • Na vazníky jsou uloženy v podélném směru střešní dílce (panely) • Světlá výška 4,2m - 9,6m
Vazníky: • Předpjaté, sedlové, plnostěnný I průřez; sklon 5% • Rozpon 12m, 15m, 18m, 24m • vzdálenost vazníků v podélném směru je 6m – U hal s osovou vzd. vnitřních sloupů 12m jsou na sloupy osazeny podélné předepnuté průvlaky, které podepírají vazníky • min. výška u podpory je 900mm; uprostřed 1200mm 1500mm - podle rozpětí • Spoj sloupu a vazníku je kloubový. Sloupy • Shodný průřez jako u soustavy H1 Střešní panely: • ŽB žebírkové, šířka 1200mm a 1500mm, tloušťka 290mm, délka 6000mm.
B.8.Otevřené ŽB prefabrik. a prefamonolit. sloupové systémy • Po uzavřených soustavách 60-tých a 80-tých let se objevují otevřené nosné soustavy. • Hlavním představitelem je systém INTEGRO. • Na počátku 90-tých let se používají systémy prefabrikované a prefamonolitické (NAPŘ. PREMO, LKS, LOB). – otevřenost ve výběru prvků různých průřezů, délek a tvarů – Je možnost výběru prvků i technologie (variabilita konstrukcí) v závislosti na požadavcích architektonických, nákladech na stavbu a času na výstavbu.
INTEGRO – velkorozponový montovaný sloupový systém • Jedná se o otevřený prefa skeletový systém • Je určený pro jedno a vícepodlažní budovy s větším užitným zatížením a většími rozpony stropů • Otevřenost systému (variabilita tvaru a výběr technologie) – výběr rozměru prvků – možnosti kombinace prefa a monolitických prvků, • Délky prvků - Základní modul 1,2m, vedlejší m.0,3m, doplňkový m. 0,1m • Výšky prvků - modul 0,3m, a 0,15m • Skladebné rozměry ve směru nosníků od 6 do 13,2m. • Skladebné rozměry kolmo na nosníky 7,2-18m, pro střešní konstrukce 24m.
INTEGRO
• Prostorová tuhost´zajištěna – konzolovým působením sloupů propojených stropními tabulemi – rámovým působením – ztužujícími stěnami
• Sloup: • Hlavní nosný prvek je sloup - má dvě tvarové varianty: • 1. dělený sloup průřezu H. – Dílce se umístí na sebe, do jejich průběžných dutin se osadí výztuž a dutiny se monolitní. – Rozměry prvku jsou 1,2x1,2m, výška dílce 1,052,1m. Na výšku podlaží se užívají 2-3 dílce.
• 2. průběžný sloup přes 1 a více podlaží – sloup má v úrovní stropní konstrukce z obou stran konzolky pro uložení průvlaků. – Sloupy se nastavují přivařením výztuže sloupu nižšího podlaží ke sloupu vyššímu. – Sloup je obdélníkový - 0,6x0,6m, 0,6x0,3m. – Maximální výška sloupu je 18m. – Uložení nosníků na sloupy je kloubové, spojení pomocí ocelových kotevních trnů
• • • • •
Stropní nosník – průvlak: užívá se zdvojených nosníků ŽB nebo ŽB předpjatých. lichoběžníkový tvar výška je 600mm nebo 750mm. Obvodový nosník je výšky 600mm tvaru obráceného U s vloženou tepelnou izolací. • Průvlaky jsou navlečené na výztuž vyčnívající z konzoly sloupu, spojení se sloupem je kloubové. • Mezi průvlaky je volný prostor, zde je možné vést instalace.
• Stropní panel: • dutinové předpjaté panely SPIROLL tl. 0,25m a 0,3m, šířka 1,2m, maximální délka 12m • žebrové předpjaté panely tvaru U šířky 1,2m výšky 0,45m, 0,6m, 0,75m. • TT šířky 1,5m,1,8m,2,4m výšky 0,45m, 0,6m, 0,75m. • Ukládají se na horní plochu průvlaků přes pryžová ložiska (eliminace nepřesnosti a objemových změn). U žebrových panelů lze snížením výšky žebra v uložení snížit tloušťku stropní konstrukce.
PREMO – středněrozponový montovaný sloupový systém • Otevřený systém vycházející ze systému Integro. • Umožňuje kombinovat prefabrikáty s monolitem i užití atypických prvků. • Optimální rozpon stropní konstrukce je 7,2x7,2m. Při použití zdvojených nosníků je vzdálenost až 9,6m. • Max. rozpon ve směru stropních nosníků je 12m. • Půdorysný modul se mění v násobcích 300mm. Strop lze vykonzolovat v obou směrech max. do ¼ délky přilehlého modulu. • Konstrukční výška je libovolná, mění se po 150mm. • Použití optimálně do 12 podlaží. • Systém používá prefabrikované prvky – sloupy a stropní panely a lze použít i monolitické nebo prefamonolitické stropy.
• Sloup: • 2 typy: – 1) Jednopodlažní průřezového tvaru U, umožňují různou sestavu, ve vzniklých otvorech lze vést instalace – 2) vícepodlažní obdélníkového půdorysu s konzolou max. délky 18,6m, stejný u systému Integro.
Stropní konstrukce: • Stropní konstrukci lze vytvořit v různých variantách prefabrikovanou, monolitickou, prefamonolitickou. – 1. Prefabrikovaný dutinový panel typu SPIROLL, nebo žebrové panely TT. Uložení závisí na tvarování čel v uložení. – 2. Monolitická konstrukce – používá se systémového bednění pro stropní desky, rovný podhled, stálá tl. desky. – 3. Prefamonolitická konstrukce – skládá se z panelů typu „filigrán“ a nabetonované vyztužené desky • Prosté stropní nosníky se ukládají na pryžová ložiska, tím se vyrovnávají nepřesnosti a zamezuje se účinkům objemových změn.
LKS – otevřený lehký konstrukční systém • Jedná se o otevřený systém technologicky i tvarově. • Běžné rozpony 12m za použití předpjatých prvků. • Sloupy a průvlaky jsou prefabrikované, stropní konstrukce prefamonolitická
Stykování prvků: • Prefa sloup a průvlak se stykují pomocí ocelové nožové konzoly vyčnívající ze zhlaví průvlaku. Ve sloupu je ocelové pouzdro, do kterého se zasune nožová konzola. Styk se zalije cementovou maltou. • Způsob stykování prvků umožňuje libovolné půdorysné uspořádání prvků, jejich směr i sklon v prostoru.
Sloup: • ŽB, prefabrikovaný, průběžný max. délky 18m. základní rozměr je 300x300mm. • Lze navrhnout i libovolné atypické tvary
Průvlaky: • předpjaté • šířka 250 a 300mm, • výšky průvlaků jsou 300, 400, 500, 600, 750, 900mm. • Délka průvlaků 2-15m. • V horní části průvlaků jsou oka pro spřažení se stropní konstrukcí
Stropní deska: • konstrukce stropu je prefamonolitická spřažená • Šířka prefa desek je 1200-1500mm. • Tloušťka je 100,120, 140, 180mm, • Délka je libovolná, tvarování čel také. • Horní líc desek je drsný, opatřený spřahovacími oky (spřažení s nabetonovanou částí).
Prefabrikované stěnové systémy vícepodlažních budov • Podle způsobu převažujícího rozmístění a funkčního uspořádání svislých nosných prvků se stěnové systémy prefabrikovaných vícepodlažních budov kategorizují na: • příčné - s převažujícím uspořádáním stěn ve směru příčném; • podélné - s převažujícím uspořádáním stěn ve směru podélném; • obousměrné - s obousměrným uspořádáním stěn. • Vedle těchto systémů, jejichž nosnou konstrukci přenášející zatížení ve vertikálním směru představují stěny, které zpravidla umožňují výškovým budovám zajistit i dostatečnou prostorovou tuhost v horizontálním směru, se pro tyto objekty používají systémy umožňující větší uvolnění vnitřní dispozice: • systémy kombinované - stěny + sloupy; • systémy jádrové - jádro + sloupy; • systémy obvodové - nosný obvodový plášť + sloupy.
Charakteristika prefabrikovaných stěnových systémů Nosná konstrukce prefabrikovaných stěnových systémů je tvořena velkorozměrovými betonovými nebo železobetonovými plošnými dílci. Vzájemným spojením jednotlivých dílců ve stycích je vytvořena prostorová soustava, složená ze svislých stěnových prvků a vodorovných stropních desek. Prostorovou tuhost a stabilitu systému zajišťují stěny rozmístěné v příčném a podélném směru Stěnové prvky jsou zpravidla převážně uspořádané v příčném směru budovy. Prefabrikované montované systémy s podélně nebo obousměrně uspořádanými nosnými stěnami jsou méně častým případem.
Zásady skladby a modulové koordinace Modulová síť - zajistit, aby hlavní rozměry konstrukčních částí byly násobkem zvoleného rozměru (tzv. modulu). nejmenší modul - m = 50 mm - zpravidla se ale používá modulů větších, např. 300 mm apod. (jsou však vždy násobkem 50 mm). Rozměry stěnových dílců je nutné navrhnout z hlediska optimálního využití a možností zvedacích prostředků a vzájemné vazby mezi jednotlivými dílci. Stěna sestávající z velkorozměrových dílců má nižší staveništní pracnost než při použití malých dílců, neboť čas potřebný k montáži dílce není prakticky na jeho rozměrech závislý. Příznivý je i nižší počet spár (styků), které mohou být zdrojem estetických i jiných funkčních závad. Z tohoto hlediska lze za optimální šířku stěnových dílců považovat šířku rovnou např. hloubce místnosti, popř. podle možností i hloubce objektu.
Stropní dílce mají nejčastěji šířku v násobku 300 mm ---- omezena především přepravními možnostmi Protože se stropní dílce většinou přepravují v horizontální poloze, obvykle jejich šířka nepřesahuje rozměr 2,4 m až 2,7 m. Optimální velikostí stropního dílce je rozměr celé místnosti, který vylučuje ze strany interiéru spáru v místě styku dílců. Progresivní technologie, zejména variabilní formovací technika, umožňují výrobu tvarově a rozměrově rozmanitých dílců podle individuálních požadavků projektanta. Unifikace moderních prefabrikovaných systémů spočívá "pouze" v jednotném řešení styků a vazeb a konstrukčně skladebných zásadách, které určují podmínky pro návrh dílců, jejich tvaru, rozměrů, povrchových úprav, provádění prostupů, zabudování kotevních přípravků apod., včetně návaznosti na subsystémy kompletačních konstrukcí, technických zařízení apod.
Prvky a díly nosné konstrukce Nosné stěnové dílce Tloušťka nosných stěnových dílců - závisí především na statických požadavcích (příp. i akustických) - z technologických důvodů - zpravidla v tloušťce od 120 mm - až do 200 mm. Maximální rozměr stěnových dílců - omezený výrobními a přepravními možnostmi a především únosností montážních mechanizmů. Mohou být plné nebo s jedním či více dveřními otvory, prostupy apod. Povrch může být hladký, profilovaný, žebrový či opatřený výstupky (konzolami) pro ukládání vodorovných prvků apod.
Stěnové dílce - z betonu nebo železobetonu kvality nejméně C 25/20.
Specifickými dílci jsou tzv. filigránové dvojité stěny pro prefamonolitické konstrukce. Zhlaví stěnových dílců bývají opatřena tzv. montážními (osazovacími, rektifikačními) šrouby v patě zápustnými otvory pro osazovací šrouby nižších stěnových dílců (viz obr. 5); tyto šrouby slouží pro rektifikaci uložení stěnového dílce a zajištění jeho výškové polohy v době, kdy výplň styku nemá dostatečnou pevnost; po zatvrdnutí malty nebo betonu ve styku je nutné matice šroubů uvolnit tak, aby zatížení bylo přenášeno v ploše výplní styku. Kromě toho se do dílců zabudovávají manipulační kotvy nebo montážní závitová pouzdra, kotevní desky, dveřní zárubně, chráničky pro elektrovodiče apod.
Schéma vyztužení stěnového dílce - panelu
Nosné stropní dílce převážně prefabrikované železobetonové stropní panely ve velmi omezené míře se používají stropní trámy, zejména pouze jako doplňkové ŘEZ FILIGRÁNOVÝM STROPEM prvky. Další možností, v současné době dynamicky se rozvíjející, jsou kombinované, prefamonolitické stropní konstrukce. /filigrán/ Tloušťka stropních panelů – dle statických požadavků a dle rozpětí Dílce se vyrábějí jako plné do rozponu 4,8 m, výjimečně až 6,0 m, nejčastěji tloušťky 150 až 200 mm, vyztužené svařovanou sítí případně vázanou výztuží. Pro rozpon 6,0 m a větší - dílce zpravidla vylehčené kruhovými otvory
ŘEŠENÍ ISO NOSNÍKU PRO FILIGRÁNOVÉ STROPY A BALKONY
PODÉLNÉ VYZTUŽENÍ FILIGRÁNOVÉHO STROPU
Základové konstrukce Prefabrikované stěnové konstrukce se zakládají zpravidla na betonových nebo železobetonových základových pasech nebo roštech, spíše monolitických než prefabrikovaných. Prefabrikované základové konstrukce jsou skládány z dílčích bloků, buď na sraz a propojené kotevními prvky, nebo s mezerami. Předností prefabrikovaných základů oproti monolitickým je materiálová úspora, daná možností jejich vylehčení, nevýhodou je poněkud komplikovanější ukládání jednotlivých bloků ve srovnání s prostým vylitím betonové směsi do základových rýh. Prefabrikované základové dílce se ukládají obvykle na štěrkové lože nebo podkladní beton.
Schodiště Schodišťový prostor prefabrikovaných montovaných stěnových konstrukcí je obvykle tvořen minimálně dvěma nosnými stěnami, zpravidla protilehlými, a dále stěnou se sloučenou funkcí ztužující a akusticky dělící a stěnou průčelního obvodového pláště. V závislosti na výšce objektu je ve schodišťovém prostoru často umístěno i výtahové jádro pro jeden nebo více výtahů.
Schodiště v běžných prefabrikovaných stěnových systémech jsou nejčastěji navrhována jako desková dvouramenná. Konstrukčně a skladebně jsou nejobvyklejšími následující řešení schodišťová ramena + hlavní + vedlejší podesta; schodišťová ramena spojená s polovinou hlavní a vedlejší podesty; schodišťová ramena spojená s polovinou vedlejší podesty + hlavní podesta.
Uložení mezipatrové podesty příklady
PRINCIPY ULOŽENÍ
PRINCIPY ULOŽENÍ – PŘÍČNÉ ULOŽENÍ STUPŇŮ
STYKY PANELŮ
STYKY PANELŮ
STYKY PANELŮ
Konstrukce a systémy z betonových prostorových jednotek Prostorové jednotky jsou produktem vyšší formy prefabrikace konstrukčně i provozně ucelené celky Z hlediska provozního mohou být prostorové jednotky realizovány jako část místnosti, celá místnost nebo několik místností v jednom konstrukčním celku, sestaveném a případně i kompletizovaném ve výrobní hale, dovezeném na stavbu a zabudovaném do systému. PŮVODNĚ - určeny pro bytovou výstavbu - využítí přesností použité technologie a maximální míru kompletizace náročných částí bytových objektů zpravidla řešeny v koncepci jedna prostorová jednotka = jedna místnost popř. celý byt později se začalo uplatňovat dělení prostorových jednotek na menší části - moduly, sekce - například sanitární a servisní sekce, lodžiová sekce, schodišťová sekce apod. Toto řešení umožňuje variabilnější řešení dispozice a relativně příznivější podmínky pro přepravu a montáž.
Příklady skladby - DNES TZV. KONTEJNEROVÁ VÝSTAVBA
Příklady skladby - DNES TZV. KONTEJNEROVÁ VÝSTAVBA
Příklady PROSTOROVÉHO USPOŘÁDÁNÍ DNES TZV. KONTEJNEROVÁ VÝSTAVBA MODULÁRNÍ
KONSTRUKCE STAVEB – SYSTÉMY - REKAPITULACE OPAKOVÁNÍ
STĚNOVÉ A SKELETOVÉ KONSTRUKCE
STĚNOVÉ KONSTRUKCE STĚNOVÉ KONSTRUKCE JSOU SMONTOVÁNY Z PŘEDEM VYROBENÝCH ŽB DÍLCŮ (STĚNOVÉ PANELY, STROPNÍ PANELY, SCHODIŠŤOVÉ DÍLCE) SPOLUPŮSOBENÍ PREFABRIKOVANÝCH DÍLŮ JE ZAJIŠTĚNO PROSTŘEDNICTVÍM STYKŮ A SPOJŮ
MALOROZPONOVÉ STĚNOVÉ SOUSTAVY CHARAKTERISTICKÉ JSOU ROZPONY MENŠÍ NEŽ 6m ROZPONY STROPŮ JSOU OD 2,4m DO 5,4m VZHLEDEM K MENŠÍM ROZPONŮM JSOU VNITŘNÍ NOSNÉ ŽB STĚNY TLOUŠŤKY 150mm
STŘEDNĚROZPONOVÉ STĚNOVÉ SOUSTAVY • CHARAKTERISTICKÉ ROZPONY STROPŮ JSOU 6m A VĚTŠÍ • STĚNOVÉ PANELY MAJÍ TLOUŠŤKU 190mm
SKELETOVÉ KONSTRUKCE DĚLENÍ SKELETŮ: ŽELEZOBETONOVÉ SKELETY OCELOVÉ SKELETY DŘEVĚNNÉ SKELETY
VZHLEDEM K MALÝM PŮDORYSNÝM ROZMĚRŮM SVISLÉ KONSTRUKCE NABÍZÍ ŘEŠENÍ DISPOZICE OBJEKTU NÁVRH JE POUZE OVLIVNĚN ROZMÍSTĚNÍM
VOLNÉ
SKELET MS 71 • • •
TENTO SKELET JE URČEN PŘEDEVŠÍM PRO OBČANSKOU VÝSTAVBU S MENŠÍM ZATÍŽENÍM A ROZPONY DO 7,2m PRŮVLAKY SE SLOUPY TVOŘÍ RÁMOVOU KONSTRUKCI S MODULOVÝM ROZPĚTÍM OD 2,4m DO 7,2m SOUSTAVA JE NAVRŽENA PRO VÝŠKY 3m, 3,3m a 4,2m U HAL 6,9m
• • •
PRŮVLAKY JSOU STYKOVÁNY SE STROPNÍMI DESAKMI VE VZDÁLENOSTI 1,2m OD OSY SLOUPU SOUSTAVA OBSAHUJE PRVKY: HLAVNÍ NOSNÁ KONSTRUKCE, SCHODIŠTĚ, OBVODOVÉ PLÁŠTĚ, PREFA ZÁKLADY SOUSTAVA MS 71 JE NAVRŽENA V PĚTITUNOVÉ TECHNOLOGII (maximální rozměr dílce je 6 x 2,4m) PRŮVLAKY JSOU DESKOVÉ, PLNÉ, ŽELEZOBETONOVÉ, TLOUŠŤKY 250 A ŠÍŘKY 120 STYKOVÁNÍ JE PROVÁDĚNO SVAŘOVANÝMI SPOJI
• ZÁKLADOVÉ PATKY
• SLOUPY • VÝZTUŽ PROCHÁZÍ SKRZ PRŮVLAK A JE PŘIVAŘENA K DALŠÍMU SLOUPU • K MALÝM VÝŠKÁM SE POUŽÍVÁ SLOUP VCELKU A U VELKÝCH VÝŠEK JE SLOUP ZE DVOUCH ČÁSTÍ (vcelku by byl příliš těžký, pětitunová technologie) • STROPNÍ PANELY • ŠÍŘKA 1200, DOPLŇKOVÉ 600 • ZAZUBENÍ PRO ULOŽENÍ NA PRŮVLAKY
• PRŮVLAKY •
HLAVICOVÉ – OTVOR PRO PROSTUP VÝSTUŽE UPROSTŘED PRŮVLAKU
• • •
UKONČUJÍCÍ PRŮVLAKY – MAJÍ ROVNÉ ČELO A OTVORY NA KRAJI PRŮVLAKY BEZ OTVORŮ – MEZILEHLÉ – MEZI DVA HLAVICOVÉ SPECIÁLNÍ PRŮVLAKY – SE ZASLEPENÝMI OTVORY PRO VEDENÍ INSTALACÍ
• SCHODIŠTĚ • •
SCHODIŠTĚ JE BUĎ SCHODNICOVÉ NEBO DESKOVÉ KONSTRUKCE SCHODNICE JSOU ŽELEZOBETONOVÉ ŠÍŘKY 600mm
ZÁKLADOVÝ PRÁH UKLÁDÁ SE NA PATKY TVOŘÍ ZÁKLAD POD ZDMI VNITŘNÍ ZDI – PRÁH A ZEĎ NAPROTI SLOUPU OBVODOVÉ ZDI – PRÁH A ZEĎ NEBO SKLENĚNÁ FASÁDA NA OKRAJI(kvůli zamezení tepelných mostů)
OTEVŘENÉ A UZAVŘENÉ SYSTÉMY • UZAVŘENÉ SYSTÉMY – OMEZUJÍ ARCHITEKTONICKÝ
A KONSTRUKČNÍ NÁVRH, A PROTO V 80. LETECH SE ZAČAL VYVÍJET OTEVŘENÝ NOSNÝ SYSTÉM
• OTEVŘENÉ SYSTÉMY – JEJICH NESPORNOU VÝHODOU JE OTEVŘENOST PŘI VÝBĚRU PRVKŮ RŮZNÝCH PRŮŘEZŮ, DÉLEK A TVARŮ. Z OTEVŘENÝCH SYSTÉMŮ JE MOŽNO NAVRHOVAT KONSTRUKCE TÉMĚ LIBOVOLNÝCH TVARŮ(musí být splněny základní podmínky – rozpony, zatížení). HLAVNÍM PŘEDSTAVITELEM JSOU SYSTÉMY INTEGRO A PREMO.
•
SYSTÉM INTEGRO
•
TENTO SYSTÉM JE URČEN PRO VÝSTAVBU JEDNOPODLAŽNÍCH A VÍCEPODLAŽNÍCH OBČANSKÁCH A PRŮMYSLOVÝCH OBJEKTŮ S VELKÝM UŽITNÝM ZATÍŽENÍM A VĚTŠÍMI ROZPONY STROPŮ DÉLKY PRVKŮ SE VOLÍ V NÁSOBCÍCH A KOMBINACÍCH ZÁKLADNÍHO MODULU 1200mm, VEDLEJŠÍHO MODULU 300mm A DOPLŇKOVÉHO MODULU 100mm ROZPONY VE SMĚRU NOSNÍKŮ JSOU V ROZMEZÍ OD 6 DO 13,2m A VE SMĚRU STROPNÍCH PANELŮ 7,2 AŽ 18m(U STŘEŠNÍ KOSTRUKCE AŽ 24m) HLAVNÍ NOSNÝ SYSTÉM JE TVOŘEN SLOUPY PRŮŘEZU H NEBO SLOUPY ČTVERCOVÉHO PRŮŘEZU A STROPNÍMI ZDVOJENÝMI LICHOBĚŽNÍKOVÝMI NOSNÍKY
• • •
•
SYSTÉM PREMO
• • • •
JE VYVINUT ZE SYSTÉMU INTEGRO OPTIMÁLNÍ ROZPONY JSOU 7,2x7,2m OPTIMÁLNÍ VÝŠKA JE DO 12-TI PODLAŽÍ TYPY PREFABRIKOVANÝCH SLOPŮ: OBR 123
OCELOVÝ SKELET • • • •
PATŘÍ JEŠTĚ SE DŘEVEM DO SKUPINY LEHKÉ PREFABRIKACE VZHLEDEM K VELKÉ ÚNOSNOSTI OCELI V TAHU, TALKU A OHYBU SE POUŽÍVAJÍ ZEJMÉNA PRO VÝŠKOVÉ OBJEKTY S VELKÝMI ROZPONY A S VELKÝM ZATÍŽENÍM OCEL SE POUŽÍVÁ V KOMBINACI S BETONEM A OCEL SE POUŽÍVÁ V TAŽENÉ OBLASTI A BETON V TLAČENÉ VELIKOU NEVÝHODOU JE MALÁ PROTIPOŽÁRNÍ ODOLNOT A KOROZE OCELI (OCEL PŘI TEPLOTÁCH VYŠŠÍCH JAK 350°C SNIŽUJE SVOJI PEVNOST A PŘI PROHŘÁTÍ NA 500°C KOLABUJE)
• OCELOVÝ SLOUPOVÝ SYSTÉM KORD •
•
SYSTÉM KORD JE UNIVERZÁLNÍ MONTOVANÝ SYSTÉM OCELOVÝCH PRKŮ UMOŽŇUJÍCÍ VÝSTAVBU HALOVÝCH NEBO MAXIMÁLNĚ TŘÍPODLAŽNÍCH SKELETŮ PRO OBČANSKOU A PRŮMYSLOVOU VÝSTAVBU ROZPONY PRŮVLAKŮ JSOU 2,4 AŽ 5,4m U PŘÍHRADOVÝCH PRŮVLAKŮ AŽ 7,2m
